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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
  • ISSN号:1002-1582
  • 期刊名称:《光学技术》
  • 时间:0
  • 分类:TN253[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]天津工业大学电子与信息工程学院,天津300160, [2]中国科学院半导体研究所,北京100083, [3]澳大利亚伍伦贡大学电气、通信与计算机工程系,澳大利亚, [4]天津理工大学计算机与通信工程学院,天津300384
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(61177078 60977059); 高等学校博士学科点专项科研基金项目(20101201120001); 天津市高等学校科技发展基金项目(20100710)
中文摘要:

根据热量传递机理建立了智能服装中光纤布拉格光栅人体测温的热传递物理模型,对人体、空气层和服装之间的热传递进行了有限元建模和稳态热分析,确定了智能服装中光纤布拉格光栅温度场的数学模型,利用该数学模型对光纤布拉格光栅测量温度值进行了修正。在多点加权皮肤平均温度的基础上,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智能服装人体温度加权系数:左前胸为0.0826,左腋为0.3706,右腋为0.3706,后背为0.0936,右前胸为0.0826。人体穿着智能服装的实验结果表明,基于光纤布拉格光栅的智能服装温度检测动态范围为33~42℃,人体温度测量误差为±0.2℃,可应用于人体温度的高精度监测。

英文摘要:

A functioning prototype of intelligent biomedical clothing is introduced.It aims at the integration of optical fibers based sensors into functional textiles for extending the capabilities of wearable solutions for body temperature monitoring.According to the laws of human body physiology and heat transmission in fabric,the mathematical model of heat transmission between body and clothed FBG sensors is studied and the steady-state thermal analysis using ANSYS software is presented.The actual human body temperature can be corrected by the simulation results.Based on the skin temperature by a multi-weighted average,five points weight coefficient model using both sides chest,both sides axilla and back for the intelligent clothing human body temperature is presented.Using Cramer's Rule,the weighted coefficient of 0.0826 for left chest,0.3706 for left axilla,0.3706 for right axilla,0.0936 for back and 0.0826 for right chest is obtained.Experimental results show that it can detect the temperature of the dynamic around the 33~42℃ and the analysis of a deviation is ±0.2℃.It can be applied to the human body temperature monitoring.

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期刊信息
  • 《光学技术》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:国防科工委
  • 主办单位:中国兵工学会 北京理工大学 中国北方光电工业总公司
  • 主编:夏阳
  • 地址:北京海淀中关村南大街5号
  • 邮编:100081
  • 邮箱:gxjs@bit.edu.cn
  • 电话:010-68913628 68948720
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-1582
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1879/O4
  • 邮发代号:2-830
  • 获奖情况:
  • 中国兵器工业总公司优秀期刊一等奖,首届国防科工委优秀期刊二等奖,美国工程索引(EI)对本刊论文的收录率为87%
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:12855