一种能够模拟人体发热情况的实验装置的制作方法

本发明涉及暖体假人技术领域，特别是涉及一种能够模拟人体发热情况的实验装置。

背景技术：

目前，室内环境的品质，对室内人员的舒适性起着至关重要的作用，

近年来，诸多学者借助人工气候室营造的热湿环境，来开展人体热舒适性实验研究，探索室内空气变量参数和气流组织等(例如包括温度、湿度、风速、送风方式等)对人体热舒适性影响的变化规律，然而，现有相关实验成果中报道的具有发热特性的仿真人(人体模特，例如为暖体假人)大多为点热源、或在支架上挂上灯泡等简易方式，来模拟人体发热情况，发热量不可调节或调节起来很困难，从而导致不能较好的模拟人体的立体温度场，导致对人体热舒适性的实验研究具有一定的误差。

因此，目前迫切需要开发出一种技术，其能够较好的模拟人体立体温度场，方便地改变所模拟人体的发热量，有利于更精确地开展室内热环境和空气品质对室内人员舒适性影响的实验研究，探索不同人员对室内热湿条件的个性化要求。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种能够模拟人体发热情况的实验装置，其能够较好的模拟人体立体温度场，方便地改变所模拟人体的发热量，有利于更精确地开展室内热环境和空气品质对室内人员舒适性影响的实验研究，探索不同人员对室内热湿条件的个性化要求，有利于广泛地应用，具有重大的生产实践意义。

为此，本发明提供了一种能够模拟人体发热情况的实验装置，包括预设形状的装置外壳；

所述装置外壳内部，从上到下依次设置有多个人体发热模拟单元；

多个人体发热模拟单元依次通过导线连接在一起；

每个人体发热模拟单元，用于在通电后散发预设的热量；

多个人体发热模拟单元的总发热量，等于需要模拟的一个预设人体的发热量；

多个人体发热模拟单元，与一个供电电源相连接；

供电电源，用于为人体发热模拟单元提供工作用电。

其中，所述人体发热模拟单元为白炽灯泡或电热丝。

其中，所述装置外壳包括预设形状的头部外壳和身体外壳；

头部外壳和身体外壳均为中空结构；

头部外壳设置于身体外壳的顶部；

头部外壳和身体外壳的形状为圆柱形。

其中，所述头部外壳和身体外壳的表面，等间隔分布有多个小孔。

其中，小孔的形状，包括圆形、方形、三角形、椭圆形和菱形中的一种或者多种。

其中，所述人体发热模拟单元为白炽灯泡，白炽灯泡悬挂在丝线上；

所述丝线固定在装置外壳的内壁。

其中，导线从身体外壳的底部穿出后，与供电电源相连接。

其中，所述装置外壳内部自上而下分为多层；

每一层均设置有人体发热模拟单元。

其中，人体发热模拟单元与供电电源之间相连接的导线上，安装有一个控制装置；

所述控制装置包括可调试控制开关和/或变压器。

由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种能够模拟人体发热情况的实验装置，其能够较好的模拟人体立体温度场，方便地改变所模拟人体的发热量，有利于更精确地开展室内热环境和空气品质对室内人员舒适性影响的实验研究，探索不同人员对室内热湿条件的个性化要求，有利于广泛地应用，具有重大的生产实践意义。

附图说明

图1为本发明提供的一种能够模拟人体发热情况的实验装置的一种实施例的结构方框图；

图2为本发明提供的一种能够模拟人体发热情况的实验装置的一种实施例的整体结构示意图；

图3为本发明提供的一种能够模拟人体发热情况的实验装置的一种实施例包括的头部外壳的结构示意图；

图4为本发明提供的一种能够模拟人体发热情况的实验装置的一种实施例中可调式控制开关的示意图；

图中，1为头部外壳，2为身体外壳，3为小孔，4为白炽灯泡，5为丝线，6为控制装置，7为导线。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

