專利名稱：一種出汗模擬頭裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及人體模擬裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種出汗模擬頭裝置。
背景技術(shù)：
目前，世界上能模擬出汗的暖體假人已出現(xiàn)多種，但單獨模擬頭部舒適性和帽子舒適性研究的出汗模擬頭還不多見，文獻中唯一的一例是由Herring，A.M[32]等研制用于評價摩托車安全頭藍的生理舒適性(Hering, A.M.ffeder, M.Rickards, N.Mattie, M.Evaluation of physiological properites of motorcycle safety helmets usng anew sweating thermal head manikin[C].Proceedings of the Fourth InternationalMeeting on Thermal Mankins, EMPA, Switzerland, 27-28Sep.2001, 1-4.)。該暖體假頭由頭顱、面部和頸部組成，三部分單獨加熱，獨立控制。為模擬出汗，假頭包括25個出汗孔，分布于面部和頭顱，位于假頭上方水罐內(nèi)的蒸餾水經(jīng)管道輸入假頭，出汗量由單獨的閥門控制，可達70g/h。然而，其出汗供水是定量供水模式，在測試過程中究竟需要多少出汗量往往是無法事先估計準的，因此還不能對帽子的熱舒適性指標進行有效測量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種出汗模擬頭裝置，可精確計量模擬頭的出汗量。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種出汗模擬頭裝置，包括底座、模擬皮膚和垂直供水管，所述底座上安裝有底盤，所述模擬皮膚通過緊箍圈套在所述底盤外，所述模擬皮膚內(nèi)充滿水并形成模擬頭，所述底盤上裝有用于給模擬頭內(nèi)的水加熱的加熱棒；所述垂直供水管穿過底座與模擬頭內(nèi)部相連通；所述模擬頭內(nèi)表面設(shè)有內(nèi)溫度傳感器，外表面設(shè)有外溫度傳感器；所述內(nèi)溫度傳感器和外溫度傳感器均與所述測控系統(tǒng)相連，所述測控系統(tǒng)根據(jù)內(nèi)溫度傳感器和外溫度傳感器的所測得的數(shù)值控制所述加熱棒加熱。所述模擬頭的底部均布安裝有用于使模擬頭內(nèi)部的水上下均勻循環(huán)的帶導流套的水泵。所述模擬皮膚由PTFE微孔膜復合織物制成。所述測控系統(tǒng)采用PID運算輸出開關(guān)比例控制加熱棒加熱。所述水泵均勻分布在所述加熱棒的四周，使模擬頭各部分表面溫度的溫差小于
1.5。。。所述垂直供水管的水位高于模擬頭頂部l_2m。所述底座為保溫底座。所述保溫底座采用泡沫塑料制成。有益效果由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果:本發(fā)明實現(xiàn)了頭部全表面均勻出汗模擬，采用被動式出汗模擬原理，出汗量是根據(jù)模擬頭的具體穿戴情況和環(huán)境狀態(tài)自動調(diào)節(jié)的，供水管中水的消耗量就等于模擬頭上外散失的汗氣量，通過記錄水管中水位的下降量就可精確計量模擬頭的出汗量。因此，本發(fā)明中的出汗模擬頭可以對帽子的熱阻和濕阻精確測量，同時可以更好地評價頭部在各種環(huán)境中的熱舒適性。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。本發(fā)明的實施方式涉及一種出汗模擬頭裝置，如圖1所示，包括底座1、模擬皮膚4和垂直供水管8，所述底座I上安裝有底盤3，所述模擬皮膚4通過緊箍圈2套在所述底盤3夕卜，所述模擬皮膚4內(nèi)充滿水并形成模擬頭，所述底盤3上裝有用于給模擬頭內(nèi)的水加熱的加熱棒7 ;所述垂直供水管8穿過底座I與模擬頭內(nèi)部相連通；所述模擬頭內(nèi)表面設(shè)有內(nèi)溫度傳感器5，外表面設(shè)有外溫度傳感器6 ;所述內(nèi)溫度傳感器5和外溫度傳感器6均與所述測控系統(tǒng)相連，所述測控系統(tǒng)根據(jù)內(nèi)溫度傳感器5和外溫度傳感器6的所測得的數(shù)值控制所述加熱棒7加熱。其中，所述模擬頭的底部均布安裝有用于使模擬頭內(nèi)部的水上下均勻循環(huán)的帶導流套9的水泵10，使頭內(nèi)部的水上下均勻循環(huán)起來，以達到模擬頭各部分的溫度均勻一致。所述水泵10可以有3-4個，且均勻分布在所述加熱棒7的四周，使模擬頭各部分表面溫度的溫差小于1.50C所述模擬皮膚4由PTFE微孔膜復合織物制成，在壓力水充入后膨脹形成模擬頭，在水壓力和溫度共同作用下向外析出“汗”。所述出汗模擬頭內(nèi)部由加熱棒7實施加熱，采用開關(guān)控制方式，所述測控系統(tǒng)采用PID運算輸出開關(guān)比例控制加熱棒7加熱。