一種發(fā)熱假人模型集群系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種發(fā)熱假人模型集群系統(tǒng)，包括發(fā)熱假人模型和功率控制系統(tǒng),發(fā)熱假人模型由頭部、軀干、兩條胳膊和兩條腿構(gòu)成，發(fā)熱假人模型的表面均纏繞有發(fā)熱電阻絲，每條胳膊上纏繞有并聯(lián)的四根發(fā)熱電阻絲，其他部位纏繞有并聯(lián)的兩根發(fā)熱電阻絲，發(fā)熱電阻絲覆蓋發(fā)熱假人模型表面積的97～97.5%，總電阻為1600至1699Ω，發(fā)熱量為75W。功率控制系統(tǒng)包括380V電源、控制板、驅(qū)動板、功率板、測溫傳感器和電壓調(diào)壓器。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了自動化控制，操作方便快捷，發(fā)熱量穩(wěn)定，可實(shí)現(xiàn)不同假人在不同的功率下工作以模擬不同人體，具有適用范圍廣的特點(diǎn)。同時(shí)，本發(fā)熱假人模型也可以在電壓調(diào)壓器的控制下進(jìn)行發(fā)熱量調(diào)節(jié)。
【專利說明】一種發(fā)熱假人模型集群系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種假人模型系統(tǒng)，尤其涉及一種模擬真實(shí)人體發(fā)熱的假人模型，及多個(gè)假人模型群體加熱控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在進(jìn)行人居環(huán)境研究，尤其是狹小空間、高人口密度的空氣環(huán)境質(zhì)量研究時(shí)，人作為必要的實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)對象對實(shí)驗(yàn)過程產(chǎn)生非常重要的影響。就世界范圍來看，由于雇傭大量實(shí)驗(yàn)人員需要高昂的資金支撐，學(xué)術(shù)界普遍青睞使用假人模型來代替真人進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。一般來說，合格的發(fā)熱假人模型系統(tǒng)主要有如下三個(gè)特點(diǎn):1.發(fā)熱假人模型的幾何尺寸和姿勢與真人相近；2.發(fā)熱假人模型顯熱發(fā)熱量和各部位發(fā)熱率與真人相近；3.多個(gè)發(fā)熱假人模型的功率控制。前者是較容易實(shí)現(xiàn)的，而后兩者，即如何實(shí)現(xiàn)發(fā)熱假人模型顯熱發(fā)熱量和各部位發(fā)熱率與真人相同以及多個(gè)發(fā)熱假人模型的功率控制是需要滿足的基本條件且較難實(shí)現(xiàn)。所謂發(fā)熱率是指單位表面積發(fā)熱量大小，這是從熱量的角度衡量發(fā)熱假人模型近似人體程度的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。目前國外使用的假人模型大都功能更為復(fù)雜，而且由于成本非常高，一般學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)無力購買。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型提供一種發(fā)熱假人模型集群系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動化控制，操作方便快捷，單體發(fā)熱假人模型發(fā)熱量穩(wěn)定，可實(shí)現(xiàn)不同假人在不同的功率下工作以模擬不同人體，具有適用范圍廣的特點(diǎn)。同時(shí)，本發(fā)熱假人模型也可以在電壓調(diào)壓器的控制下進(jìn)行發(fā)熱量調(diào)節(jié)。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型一種發(fā)熱假人模型集群系統(tǒng)，包括發(fā)熱假人模型和功率控制系統(tǒng)，所述發(fā)熱假人模型由頭部、軀干、兩條胳膊和兩條腿構(gòu)成，所述發(fā)熱假人模型的表面均纏繞有發(fā)熱電阻絲，其中，頭部、軀干和兩條腿上纏繞有并聯(lián)的兩根發(fā)熱電阻絲，每條胳膊上纏繞有并聯(lián)的四根發(fā)熱電阻絲，發(fā)熱電阻絲覆蓋發(fā)熱假人模型表面積的97?97.5% ;所有發(fā)熱電阻絲串聯(lián)后的總電阻為1600至1699 Ω，所有發(fā)熱電阻絲串聯(lián)后的發(fā)熱量為751
[0005]所述功率控制系統(tǒng)包括380V電源、控制板、驅(qū)動板、功率板、測溫傳感器和電壓調(diào)壓器；所述380V電源經(jīng)二極管整流形成正弦半波，中間設(shè)有過流保護(hù)裝置，通過控制半波數(shù)來控制平均功率；所述控制板包含有四片atmel公司生產(chǎn)的ATmagel6單片機(jī)，用以采集發(fā)熱電阻絲的溫度和功率信息；所述驅(qū)動板與功率板以實(shí)現(xiàn)功率的調(diào)整；所述測溫傳感器采用DS18B20數(shù)字測溫傳感器用以實(shí)現(xiàn)溫度的測量，所述測溫傳感器的分辨率為0.5°C ;所述電壓調(diào)壓器的型號為TS6C2-6，電壓控制范圍為O?430V，所述電壓調(diào)壓器為自耦變壓器用以控制發(fā)熱假人模型的功率。
