曹桂興

摘 要：在高溫環(huán)境下，人的生理功能尤其是體溫調(diào)節(jié)、水鹽代謝、血液循環(huán)等功能都會(huì)出現(xiàn)異常改變。如果溫度超出人體承受范圍，并且沒(méi)有采取有效的控制措施，在這種高溫環(huán)境下，對(duì)人的身體健康和正常工作都造成巨大的影響，嚴(yán)重的甚至導(dǎo)致猝死。而如何在沒(méi)有空調(diào)或者其它制冷設(shè)備的條件下，利用人體降溫裝置降低溫度，成為了各國(guó)科研人員都在研制的焦點(diǎn)。本文主要通過(guò)對(duì)循環(huán)式人體降溫裝置和新型的人體降溫系統(tǒng)—液冷式降溫背心這兩種人體降溫裝置進(jìn)行介紹，闡釋它們的基本原理和方法，并進(jìn)行總結(jié)，突出它們的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：人體降溫 裝置研制 循環(huán)式 液冷式

中圖分類號(hào)：TH789 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）05（b）-0001-02

在高溫環(huán)境下，對(duì)人的身體和工作都造成了很多不利的影響，降溫產(chǎn)品在市場(chǎng)上的需求量越來(lái)越大，各國(guó)科研人員針對(duì)各行業(yè)領(lǐng)域的需求情況，研制適用于各行業(yè)各業(yè)的人體降溫系統(tǒng)及降溫背心。經(jīng)測(cè)試研究，這些產(chǎn)品完全可以廣泛的應(yīng)用于醫(yī)療救助、工廠作業(yè)，以及其它高溫工作環(huán)境下的群體。

1 人體降溫裝置的基本原理和方法

1.1 循環(huán)式人體降溫裝置

降溫裝置在醫(yī)用方面也得到了廣泛的使用，但是并沒(méi)有得到普及，一些醫(yī)院對(duì)于高燒病人降溫仍然采用傳統(tǒng)的降溫方法，如：冰袋、冰塊冷敷等。這種降溫方式雖然在一定程度上起到作用，但是降溫范圍有限，冷卻溫度也不能調(diào)整，使整體的降溫效果并不理想。針對(duì)上述的問(wèn)題，相關(guān)的研究人員研制實(shí)用新型循環(huán)式人體醫(yī)藥降溫裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便。

循環(huán)式人體降溫裝置的基本原理和方法。

循環(huán)式人體降溫裝置由：降溫載體、壓縮機(jī)、循環(huán)泵、熱量交換器、散熱器及控制電路和熱敏探頭組成。在這些組成裝置中，各個(gè)裝置都發(fā)揮自身的作用，相互作用，維護(hù)整個(gè)降溫裝置的正常運(yùn)行。熱交換器中設(shè)有換裝換熱管通過(guò)管路與制冷壓縮機(jī)及散熱器連接構(gòu)成制冷循環(huán)系統(tǒng)，散熱器中設(shè)有冷卻風(fēng)扇。通過(guò)降溫載體與熱量交換器的回路循環(huán)，實(shí)現(xiàn)循環(huán)式人體降溫，熱敏探頭連接控制電路的新號(hào)端，加強(qiáng)系統(tǒng)的控制，保障系統(tǒng)的正常工作。而且在這種人體降溫裝置中，降溫載體也可以應(yīng)用與降溫帽子等相關(guān)的仿衣物品。各個(gè)系統(tǒng)裝置相互分工，從而實(shí)現(xiàn)人體的自動(dòng)降溫功能。在這些仿衣物品種，裝設(shè)循環(huán)冷媒網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合需求，通過(guò)散熱器提供相應(yīng)的結(jié)構(gòu)模式，與導(dǎo)管連接，冷卻傳導(dǎo)介質(zhì)吸收的人體溫度由散熱器置換出去，然后由熱敏探頭在探索到的溫度傳遞給控制電路，控制電路結(jié)合人體設(shè)定的溫度，控制驅(qū)動(dòng)泵啟閉，最后完成整個(gè)動(dòng)作原理，實(shí)現(xiàn)人體自動(dòng)降溫。