所述出汗模擬頭采用被動式出汗原理，出汗頭散失的水份由垂直供水管8自動補充，因此通過精確計量垂直供水管8中水位的下降量就可以精確測得模擬頭的出汗量。垂直供水管8垂直安裝，其水位高于模擬頭的頭頂一定距離，最好為I 2m，通過設(shè)定不同高度的水位，在一定范圍內(nèi)可改變模擬頭的出汗量。所述底座I為保溫底座。所述保溫底座采用泡沫塑料制成。采用基本絕熱的泡沫底座可以使加熱功率基本都從模擬頭上向外散發(fā)，以保證該模擬頭用于測量時的系統(tǒng)誤差最小。本發(fā)明中的出汗頭模擬皮膚由PTFE微孔膜織物縫制而成，充滿水后在一定壓力下會形成一個人頭基本形狀，頭部頸底盤安裝有加熱棒，負責加熱模擬頭中的水；在模擬頭的底部均布安裝有帶導流套的水泵，使頭內(nèi)部的水上下均勻循環(huán)起來，以達到模擬頭各部分的溫度均勻一致。皮膚內(nèi)外分別安裝溫度傳感器，通過控制系統(tǒng)來完成對模擬頭的溫度控制。供水管向模擬頭中施加一定的壓力水，不同于現(xiàn)有文獻中模擬頭的主動出汗控制方式，本模擬頭采用被動式出汗模擬原理，出汗量是根據(jù)模擬頭的具體穿戴情況和環(huán)境狀態(tài)自動調(diào)節(jié)的，供水管中水的消耗量就等于模擬頭上外散失的汗氣量，通過記錄水管中水位的下降量就可精確計量模擬頭的出汗量。因此，本發(fā)明中的出汗模擬頭可以對帽子的熱阻和濕阻精確測量，同時可以更好地評價頭部在各種環(huán)境中的熱舒適性。
權(quán)利要求
1.一種出汗模擬頭裝置，包括底座(I)、模擬皮膚(4)和垂直供水管(8)，其特征在于，所述底座(I)上安裝有底盤(3 )，所述模擬皮膚(4 )通過緊箍圈套在所述底盤外，所述模擬皮膚(4)內(nèi)充滿水并形成模擬頭，所述底盤(3)上裝有用于給模擬頭內(nèi)的水加熱的加熱棒(7);所述垂直供水管(8)穿過底座(I)與模擬頭內(nèi)部相連通；所述模擬頭內(nèi)表面設(shè)有內(nèi)溫度傳感器(5 )，外表面設(shè)有外溫度傳感器(6 );所述內(nèi)溫度傳感器(5 )和外溫度傳感器(6 )均與所述測控系統(tǒng)相連，所述測控系統(tǒng)根據(jù)內(nèi)溫度傳感器(5)和外溫度傳感器(6)的所測得的數(shù)值控制所述加熱棒(7 )加熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的出汗模擬頭裝置，其特征在于，所述模擬頭的底部均布安裝有用于使模擬頭內(nèi)部的水上下均勻循環(huán)的帶導流套(9)的水泵(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的出汗模擬頭裝置，其特征在于，所述模擬皮膚(4)由PTFE微孔膜復合織物制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的出汗模擬頭裝置，其特征在于，所述測控系統(tǒng)采用PID運算輸出開關(guān)比例控制加熱棒(7)加熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的出汗模擬頭裝置，其特征在于，所述水泵(10)均勻分布在所述加熱棒(7)的四周，使模擬頭各部分表面溫度的溫差小于1.5°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的出汗模擬頭裝置，其特征在于，所述垂直供水管(8)的水位高于豐旲擬頭頂部l_2m。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的出汗模擬頭裝置，其特征在于，所述底座(I)為保溫底座。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的出汗模擬頭裝置，其特征在于，所述保溫底座采用泡沫塑料制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種出汗模擬頭裝置，包括底座、水循環(huán)裝置、模擬皮膚和垂直供水管，所述底座上安裝有底盤，所述模擬皮膚通過緊箍圈套在所述底盤外，所述模擬皮膚內(nèi)充滿水并形成模擬頭，所述底盤上裝有用于給模擬頭內(nèi)的水加熱的加熱棒，所述的模擬頭內(nèi)有水循環(huán)裝置；所述垂直供水管穿過底座與模擬頭內(nèi)部相連通；所述模擬頭內(nèi)表面設(shè)有內(nèi)溫度傳感器，外表面設(shè)有外溫度傳感器；所述內(nèi)溫度傳感器和外溫度傳感器均與所述測控系統(tǒng)相連，所述測控系統(tǒng)根據(jù)內(nèi)溫度傳感器和外溫度傳感器的所測得的數(shù)值控制所述加熱棒加熱。本發(fā)明可以均勻模擬人頭表面的發(fā)熱與出汗并可精確計量模擬頭的發(fā)熱功率和出汗量。
文檔編號G09B23/28GK103106829SQ201310046730
公開日2013年5月15日 申請日期2013年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月5日
發(fā)明者陳益松, 夏明 , 徐軍 申請人:東華大學