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基于光纤布拉格光栅的智能服装人体测温模型研究

李鸿强  苗长云  陈弘达  习江涛  张诚  于晓刚  王瑞  张美玲  刘宏伟  
【摘要】:智能服装是电子信息学科、材料学科、纺织学科及其它相关学科结合与交叉的新兴产物。本文根据热量传递机理建立了智能服装中光纤布拉格光栅温度场的数学模型,并用ANSYS软件进行了稳态热分析,确定了在实验情况下所测得光纤布拉格光栅中心温度与实际温度之间的关系,利用该仿真结果可以对光纤布拉格光栅所测温度值进行修正,得到人体皮肤的实际温度。在多点加权皮肤平均温度的基础上,本文提出了由左右胸、左右腋和后背五处皮肤温度构成的智能服装人体温度加权模型,由克拉默法则得出了所研制智能服装的人体温度加权系数为左前胸0.0826、左腋0.3706、右腋0.3706、后背0.0936和右前胸0.0826。人体穿着智能服装实验结果表明,利用此加权系数计算得到的人体温度测量误差在±0.2℃,并对光纤布拉格光栅传感器损坏等特殊情况下的加权系数调整进行了讨论。据此可以得出智能服装中分布式光纤布拉格光栅传感器所测温度可以作为临床医学人体腋下温度使用。

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