参见图1至图4，本发明提供了一种能够模拟人体发热情况的实验装置，其能够较好的模拟人体立体温度场，方便地改变所模拟人体的发热量，其具体包括预设形状的装置外壳；

所述装置外壳内部，从上到下依次设置有多个人体发热模拟单元；

多个人体发热模拟单元依次通过导线连接在一起(例如可以为为串联或者并联)；

每个人体发热模拟单元，用于在通电后散发预设的热量；

多个人体发热模拟单元的总发热量，等于需要模拟的一个预设人体的发热量；

多个人体发热模拟单元，与一个供电电源相连接(具体通过导线)；

供电电源，用于为人体发热模拟单元提供工作用电。

在本发明中，具体实现上，人体发热模拟单元可以为白炽灯泡或电热丝，当然，还可以为其他可控性强、发热效率高的发热单元，例如可以为电加热板。

具体实现上，人体发热模拟单元(例如白炽灯泡)的发热功率以及数量，根据需要模拟的预设人体的发热量而确定。

对于本发明，具体实现上，所述装置外壳的预设形状，优选为预设高度的人体形状。

需要说明的是，对于本发明，为了方便生产制造，具体实现上，可以将人的头部和身体部分的对应形状，分别简化为适当大小的圆柱体并连接在一起。参见图2所示。

对于本发明，具体实现上，所述装置外壳包括预设形状的头部外壳1和身体外壳2(即头部以下的身体外壳)；

头部外壳1和身体外壳2均为中空结构；

头部外壳1设置于身体外壳2的顶部；

头部外壳1和身体外壳2的形状为圆柱形。

具体实现上，头部外壳1和身体外壳2直接焊接在一起，或者通过丝线连接在一起。

需要说明的是，对于本发明，利用相似性原理，可以将本发明的实验装置所放置的实验台(例如一个实验室)，与实际一般单人办公室大小做对比，从而将头部外壳1和身体外壳2依照真人大小，按相同比例缩放。

具体实现上，当人体发热模拟单元为白炽灯泡4时，白炽灯泡4悬挂在丝线5上，所述丝线5固定在装置外壳的内壁。

需要说明的是，每个人体发热模拟单元(例如白炽灯泡4)，分别通过丝线5，与所述装置外壳的内壁连接在一起(例如焊接在一起，或者通过丝线捆绑、悬挂在装置外壳内壁上预留的连接挂钩上)。

具体实现上，丝线包括铁丝、钢丝、铜丝和尼龙绳中的任意一种，当然，还可以为其他材质的丝线。

具体实现上，所述装置外壳内部自上而下分为多层(例如分为多个隔断，具体可以为3～6层，当然，具体层数，根据外壳的大小来定)，每一层均设置有人体发热模拟单元。各层的发热量，根据所需要模拟的人体的活动状态或者坐姿来定。

需要说明的是，对于装置外壳，中心部的发热量，较顶部以及底部的发热量高，也就是说，位于装置外壳中心部的人体发热模拟单元的数量，大于位于装置外壳顶部以及底部的人体发热模拟单元的数量。

需要说明的是，对于本发明，人体发热模拟单元的数量根据要模拟的人体发热量以及发热装置的发热情况而定，控制各层人体发热模拟单元的发热量与人体相应位置的发热量接近，多个人体发热模拟单元由导线连接起来，导线穿出外壳连接控制装置。

具体实现上，所述装置外壳，采用不燃性或不易燃的冲孔材料制成。

具体实现上，所述装置外壳的材料，可以为铁或钢(例如不锈钢)，当然，还可以为其他硬性的材质。

具体实现上，导线7从身体外壳2的底部穿出后，与供电电源相连接。

具体实现上，人体发热模拟单元与供电电源之间相连接的导线(即连接线路)上，安装有一个控制装置6。通过该控制装置，可以调节人体发热模拟单元(例如白炽灯泡4)的发热量。

具体实现上，所述控制装置6可以包括可调试控制开关(例如电流调节开关、电压调节开关)和/或变压器。通过调节可调试控制开关，可以改变通过人体发热模拟单元(例如白炽灯泡4)的电流以及人体发热模拟单元(例如白炽灯泡4)两端的电压，从而调节白炽灯泡的发热量。因此，通过控制装置，可以改变人体发热模拟单元(例如白炽灯泡4)的总体发热量。

例如，参见图4所示，可调试控制开关，可以包括第一档位11、第二档位12以及开关按钮13，其中，第一档位11和第二档位12分别对应调节不同大小的工作电压或者工作电流，开关按钮13用于控制导通或断开人体发热模拟单元与供电电源之间的通电连接。

