[发明专利]煤矿井下热环境仿真气候室及测试方法

摘要

本发明提供一种煤矿井下热环境仿真气候室及测试方法，所述仿真气候室设有控制柜、第一计算机、温湿系统、新风系统、模拟风系统、人体微气侯采集系统、报警系统、人体生理指标测试系统；所述仿真气候室由实验准备间、测试间和设备间组成；采用如本发明所述仿真气候室的测试方法，包括4个步骤。有益的技术效果本发明能对矿用个体防护降温服及其降温服防护性能主、客观评价的仿真气候室。本发明可以较真实的模拟煤矿井下热湿环境，提供较准确的数据，避免现场环境测试时对环境的不可控制性，满足实际工作的需要。

主权项

煤矿井下热环境仿真气候室，其特征在于：在仿真气候室内设有控制柜(1)、第一计算机(2)、温湿系统(4)、新风系统(5)、模拟风系统(6)、人体微气侯采集系统(7)、报警系统(8)、人体生理指标测试系统(9)；在仿真气候室内还设有第二计算机(3)和暖体出汗假人测试系统(11)；其中，暖体出汗假人测试系统(11)负责对降温服的热阻、湿阻、透湿指数客观指标进行检测，并将检测的结果反馈至与之相连的第二计算机(3)；控制柜(1)的型号为IRV智能控制系统；控制柜(1)具有自动控制或手动控制的双重操作功能；所述温湿系统(4)包括数码涡旋制冷压缩机(41)、远红外辐射加热板(42)、电极加湿器(43)、温度传感器和湿度传感器；数码涡旋制冷压缩机(41)、远红外辐射加热板(42)、电极加湿器(43)、温度传感器和湿度传感器由控制柜(1)控制；所述新风系统(5)包括新风换气机和含氧量检测装置，在气候室内设含氧量检测装置；当仿真气候室内的氧气浓度低于18％时，新风换气机补充新风，增加氧气含量；所述模拟风系统(6)包含变频轴流风机、模拟风道、整流风道，实现0～8m/s的模拟风速；人体微气侯采集系统(7)用于采集处于仿真气候室内人员的皮肤温度及其皮肤与服装之间的微气候温度；人体微气侯采集系统(7)共5套，每套包含6个温度传感器，可同时测试每个实验人员6个点的皮肤温度或服装微气候温度；报警系统(8)的型号为LTE‑1101J；人体生理指标测试系统(9)负责采集处于仿真气候室内实验人员的客观生理参数；所述人体生理指标测试系统(9)采集的生理参数包括运动强度、能耗、血压、心率；所述人体生理指标测试系统(9)为具有人体参数采集功能的跑步机；由第一计算机(2)根据人体生理指标测试系统(9)反馈的生理参数的变化情况，客观统计显示高温、高湿环境对人体健康的影响，及降温服对高温、高湿的防护效果；所述仿真气候室被分隔实验准备间、测试间和设备间；在仿真气候室的一端设有人员进出通道，在仿真气候室的另一端设有设备间，人员进出通道与设备间之间为测试间；实验准备间被隔成观察间、更衣间和缓冲间；其中，观察间与仿真气候室的外部相通；观察间与更衣间之间、更衣间与缓冲间之间、缓冲间与测试间之间均设有常闭门；在观察间与测试间之间的墙壁上设有观察窗；设备间被分割成里间和外间；里间与外间之间设有常闭门；在测试间与里间之间的墙壁上设 有第一回风口，在第一回风口上配有百叶窗；在测试间与外间之间的墙壁的上设有第二回风口、出风口，在第二回风口上配有具有透气栅格的门；该具有透气栅格的门常闭；在测试间内设有人体微气侯采集系统(7)、报警系统(8)、人体生理指标测试系统(9)、和暖体出汗假人测试系统(11)；在设备间的里间内设有温湿系统(4)、新风系统(5)；在测试间的顶部设有孔板；孔板上方的空间与里间相通；测试间内的气流经百叶窗流入里间；经温湿系统(4)、新风系统(5)的加湿、加热处理后，气流由测试间顶部孔板出风；模拟风系统(6)包括模拟风道(62)、整流风道(61)、和变频轴流风机三部分；变频轴