1.2 液冷式降溫背心

液冷式降溫背心使用范圍廣泛，如：軍隊(duì)、警察等這內(nèi)室外作業(yè)人群。在夏季高溫環(huán)境下，制冷設(shè)備得不到滿足，對(duì)人體高溫防范能力有限，容易對(duì)身體造成傷害。對(duì)于這種人體降溫系統(tǒng)主要是為這種環(huán)境下作業(yè)人群提供人體降溫，保障他們的身體健康。必須要結(jié)合使用人群的基本特征，從他們的角度進(jìn)行研制。

1.2.1 人體降溫系統(tǒng)的特點(diǎn)

第一，必須不影響正常的活動(dòng)，移動(dòng)不受阻礙；第二，做到人體降溫與飲用冰水的雙重防護(hù)。第三，超長(zhǎng)降溫時(shí)間，滿足正常的工作使用。第四，符合人體工學(xué)，必須方便使用，并且自然得體，冷涼散發(fā)均勻。第五，恒溫效果。第六，合理、方便、體積小、重量輕，對(duì)人體影響小。最后，操作方便，使用簡(jiǎn)單。能夠做到循環(huán)降溫。

1.2.2 液冷式降溫背心裝置的基本原理和方法

制冷系統(tǒng)和循環(huán)背心使用快速接頭和軟管連接，內(nèi)設(shè)有微型水泵，由它將循環(huán)式注入循環(huán)背心中，在整體的運(yùn)行過(guò)程中，由冰袋的冷量和控制系統(tǒng)溫度的調(diào)控，這種循環(huán)注入和調(diào)控溫差的過(guò)程，使背心達(dá)到預(yù)期的降溫效果。

這種工作原理一般可以分為三個(gè)步驟。（1）基本要求達(dá)到低溫效果。由溫度閥控制循環(huán)水從冷源容器中流過(guò)。（2）達(dá)到自循環(huán)目的。溫度閥在控制循環(huán)水，或者是循環(huán)水自循環(huán)達(dá)到溫控效果。其中冷源流量與自循環(huán)之間是一個(gè)反比關(guān)系。（3）最后，壓力閥起到一個(gè)自動(dòng)感應(yīng)的作用，液冷式降溫背心裝置在受到擠壓和堵塞情況時(shí)，壓力閥會(huì)發(fā)揮自身作用，產(chǎn)生回流，解決背心堵塞情況，幫助液態(tài)式降溫背心裝置正常工作。

1.2.3 微氣候人體降溫系統(tǒng)

微氣候人體降溫系統(tǒng)主要是在高溫環(huán)境下，車載或機(jī)載中為單個(gè)人或者是多人提供降溫保護(hù)。主要有制冷系統(tǒng)和管道背心組成，工作原理與上述裝置原理一致。它主要是使使用者身邊周圍形成低溫清爽環(huán)境，以達(dá)到降溫的目的。

微氣候人體降溫系統(tǒng)使用根據(jù)相關(guān)的要求，可以同時(shí)提供一人、兩人、三人使用。特點(diǎn)基本一致，都是高度制冷，并且在使用車載電源后，降溫時(shí)間不受到限制，時(shí)間具有延續(xù)性。提供了減震裝置，為機(jī)車上的受眾提供了更多的方便，而且提供電磁屏蔽系統(tǒng)裝置。除了供人數(shù)量根據(jù)產(chǎn)品的要求有區(qū)別以外，制冷量根據(jù)可供人數(shù)量一人、兩人、三人，制冷最高可達(dá)WH依次是200WH、400WH、500WH。

2 人體降溫裝置的未來(lái)展望

2.1 循環(huán)式人體降溫裝置

循環(huán)式人體降溫裝置在醫(yī)療和家庭對(duì)發(fā)熱病人的護(hù)理方面起著積極的作用。該裝置主要采用的是循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)，操作簡(jiǎn)單、方便，便于對(duì)發(fā)熱病人的治療，改變以往的單一的、局部的控制發(fā)熱癥狀的方式，從整體上實(shí)現(xiàn)對(duì)人體自動(dòng)化、循環(huán)式的降溫，發(fā)展方向明確，該人體降溫裝置在未來(lái)的發(fā)展中，應(yīng)加強(qiáng)與現(xiàn)代化信息技術(shù)的結(jié)合，與計(jì)算機(jī)進(jìn)行有效的接口，配置相應(yīng)的溫控軟件，應(yīng)用廣泛，并且循環(huán)式人體降溫裝置具有自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，具有專項(xiàng)性，相關(guān)研制人員在研制的過(guò)程中，要突出它目前的優(yōu)勢(shì)，以先進(jìn)的科技進(jìn)一步進(jìn)行改進(jìn)，這對(duì)于循環(huán)式人體降溫裝置的發(fā)展和廣泛應(yīng)用來(lái)說(shuō)都具有十分實(shí)現(xiàn)的意義，并且能夠更好的服務(wù)于受眾群體。