具体实现上，所述头部外壳1和身体外壳2的表面，等间隔分布有多个小孔3，用于方便地与外部环境发生热量的传递，模拟人体的实际散热情况。

具体实现上，小孔3的形状，可以包括圆形、方形、三角形、椭圆形和菱形中的一种或者多种，当然，还可以为其他的形状。

具体实现上，头部外壳1和身体外壳2的厚度，优选为0.5～2㎜；

小孔3的面积，视装置外壳的大小而定，优选为小于或者等于10㎜2。

在本发明中，具体实现上，所述供电电源优选为现有的、可调压的稳压电源。

具体实现上，所述供电电源优选为可以为三相的、可调压的稳压电源，调压范围可以为0v～380v。

对于本发明提供的能够模拟人体发热情况的实验装置，其作为一种仿真人发热装置，其操作流程，具体包括以下步骤:

步骤一：确定所要模拟的人体活动状态及发热量；

步骤二：接通电源，调节控制装置，使发热装置的发热量达到步骤一中的要求；

步骤三：待发热装置的发热效率稳定以后，即可用于实验；

步骤四：改变工况时，调节控制装置，即可达到改变发热量的目的。

基于以上技术方案可知，对于本发明提供的能够模拟人体发热情况的实验装置，其是一种仿真人发热装置，能够模拟人体的发热温度，还原真实情况下人体的立体温度场，提高仿真人(即暖体假人)与真实人散热特点的相似程度，发热量与人体接近且易调节，制作简单。

与现有的仿真人(人体模特、暖体假人)相比，对于本发明提供的能够模拟人体发热情况的实验装置，其利用人体发热模拟单元模拟人体发热，冲孔材料使其发热更均匀、更接近人体的立体温度场，控制装置可调节不同的发热量，因此，本发明能够较好的模拟不同发热量的人的立体温度场，大幅度提高所模拟人体(即仿真人)与真实人温度场的相似程度，有利于更精确地开展室内热环境和空气品质对室内人员舒适性影响的实验研究，探索不同人员对室内热湿条件的个性化要求。

为了更加清楚地理解本发明的技术方案，下面结合一个具体实施例来说明。

参见图2所示，例如，如果需要模拟的人体的发热量可以为117w，活动状态为办公室坐着打字。装置外壳，可以由不易燃且导热性能好的冲孔铁皮制作而成。

对于头部外壳1和身体外壳2，可以分别简化为适当大小的圆柱外壳并连接在一起，圆柱的头部外壳1的高度为0.2m，底面直径为0.2m，圆柱的身体外壳2的高度为1.1m，底面直径为0.4m；装置外壳内部自上而下分五层，每一层均设置有白炽灯泡4，所选白炽灯泡的额定功率为15w，发热率为75％，

具体实现上，白炽灯的数量，可以自上而下依次为1、2、2、2、1，即控制白炽灯泡的发热量占人体总发热量的比例自上而下依次为1/8、2/8、2/8、2/8和1/8。

对于本实施例，装置外壳中其他部分的结构，如前面所述，在此不再累述。

与现有技术相比较，本发明具有以下的有益效果：

1、对于本发明提供的能够模拟人体发热情况的实验装置，其调节简单，通过调节控制装置，就能较好的模拟不同发热量的人体立体温度场，操作简单且灵敏度高。

2、对于本发明，其作为一种仿真人发热装置，其具有的人体发热模拟单元由上到下分层布置且可单独调控，能够模拟还原真实情况下人体的温度分布，大幅度提高仿真人(即暖体假人)与真实人的立体温度场的相似程度，从而更精确地开展室内热环境和空气品质对室内人员舒适性影响的实验研究，探索不同人员对室内热湿条件的个性化要求。

3、本发明的整体结构设计科学合理，制作方便，不需要很复杂的制作过程，即可达到理想的模拟效果。

4、本发明所用的材料，在日常生活中较为常见，相关制作人员很容易得到，不需要专门生产。

综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种能够模拟人体发热情况的实验装置，其能够较好的模拟人体立体温度场，方便地改变所模拟人体的发热量，有利于更精确地开展室内热环境和空气品质对室内人员舒适性影响的实验研究，探索不同人员对室内热湿条件的个性化要求，有利于广泛地应用，具有重大的生产实践意义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。