流风机设置在外间中，模拟风道(62)、整流风道(61)设置在测试间中；模拟风道(62)的一端经整流风道(61)、出风口与变频轴流风机相连；模拟风道(62)、整流风道(61)均由设立在测试间内的钢化玻璃墙隔离而成；测试间内的气流经具有透气栅格的门流入外间，进入外间的气流被变频轴流风机吸入后，形成模拟风，且依次经过出风口、整流风道(61)、模拟风道(62)进入测试间；温湿系统(4)内设数码涡旋制冷压缩机(41)、远红外辐射加热板(42)、电极加湿器(43)，且在控制柜(1)的指令下，对测试间内进行制冷、加热、加湿及除湿；新风系统(5)与仿真气候室的室外相通，当仿真气候室内的含氧量不足时，由新风系统(5)将室外的新鲜空气抽入室内，补充氧气；模拟风系统(6)的变频轴流风机由控制柜(1)控制，模拟煤矿井下风速；温湿系统(4)、新风系统(5)、模拟风系统(6)、人体微气侯采集系统(7)分别与控制柜(1)相连接；人体生理指标测试系统(9)与第一计算机(2)相连接；由操作人员通过控制柜(1)人机交互界面设定向温湿系统(4)、新风系统(5)、模拟风系统(6)工作参数；温湿系统(4)负责对仿真气候室内的湿度和温度进行采样，并反馈至控制柜(1)；温湿系统(4)在控制柜(1)的控制下，调节仿真气候室内的湿度和温度；新风系统(5)负责对仿真气候室内的含氧量进行采样，并反馈至控制柜(1)；新风系统(5)在控制柜(1)的控制下，向仿真气候室输送氧气；模拟风系统(6)在控制柜(1)的控制下，模拟井下的送风状态；人体微气侯采集系统(7)、人体生理指标测试系统(9)对仿真气候室内的实验人员进行信号采集，其中，由人体微气侯采集系统(7)采集到的信号传递至控制柜(1)，由人体生理指标测试系统(9)采集到的信号传递至第一计算机(2)；报警系统(8)对仿真气候室内的湿度、温度和氧气浓度进行采样并反馈至控制柜(1)；当 报警系统(8)检测到仿真气候室内的湿度、温度或氧气浓度超过人工设定的报警值时，控制柜(1)报警；当控制柜(1)处于自动控制状态时：首先通过人工的方式向控制柜(1)输入环境参数；控制柜(1)根据接受到的环境参数、以及温湿系统(4)、新风系统(5)实时反馈的数据，分别实时控制温湿系统(4)、新风系统(5)、模拟风系统(6)的工作；当控制柜(1)处于手动控制状态时：控制柜(1)将人工输入环境参数实时传递至温湿系统(4)、新风系统(5)、模拟风系统(6)；测试操作按如下步骤进行：步骤1：通过控制柜(1)设定温湿系统(4)、新风系统(5)、模拟风系统(6)的工作参数；设定报警系统(8)的报警参数；将人体微气侯采集系统(7)由控制柜(1)控制；人体生理指标测试系统(9)由第一计算机(2)控制；穿着降温服的实验人员在智能化跑步机上模拟煤矿井下工人不同劳动强度；暖体出汗假人测试系统(11)由第二计算机(3)控制，给暖体出汗假人穿上所测试降温服；步骤2：启动温湿系统(4)、新风系统(5)、模拟风系统(6)，令测试间的湿度、温度和氧气浓度符合在控制柜(1)人机交互界面设定的参数值；采集人体微气侯采集系统(7)、人体生理指标测试系统(9)、暖体出汗假人测试系统(11)的检测数据；步骤3：穿着降温服的实验人员在气候室内通过智能跑步机模拟不同的劳动强度；通过控制柜(1)、第一计算机(2)、第二计算机(3)采集并储存人体微气侯采集系统(7)、人体生理指标测试系统(9)、将暖体出汗假人测试系统(11)的检测数据；步骤4：由报警系统(8)检测仿真气候室的测试间的湿度、温度和氧气浓度并反馈至控制柜(1)，如超过设定值，由控制柜(1)内的声光报警器报警，为了实验人员安全立即结束实验，反之实验继续，直至完成全部的监测项目。