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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11
Research on human body temperature measurement models of intelligent clothing based on optical fiber Bragg grating

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于晓刚 1   苗长云 1   李鸿强 1   陈弘达 2   习江涛 3   杨海静 4   张诚 1  
文摘 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。
其他语种文摘 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.
来源 光学技术 ,2011,37(6):704-708 【核心库】
关键词 光学测量 ; 光纤布拉格光栅 ; 智能服装 ; 数学模型
地址

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, NSW2522  

4. 天津理工大学计算机与通信工程学院, 天津, 300384

语种 中文
文献类型 研究性论文
ISSN 1002-1582
学科 电子技术、通信技术
基金 国家自然科学基金项目 ;  国家教育部高等学校博士学科点专项科研基金 ;  天津市高等学校科技发展基金
文献收藏号 CSCD:4379482

参考文献 共 9 共1页

1.  Georgia Tech Research Corp. Fabric or Garment with Integrated Flexible Information Infrastructure for Monitoring Vital Signs of Infants: United States, 6687523,2000 被引 1    
2.  Sungmee Park. e-Health and Quality of Life: The Role of the Wearable Motherboard, in Wearable eHealth Systems for Personalised Health Management. Studies in Health Technology and Informatics (108),2004:239-252 被引 1    
3.  Jean Luprano. New Generation of Smart Sensors for Biochemical and Bioelectrical Applications 被引 1    
4.  Ding X M. Preparation of Temperature-Sensitive Polyurethanes for Smart Textiles. Textile Research Journal,2006,76(5):406-413 被引 1    
5.  吴怡之. 面向人体生理信号监测的无线个域网的研究. 计算机科学,2007,34(09):52-57 被引 1    
6.  曹莹. 级联光纤光栅的发展及应用. 光学技术,2011,37(1):49-56 被引 3    
7.  姜德生. 光纤光栅传感器的应用概况. 光电子·激光,2002,13(4):420-431 被引 153    
8.  Liu Liying. Mathematical Simulation of Dynamic Heat Transfer in a Human-Clothing-Environment System. Journal of DongHua University,2002(3):127-130 被引 1    
9.  Ye Yao. Measurement Methods of Mean Skin Temperatures for the PMV Model. HVAC&R Research,2008,14(2):161-174 被引 1    
引证文献 2

1 于晓刚 基于阵列波导光栅的智能服装人体测温解调系统研究 光谱学与光谱分析,2012,32(8):2032-2036
被引 1

2 李鸿强 基于阵列波导光栅的边缘滤波温度解调系统 应用光学,2021,42(5):898-905
被引 2

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