[0006]本實(shí)用新型發(fā)熱假人模型集群系統(tǒng)，其中，所述發(fā)熱假人模型包括女性發(fā)熱假人模型和男性發(fā)熱假人模型，所述女性發(fā)熱假人模型坐高為1.28米，表面積為1.334平方米，體積為0.043立方米；所述男性發(fā)熱假人模型的坐高為1.40米，表面積為1.339平方米，體積為0.055立方米。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0008]本實(shí)用新型發(fā)熱假人模型集群系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，實(shí)現(xiàn)了自動化控制，操作方便快捷，單體發(fā)熱假人模型發(fā)熱量穩(wěn)定，可實(shí)現(xiàn)不同假人在不同的功率下工作以模擬不同人體，可以為大型人居室內(nèi)環(huán)境研究提供模擬真人發(fā)熱的模型，從而有效節(jié)約科研經(jīng)費(fèi)并大幅提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度。通過實(shí)驗(yàn)證明，本實(shí)用新型既能節(jié)省初投資，而且可以滿足模擬人體發(fā)熱相關(guān)實(shí)驗(yàn)的基本要求，比如，與真實(shí)人體靜坐狀態(tài)時(shí)總顯熱發(fā)熱量相同以及與真實(shí)人體各部位顯熱發(fā)熱量一致。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型中發(fā)熱假人模型示意圖；
[0010]圖2是三個(gè)發(fā)熱假人模型示意圖；
[0011]圖3是本實(shí)用新型中功率控制系統(tǒng)構(gòu)架圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)地描述。
[0013]如圖1所示，本實(shí)用新型一種發(fā)熱假人模型集群系統(tǒng)，包括發(fā)熱假人模型和功率控制系統(tǒng)。
[0014]所述發(fā)熱假人模型由頭部、軀干、兩條胳膊和兩條腿構(gòu)成，所述發(fā)熱假人模型包括女性發(fā)熱假人模型和男性發(fā)熱假人模型，所述女性發(fā)熱假人模型坐高為1.28米，表面積為1.334平方米，體積為0.043立方米；所述男性發(fā)熱假人模型的坐高為1.40米，表面積為1.339平方米，體積為0.055立方米，所述男性假人模型由于體積大可以只包括頭部、軀干和兩條腿四部位，可以得到近似真人的發(fā)熱面積。所述發(fā)熱假人模型的表面均纏繞有發(fā)熱電阻絲，各部分表面積參數(shù)見表1，所述發(fā)熱電阻絲單位長度電阻值為32Ω/πι，直徑為2mm，依據(jù)真實(shí)人體各部位發(fā)熱量分布，設(shè)置的不同長度纏繞于發(fā)熱假人模型全身各個(gè)部位，每條胳膊上纏繞有并聯(lián)的四根發(fā)熱電阻絲，其他部位由兩根電阻絲并聯(lián)纏繞，然后再將全部發(fā)熱電阻絲串聯(lián)，總電阻值控制在1600至1699Ω之間，具體參數(shù)見表2，所有發(fā)熱電阻絲的顯熱發(fā)熱量為75W，各部分發(fā)熱量參數(shù)詳見表1，發(fā)熱電阻絲覆蓋發(fā)熱假人模型表面積的97 ?97.5%ο
[0015]表I發(fā)熱假人模型各部位表面積及理論顯熱發(fā)熱量
[0016]
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)熱假人模型集群系統(tǒng)，包括發(fā)熱假人模型，其特征在于，所述發(fā)熱假人模型由頭部、軀干、兩條胳膊和兩條腿構(gòu)成，所述發(fā)熱假人模型的表面均纏繞有發(fā)熱電阻絲，其中，頭部、軀干和兩條腿上纏繞有并聯(lián)的兩根發(fā)熱電阻絲，每條胳膊上纏繞有并聯(lián)的四根發(fā)熱電阻絲，發(fā)熱電阻絲覆蓋發(fā)熱假人模型表面積的97?97.5% ;所有發(fā)熱電阻絲串聯(lián)后的總電阻為1600至1699 Ω，所有發(fā)熱電阻絲串聯(lián)后的發(fā)熱量為75W ； 還包括由380V電源、控制板、驅(qū)動板、功率板、測溫傳感器和電壓調(diào)壓器構(gòu)成的功率控制系統(tǒng)；所述380V電源經(jīng)二極管整流形成正弦半波，通過控制半波數(shù)來控制平均功率；所述控制板包含有四片atmel公司生產(chǎn)的ATmagel6單片機(jī),用以采集發(fā)熱電阻絲的溫度和功率信息；所述驅(qū)動板與功率板用以實(shí)現(xiàn)功率的調(diào)整；所述測溫傳感器采用DS18B20數(shù)字測溫傳感器用以實(shí)現(xiàn)溫度的測量，所述測溫傳感器的分辨率為0.5°C ;所述電壓調(diào)壓器的型號為TS6C2-6，電壓控制范圍為O?430V，所述電壓調(diào)壓器為自耦變壓器用以控制發(fā)熱假人模型的功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述發(fā)熱假人模型集群系統(tǒng)，其中，所述發(fā)熱假人模型包括女性發(fā)熱假人模型和男性發(fā)熱假人模型，所述女性發(fā)熱假人模型坐高為1.28米，表面積為1.334平方米，體積為0.043立方米；所述男性發(fā)熱假人模型的坐高為1.40米，表面積為1.339平方米，體積為0.055立方米。
【文檔編號】G05B19/418GK203455674SQ201320417578
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月12日
【發(fā)明者】劉俊杰, 劉煒, 沈忱, 王聰聰 申請人:天津大學(xué)