iLab

информационный портал по вопросам биомедицинской инженерии

Сейчас на сайте 0 пользователей и 0 гостей.

Вход в систему

Автоматизированные системы регуляции температуры человека

10 Январь, 2015 - 15:16 | Alqawati
аватар: Аль-кавати Ахмед Абдо

Цель и задача 

Разработать автоматизированные системы регуляции температуры тела человека, на основе анализа и сравнения значений средней температуры тела и величины температуры заданной от датчика (умная одежда).

Классификация способы регуляции температуры тела человека :
 

Теплоизлучение (радиация) обеспечивает отдачу тепла организмом окружающей его среде при помощи инфракрасного излучения с поверхности тела. Путем радиации организм отдает большую часть тепла. В состоянии покоя и в условиях температурного комфорта за счет радиации выделяется более 60% тепла, образующегося в организме.
Теплопроведение происходит при контакте с предметами, температура которых ниже температуры тела. Путем тепло проведения организмом теряется около 3% тепла.
Конвекция обеспечивает отдачу тепла прилегающему к телу воздуху или жидкости. В процессе конвекции тепло уносится от поверхности коки потоком воздуха или жидкости. Путем конвекции организмом отдается около 15% тепла.

Инфракрасные волны являются естественными, абсолютно безопасными волнами. Самым большим и важнейшим источником теплового излучения для нас является Солнце. Инфракрасное излучение - это невидимый глазом длинноволновый спектр электромагнитного излучения. Именно длинноволновые инфракрасные волны передают организму тепловую энергию и улучшают общее состояние.
              Инфракрасные волны прогревают ткани, органы, мышцы, кости и суставы и ускоряют поток крови и других жидкостей тела. Усиление циркуляции крови увеличивает метаболический обмен, который в свою очередь, усиливает действие иммунной системы организма, улучшает питание мышц, резко повышает снабжение тканейкислородом[2].

Схема регуляции температуры тела человека

Нагреватель

Нагревательный элемент для одежды с подогревом "Тепловичёк" позволяет оснастить любую одежду функцией электроподогрева. Питание 12В.
Основной элемент греющего жилета - инфракрасный модуль. Это тонкая и прочная пленка с запаянными внутрь нагревательными полосами. В основу технологии обогрева положено инфракрасное излучение карбонового полупроводника. Греющий инфракрасный модуль излучает со своей поверхности дальние инфракрасные лучи с длинной волны от 6-18 мкм, на которую по медно-серебряным проводникам подается напряжение.
Нагревательный элемент может выдерживать различные нагрузки (замятие, изгиб, скручивание).
 

Технические характеристики

Алгоритм  работы микроконтроллера
 

Описание
            Сначала производиться  измерение температуры тела человека цифровым датчиком, который направляет результаты измерения в цифровом виде в микроконтроллер. Микроконтроллер принимает данные и осуществляет их обработку. Проводится процедура сравнения значения температуры человека с нормой 37±1, если температур тела находится в этом диапазоне, то микроконтроллер никаких мероприятия не принимает. Если те температура ˂ Тmax  то микроконтроллер направляет сигнал на нагревательный элемент с целью повышение температуры до нормального значения.
Описание  алгоритма прерывания по блоку управления:
          Блок управление представляет, из себя кнопку, которая нажимается персоналом.
Кнопкой осуществляется прерывание процесс измерения. Это происходит в случае нахождения значения температуры тела в допустимом диапазоне.

Новая разработака  автоматизированной  системы регуляции температуры(FuelWear)

Функциональность FuelWear

 

Сама по себе FuelWear не очень толстая, так что без обогрева здесь не обойтись. И действительно, на передней части есть два нагревательных элемента (гибкие, очень тонкие, не ощущаются при ношении), и на поясничной части также есть нагревательный элемент.

Для нагрева нужна энергия, которая запасается в небольшом аккумуляторе (пока что емкость не озвучена). В одном корпусе с аккумулятором размещается и датчик температуры, а также управляющая система. Устройство это небольшое по размеру, для него предусмотрен небольшой карманчик в передней части. Подключается этот модуль проводом (процесс подключения показан на видео).
Стоит отметить, что FuelWear можно стирать в машинке, как любую другую одежду. Только аккумулятор нужно вначале вынуть. 
 

Управление температурой Fuel Wear

Система настроена на автоматическую подстройку температуры нагрева элементов. Чем холоднее — тем выше будет температура (до определенного предела), чем теплее — тем температура нагревания будет ниже. Если зайти в теплое помещение, система автоматически отключается.


 

Цена  Fuel Wear

Стоимость одного экземпляра FuelWear составит 250 долларов США, в продажу толстовка поступит в декабре 2014 года.
Источинки:

  1. Основы физиологии человека / Под ред.Б.И.Ткаченко.- Санкт Петербург: Международный фонд истории науки, 1994.
    2. -http://ww w.ortho.ru/agents/ST/soct_jiletuf03.html
    3. -http://habrahabr.ru/company/medgadgets/blog/239743/

 

Комментарии