研究目的:研制一種生化防護服適配型降溫裝備,并在高溫模擬環(huán)境中評價其對生化防護服穿戴者的降溫效果。研究方法:利用文獻檢索、市場調(diào)研和專家咨詢等方法,優(yōu)化設(shè)計思路并利用市面可購元件試制原型;模擬多種濕熱環(huán)境（環(huán)境溫度40℃,相對濕度50%;環(huán)境溫度35℃,相對濕度50%;環(huán)境溫度30℃,相對濕度50%）,針對原型中核心部件的工作參數(shù)及部件型號進行優(yōu)化,形成二代產(chǎn)品;在志愿者穿著防護服條件下,分靜息和運動兩種模擬工作狀態(tài),利用高溫模擬實驗平臺,測量受試者穿戴或不穿戴降溫裝備時體溫、心率、反應(yīng)時和主觀感覺等指標,評價降溫裝置的實際效果。研究結(jié)果:1、形成了一套水冷降溫背心的設(shè)計思路,并制作初步產(chǎn)品,以半導(dǎo)體制冷片、風(fēng)冷散熱器、水冷頭、微型高揚程水泵、水冷背心和智能溫控等為核心部件,原型產(chǎn)品為亞克力背包式設(shè)計,包括:科納德大容量移動電源、星河XH-C1205半導(dǎo)體制冷片、AVC 6熱管雙塔散熱器、東遠SC-C26CPURGB電鍍銅噴射式微水道水冷頭、東遠SC-P67D水冷循環(huán)泵、智工W1411高精度數(shù)字溫控器和網(wǎng)狀管路水冷背心,全套重量3.5Kg,可隨環(huán)境溫度調(diào)整降溫參數(shù),續(xù)航1.5-3小時。... 

【文章來源】：中國人民解放軍海軍軍醫(yī)大學(xué)上海市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

石墨烯薄膜材料易損壞、難固定

煊跋旎蝗刃Ч?徽?霰承那昂缶??置水管，使體感更舒適；為減少漏水可能，采用單根管路進出以減少轉(zhuǎn)接頭；為盡可能減少在水路循環(huán)中的水阻，水管彎曲處使用“U”型彎折；考慮人體穿著防護服時需要進行復(fù)雜精密操作，水管從腋窩進出；另外，由于人體皮膚熱感受器主要分布于胸部、前臂、手部、大腿等部位[33]，故在設(shè)計時將從水冷頭經(jīng)過制冷的液體從前胸部進入背心，更能增加人體舒適度。此外，采用止水快插連接主機與背心本體，確保適配型降溫背心穿脫方便，使用完后可以將背心本體與主機分離，單獨將主機進行洗消。圖1-2適配型降溫背心本體管路排設(shè)及穿戴效果4、電池及溫控器電池是整套降溫服裝持續(xù)時間的決定因素，是所有主動型降溫服需要考慮的重大限制條件。所以電池的重量和容量在很大程度上決定了整套設(shè)備的總重量和使用時間。理論上，在相同的功率下，電源容量越大持續(xù)時間越長，相應(yīng)的重量也越大，但重量過大，又與便攜、小巧、舒適的設(shè)計原則相悖。通過比對市場上常見的電源，綜合電源容量、重量、輸出功率、價格等因素，綜合選擇兩款電源：科納德便攜式移動電源（容量50000mA，重量455g，厚度15mm，價格339元），品晟筆記本移動電源（容量120000mA，重量1250g，厚度24mm，價格689元），兩種電源均可以在環(huán)境溫度-20℃-55℃中使用，均可兼容5V-20V輸出，輸出功率可調(diào)。以科納德便攜式移動電源為例，能持續(xù)為12V電壓，5A電流半導(dǎo)體片供電至少1.3小時。溫控器的主要功能是一方面讓系統(tǒng)更加智能舒適，另一方面控制系統(tǒng)功率以增長持續(xù)時間。溫控器是目前比較成熟的技術(shù)，價格便宜，采用單片機微電腦控制，其參數(shù)可在控溫范圍內(nèi)任意設(shè)置，本設(shè)計選用智工家居W1411高精度數(shù)字溫控器，控溫

海軍軍醫(yī)大學(xué)碩士學(xué)位論文-16-范圍：-19℃-109℃，控制精度±1℃，價格31.5元，適配多種電壓，探頭靈敏，可校準溫度，測溫精度±0.3℃。（二）適配型降溫背心運行原理鑒于上述研究現(xiàn)狀，結(jié)合現(xiàn)有生化防護服特殊性能和使用場所降溫需求，本設(shè)計以半導(dǎo)體制冷技術(shù)為核心，利用市場常見電子元件設(shè)計一套經(jīng)濟實惠、小型高效、穿著舒適、智能可調(diào)的防護服適配型降溫背心，其原理如圖1-3所示：半導(dǎo)體制冷片冷面貼合水冷頭，熱面貼合散熱器，電源給設(shè)備供電，冷面產(chǎn)生的冷量通過水冷頭導(dǎo)入水冷液，水冷液通過水泵在散冷水管中循環(huán)進而進入背心內(nèi)部與人體發(fā)生熱交換，從而對機體產(chǎn)生降溫效應(yīng)；與機體接觸發(fā)生熱交換被機體升溫的液體又在水泵的驅(qū)動下返回水冷頭并再次降溫，這樣往復(fù)循環(huán)，實現(xiàn)對機體的持續(xù)降溫。水管均從腋窩部分進出，不影響人體活動和精密操作，溫度傳感器設(shè)置于背心內(nèi)，通過感知防護服內(nèi)部微小氣候變化調(diào)節(jié)半導(dǎo)體制冷片功率，以實現(xiàn)防護服內(nèi)微小氣候的恒定。其特點概括為熱傳導(dǎo)散熱，半導(dǎo)體制冷，溫控智能化，整體輕量化。圖1-3適配型降溫背心運行原理（三）適配型降溫背心原型機制作選取電子元件進行原型機試組裝，組裝示意圖如圖1-4所示，試組裝選用的原材料有：星河XH-C1205半導(dǎo)體片、東遠SC-C26微水道噴射式水冷頭、東遠P67D水泵、AVC6熱管雙塔散熱器、科納德便攜式移動電源、智工家居W1411高精度數(shù)字溫控器構(gòu)成，連接于輔以內(nèi)部具有3mm內(nèi)徑水管“U”型排布的背心。原型機如圖1-5所示，全套設(shè)備裝于亞克力盒并背于身后，外露水管由隔熱材料包裹，重量為3.5kg，

【參考文獻】：
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碩士論文
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[2]熱習(xí)服過程中血液和尿液代謝物質(zhì)變化規(guī)律的研究[D]. 梁涵.第二軍醫(yī)大學(xué) 2017
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本文編號：3132049