本申请提供了一种基于UTCI的体感温度智能监测仪，包括温度传感器、相对湿度传感器、黑球温度传感器接口、风速传感器、数据采集模块、体感温度计算模块；所述温度传感器，设置为实时测量大气的温度；所述相对湿度传感器，设置为实时测量大气湿度；所述黑球温度传感器接口，设置为与外部的黑球温度传感器连接，以获取黑球的温度值；所述风速传感器，设置为测量2米高度的风速；所述数据采集模块，设置为采集所述大气的温度、大气湿度、黑球的温度、2米高度的风速；所述体感温度计算模块，设置为根据所采集的所述大气的温度、大气湿度、黑球的温度值、2米高度的风速以及预设的UTCI模型计算体感温度。体感温度。体感温度。
【技术实现步骤摘要】
基于UTCI的体感温度智能监测仪
[0001]本文涉及气象探测和气象服务领域技术，尤指一种基于UTCI的体感温度智能监测仪。
技术介绍
[0002]日常生活中气象部门发布的气温监测数据和预报数据分别对应于2米高度气象百叶箱气温观测值和2米高度气温预报值。而人体感受到的气温高低和天气冷暖(简称“体感温度”或者“人体舒适度”)并非由气温完全决定，而是由人体所受到的热、冷应力决定，即为维持人体核心温度的稳定，人体热调节系统需排放的热量。基于主观感受或生理反应纳入经验统计模型构建的一系列衡量体感温度指标(如有效温度、温湿指数、风寒指数等)，由于过于简化，无法满足指标值和热生理状态一一对应的基本要求，其经验性质也导致了指标应用的时空局限性。合理的体感温度指标必须以人体热交换机制为基础，综合考虑环境因素(包括气温、湿度、风速、辐射等)、人体代谢和服装热阻等诸多因素的影响。在基于人体热交换模型的体感温度指标中，通用热气候指数(universal thermal climate index，UTCI)综合了多节点人体热调节模型和自适应穿衣模型，是当前考虑因素最全面、最具普适性的人体热、冷应力指标。
[0003]目前尚没有直接计算UTCI体感温度的体感温度智能监测仪。
技术实现思路
[0004]本申请提供了一种基于UTCI的体感温度智能监测仪，该监测仪能够通过观测并快速计算出UTCI体感温度。
[0005]本申请提供了一种基于UTCI的体感温度智能监测仪，包括：
[0006]温度传感器、相对湿度传感器、黑球温度传感器接口、风速传感器、数据采集模块、体感温度计算模块；
[0007]所述温度传感器，设置为实时测量大气的温度；
[0008]所述相对湿度传感器，设置为实时测量大气湿度；
[0009]所述黑球温度传感器接口，设置为与外部的黑球温度传感器连接，以获取黑球的温度值；
[0010]所述风速传感器，设置为测量2米高度的风速；
[0011]所述数据采集模块，设置为采集所述大气的温度、大气湿度、黑球的温度、2米高度的风速；
[0012]所述体感温度计算模块，设置为根据所采集的所述大气的温度、大气湿度、黑球的温度值、2米高度的风速以及预设的UTCI模型计算体感温度。
[0013]在一种示例性的实施例中，所述基于UTCI的体感温度智能监测仪还包括人体舒适度指数计算模块；
[0014]所述人体舒适度指数计算模块，设置为根据所述体感温度以及预设的UTCI热应力
与舒适度分级标准对照表计算人体舒适度指数。
[0015]在一种示例性的实施例中，所述基于UTCI的体感温度智能监测仪还包括湿球温度传感器接口、WBGT计算模块；
[0016]所述湿球温度传感器接口，设置为与外部的湿球温度传感器连接，以获取热力学湿球温度值；
[0017]所述WBGT计算模块，设置为根据所述黑球的温度值以及热力学湿球温度值计算WBGT指数。
[0018]在一种示例性的实施例中，所述基于UTCI的体感温度智能监测仪包括显示模块；
[0019]所述显示模块，设置为显示所述体感温度、人体舒适度指数、WBGT。
[0020]在一种示例性的实施例中，所述基于UTCI的体感温度智能监测仪包括通信模块；
[0021]所述通信模块，设置为将所述体感温度、人体舒适度指数、WBGT发送到远程终端。
[0022]在一种示例性的实施例中，所述基于UTCI的体感温度智能监测仪包括供电模块；
[0023]所述供电模块，设置为给所述基于UTCI的体感温度智能监测仪供电。
[0024]在一种示例性的实施例中，所述供电模块包括可充电电池、充电接口。
[0025]在一种示例性的实施例中，所述基于UTCI的体感温度智能监测仪包括外壳。
[0026]在一种示例性的实施例中，所述温度传感器为型号为瑞士Sensirion SHT45温湿度传感器。
