一种发热假人模型集群系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种发热假人模型集群系统，包括发热假人模型和功率控制系统,发热假人模型由头部、躯干、两条胳膊和两条腿构成，发热假人模型的表面均缠绕有发热电阻丝，每条胳膊上缠绕有并联的四根发热电阻丝，其他部位缠绕有并联的两根发热电阻丝，发热电阻丝覆盖发热假人模型表面积的97～97.5%，总电阻为1600至1699Ω，发热量为75W。功率控制系统包括380V电源、控制板、驱动板、功率板、测温传感器和电压调压器。本实用新型专利技术实现了自动化控制，操作方便快捷，发热量稳定，可实现不同假人在不同的功率下工作以模拟不同人体，具有适用范围广的特点。同时，本发热假人模型也可以在电压调压器的控制下进行发热量调节。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种发热假人模型集群系统
本技术涉及一种假人模型系统，尤其涉及一种模拟真实人体发热的假人模型，及多个假人模型群体加热控制系统。
技术介绍
在进行人居环境研究，尤其是狭小空间、高人口密度的空气环境质量研究时，人作为必要的实验条件和实验对象对实验过程产生非常重要的影响。就世界范围来看，由于雇佣大量实验人员需要高昂的资金支撑，学术界普遍青睐使用假人模型来代替真人进行实验。一般来说，合格的发热假人模型系统主要有如下三个特点:1.发热假人模型的几何尺寸和姿势与真人相近；2.发热假人模型显热发热量和各部位发热率与真人相近；3.多个发热假人模型的功率控制。前者是较容易实现的，而后两者，即如何实现发热假人模型显热发热量和各部位发热率与真人相同以及多个发热假人模型的功率控制是需要满足的基本条件且较难实现。所谓发热率是指单位表面积发热量大小，这是从热量的角度衡量发热假人模型近似人体程度的关键数据。目前国外使用的假人模型大都功能更为复杂，而且由于成本非常高，一般学术机构无力购买。
技术实现思路
针对上述现有技术，本技术提供一种发热假人模型集群系统，该系统实现了自动化控制，操作方便快捷，单体发热假人模型发热量稳定，可实现不同假人在不同的功率下工作以模拟不同人体，具有适用范围广的特点。同时，本发热假人模型也可以在电压调压器的控制下进行发热量调节。为了解决上述技术问题，本技术一种发热假人模型集群系统，包括发热假人模型和功率控制系统，所述发热假人模型由头部、躯干、两条胳膊和两条腿构成，所述发热假人模型的表面均缠绕有发热电阻丝，其中，头部、躯干和两条腿上缠绕有并联的两根发热电阻丝，每条胳膊上缠绕有并联的四根发热电阻丝，发热电阻丝覆盖发热假人模型表面积的97?97.5% ;所有发热电阻丝串联后的总电阻为1600至1699 Ω，所有发热电阻丝串联后的发热量为751所述功率控制系统包括380V电源、控制板、驱动板、功率板、测温传感器和电压调压器；所述380V电源经二极管整流形成正弦半波，中间设有过流保护装置，通过控制半波数来控制平均功率；所述控制板包含有四片atmel公司生产的ATmagel6单片机，用以采集发热电阻丝的温度和功率信息；所述驱动板与功率板以实现功率的调整；所述测温传感器采用DS18B20数字测温传感器用以实现温度的测量，所述测温传感器的分辨率为0.5°C ;所述电压调压器的型号为TS6C2-6，电压控制范围为O?430V，所述电压调压器为自耦变压器用以控制发热假人模型的功率。本技术发热假人模型集群系统，其中，所述发热假人模型包括女性发热假人模型和男性发热假人模型，所述女性发热假人模型坐高为1.28米，表面积为1.334平方米，体积为0.043立方米；所述男性发热假人模型的坐高为1.40米，表面积为1.339平方米，体积为0.055立方米。与现有技术相比，本技术的有益效果是:本技术发热假人模型集群系统设计合理，实现了自动化控制，操作方便快捷，单体发热假人模型发热量稳定，可实现不同假人在不同的功率下工作以模拟不同人体，可以为大型人居室内环境研究提供模拟真人发热的模型，从而有效节约科研经费并大幅提高实验结果的可信度。