2.2 液冷式降溫背心

液冷式降溫背心有專門的針對(duì)群體，主要面對(duì)的是一些室外工作著，為他們提供健康防范。隨著技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，液冷式降溫背心的應(yīng)用前途更加的廣泛，它自身的特點(diǎn)，包括它的安全性和防水性都使它在實(shí)際的使用中更加的全面化、操作更加的方便化和簡(jiǎn)單化。未來(lái)的液冷式降溫背心同樣也要側(cè)重在它的循環(huán)使用和自動(dòng)控溫以及重量方面考慮，提高它的防范作用和功能。盡可能的提高它的實(shí)用性，只有這樣才能更好的普及在受眾群體中，更好的服務(wù)于受眾。

人體降溫裝置是在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步下，對(duì)高溫環(huán)境下對(duì)身體健康和工作的一種有效的防范，無(wú)論是循環(huán)式人體降溫裝置還是液冷式降溫裝置，都是相關(guān)研究者根據(jù)社會(huì)受眾人群的需求而研制，總體而言在發(fā)展方向上目標(biāo)都是一致的，都是對(duì)人體起到一個(gè)循環(huán)降溫的功能作用，在不影響受眾個(gè)人正常的生活和工作的前提下，改善高溫環(huán)境對(duì)人體造成的上傷害。

3 結(jié)語(yǔ)

人體降溫裝置的研制有效的解決了高溫下的工作環(huán)境，在使用降溫裝置的條件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)降溫，為受眾提供一個(gè)舒適、清涼的環(huán)境。而隨著人體降溫裝置研制的不斷發(fā)展和成熟，在各行各業(yè)對(duì)人體所起到的積極作用越來(lái)越突出，降溫裝置逐漸的普及，產(chǎn)品廣泛的應(yīng)用于醫(yī)療護(hù)理、工廠作業(yè)以及高溫環(huán)境下工作群體等。解決高溫環(huán)境下空調(diào)等設(shè)施無(wú)法滿足和使用的情況下，為人們提供一個(gè)正常的工作環(huán)境，確保健康、正常的工作狀態(tài)。人體降溫裝置的研制對(duì)于改善環(huán)境，維護(hù)受眾身體健康和正常工作都具有十分重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 樊湘芳，鄒家柱.醫(yī)用降溫儀的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[J].應(yīng)用科技，2002（1）.

[2] 馬淑華，趙一丁，王俊杰.精密低溫計(jì)算機(jī)程控降溫儀的研制與實(shí)現(xiàn)[J].儀器儀表學(xué)報(bào)，2003（S1）.

[3] 胡芃，陳則韶，羅大為，等.制冷工質(zhì)PVT實(shí)驗(yàn)用精密低溫恒溫槽的研制[J].儀器儀表學(xué)報(bào)，2002（4）.

[4] 范菊莉，陳光明，張紹志，等.基于LabVIEW平臺(tái)的低溫生物顯微系統(tǒng)自動(dòng)控制研究[J].低溫工程，2006（1）.

[5] 劉冶，梅元武，孫圣剛.電子冰帽顱腦降溫儀對(duì)腦卒中患者神經(jīng)功能恢復(fù)的影響[J].中國(guó)臨床康復(fù)，2003，7（13）.

[6] 杜維荃.原子吸收光譜儀冷卻循環(huán)泵故障應(yīng)急排除案例[J].中國(guó)醫(yī)療設(shè)備，2009，24（11）.

[7] 陳光，高峰，姚偉，等.目標(biāo)飛行器溫濕度控制循環(huán)泵可靠性研究[J].航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程，2013，26（3）.