[0027]在一种示例性的实施例中，所述相对湿度传感器为型号为瑞士Sensirion SHT45温湿度传感器。
[0028]本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。
附图说明
[0029]附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
[0030]图1为人体热调节的生理模型概念图；
[0031]图2为本申请实施例的一种基于UTCI的体感温度智能监测仪的示意图；
[0032]图3为本申请实施例的另一种基于UTCI的体感温度智能监测仪的示意图；
[0033]图4为图3所示的监测仪的人机交互界面的示意图；
[0034]图5为图3所示的监测仪的工作过程的示意图；
[0035]图6示出了图3所示监测仪计算UTCI人体舒适度指数和WBGT指数的过程的示意图。
具体实施方式
[0036]UTCI(The Universal Thermal Climate Index)是基于生理学、医学、数学、气象学及计算机科学等多结点的人体热调节生理模型，UTCI模型逻辑框架如图1所示。UTCI模型将人体模型化为具有热调节功能的主动模块和人体内部传热过程的被动模块。考虑对流热交换，长、短波辐射热交换，皮肤表面蒸发带走热量等，包含了气温、水汽条件(水汽压或相对湿度)、风速和辐射等气象因素的作用。
[0037]图2为本申请实施例的基于UTCI的体感温度智能监测仪的示意图，本申请的基于UTCI的体感温度智能监测仪，包括温温度传感器、相对湿度传感器、黑球温度传感器接口、风速传感器、数据采集模块、体感温度计算模块；
[0038]所述温度传感器，设置为实时测量大气的温度；
[0039]所述相对湿度传感器，设置为实时测量大气湿度；
[0040]所述黑球温度传感器接口，设置为与外部的黑球温度传感器连接，以获取黑球的温度值；
[0041]所述风速传感器，设置为测量2米高度的风速；
[0042]所述数据采集模块，设置为采集所述大气的温度、大气湿度、黑球的温度、2米高度的风速；
[0043]所述体感温度计算模块，设置为根据所采集的所述大气的温度、大气湿度、黑球的温度值、2米高度的风速以及预设的UTCI模型计算体感温度。
[0044]其中，体感温度计算模块可采用在MCU(微处理器)中通过现有方法进行计算。数据采集模块也可通过现有方法进行数据采集。
[0045]在一种示例性的实施例中，所述基于UTCI的体感温度智能监测仪还包括人体舒适度指数计算模块；
[0046]所述人体舒适度指数计算模块，设置为根据所述体感温度以及预设的UTCI热应力与舒适度分级标准对照表计算人体本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于UTCI的体感温度智能监测仪，其特征在于，包括：温度传感器、相对湿度传感器、黑球温度传感器接口、风速传感器、数据采集模块、体感温度计算模块；所述温度传感器，设置为实时测量大气的温度；所述相对湿度传感器，设置为实时测量大气湿度；所述黑球温度传感器接口，设置为与外部的黑球温度传感器连接，以获取黑球的温度值；所述风速传感器，设置为测量2米高度的风速；所述数据采集模块，设置为采集所述大气的温度、大气湿度、黑球的温度、2米高度的风速；所述体感温度计算模块，设置为根据所采集的所述大气的温度、大气湿度、黑球的温度值、2米高度的风速以及预设的UTCI模型计算体感温度。2.根据权利要求1所述的基于UTCI的体感温度智能监测仪，其特征在于：所述基于UTCI的体感温度智能监测仪还包括人体舒适度指数计算模块；所述人体舒适度指数计算模块，设置为根据所述体感温度以及预设的UTCI热应力与舒适度分级标准对照表计算人体舒适度指数。3.根据权利要求2所述的基于UTCI的体感温度智能监测仪，其特征在于：所述基于UTCI的体感温度智能监测仪还包括湿球温度传感器接口、WBGT计算模块；所述湿球温度传感器接口，设置为与外部的湿球温度传感器连接，以获取热力学湿球温度值；所述WBGT计算模块，设置为根据所述黑球的温度值以及热力学湿球温度值计算WB...
【专利技术属性】
技术研发人员：李炬，张京江，王华，齐晨，
申请(专利权)人：北京城市气象研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。