通过实验证明，本技术既能节省初投资，而且可以满足模拟人体发热相关实验的基本要求，比如，与真实人体静坐状态时总显热发热量相同以及与真实人体各部位显热发热量一致。【附图说明】图1为本技术中发热假人模型示意图；图2是三个发热假人模型示意图；图3是本技术中功率控制系统构架图。【具体实施方式】下面结合【具体实施方式】对本技术作进一步详细地描述。如图1所示，本技术一种发热假人模型集群系统，包括发热假人模型和功率控制系统。所述发热假人模型由头部、躯干、两条胳膊和两条腿构成，所述发热假人模型包括女性发热假人模型和男性发热假人模型，所述女性发热假人模型坐高为1.28米，表面积为1.334平方米，体积为0.043立方米；所述男性发热假人模型的坐高为1.40米，表面积为1.339平方米，体积为0.055立方米，所述男性假人模型由于体积大可以只包括头部、躯干和两条腿四部位，可以得到近似真人的发热面积。所述发热假人模型的表面均缠绕有发热电阻丝，各部分表面积参数见表1，所述发热电阻丝单位长度电阻值为32Ω/πι，直径为2mm，依据真实人体各部位发热量分布，设置的不同长度缠绕于发热假人模型全身各个部位，每条胳膊上缠绕有并联的四根发热电阻丝，其他部位由两根电阻丝并联缠绕，然后再将全部发热电阻丝串联，总电阻值控制在1600至1699Ω之间，具体参数见表2，所有发热电阻丝的显热发热量为75W，各部分发热量参数详见表1，发热电阻丝覆盖发热假人模型表面积的97 ?97.5%ο表I发热假人模型各部位表面积及理论显热发热量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发热假人模型集群系统，包括发热假人模型,其特征在于，所述发热假人模型由头部、躯干、两条胳膊和两条腿构成，所述发热假人模型的表面均缠绕有发热电阻丝，其中，头部、躯干和两条腿上缠绕有并联的两根发热电阻丝，每条胳膊上缠绕有并联的四根发热电阻丝，发热电阻丝覆盖发热假人模型表面积的97～97.5%；所有发热电阻丝串联后的总电阻为1600至1699Ω，所有发热电阻丝串联后的发热量为75W；还包括由380V电源、控制板、驱动板、功率板、测温传感器和电压调压器构成的功率控制系统；所述380V电源经二极管整流形成正弦半波，通过控制半波数来控制平均功率；所述控制板包含有四片atmel公司生产的ATmage16单片机，用以采集发热电阻丝的温度和功率信息；所述驱动板与功率板用以实现功率的调整；所述测温传感器采用DS18B20数字测温传感器用以实现温度的测量，所述测温传感器的分辨率为0.5℃；所述电压调压器的型号为TS6C2?6，电压控制范围为0～430V，所述电压调压器为自耦变压器用以控制发热假人模型的功率。

【技术特征摘要】
1.一种发热假人模型集群系统，包括发热假人模型，其特征在于，所述发热假人模型由头部、躯干、两条胳膊和两条腿构成，所述发热假人模型的表面均缠绕有发热电阻丝，其中，头部、躯干和两条腿上缠绕有并联的两根发热电阻丝，每条胳膊上缠绕有并联的四根发热电阻丝，发热电阻丝覆盖发热假人模型表面积的97?97.5% ;所有发热电阻丝串联后的总电阻为1600至1699 Ω，所有发热电阻丝串联后的发热量为75W ； 还包括由380V电源、控制板、驱动板、功率板、测温传感器和电压调压器构成的功率控制系统；所述380V电源经二极管整流形成正弦半波，通过控制半波数来控制平均功率；所述控制板包含有四片atmel公司生产的AT...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊杰，刘炜，沈忱，王聪聪，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：实用新型
国别省市：