CN112057271A - 一种智能防褥疮床垫 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能防褥疮床垫,装置包括:从上至下依次连接的第一海绵层、远红外电热组件层和第二海绵层,所述第一海绵层采用凹槽结构。本发明以人体工学为依据,将聚氨酯复合材料海绵层与远红外电热组件层结合,对褥疮主要产生部位按人体结构进行分区,通过对压力数据实时检测和分析计算,得出人体压力分布情况,实现对人体局部温湿度环境的改善,促进局部血液微循环,保证床垫内空气的交换流动,降低并分散床垫对人体的压力,有效预防褥疮产生。
Description
技术领域
本发明涉及床垫技术领域,具体地说,涉及一种智能防褥疮床垫。
背景技术
褥疮,也称为压疮、压力性溃疡;褥疮是由于强烈和/或长期存在的压力或压力联合剪切力导致的,常位于骨隆突处、医疗或其他器械下的皮肤和/或软组织处,可表现为完整皮肤或开放性溃疡,可能会伴有疼痛感,需要经过人工非常细心的护理才能避免长褥疮,例如,经常性的人工翻身、按摩、热敷、擦拭等,费力费神。
针对上述情形,市场上很多防褥疮生长的床结构,主要是采用气垫结构的床体,通过不断的充放气,形成起伏状床面,通过转移受力点来解决长褥疮问题,容易对身体产生影响,通风换气效果较差,使用感不佳,而且操作难度较大,不适宜家庭使用。近年来,出现功能性床垫,通过远红外加热实现保健功能,但是现有的远红外加热床垫常采用大面积或等分区域加热,不能很好的适应人体躺倒状态,无法针对褥疮主要产生部位局部控制,进而有效改善身体局部温湿度进而对褥疮进行改善和预防,而且透气性较差,因此,如何设计一种防褥疮床垫,保证褥疮改善和预防效果,同时提高使用感受是目前亟需解决的问题。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明公开了一种智能防褥疮床垫,实现对人体局部温湿度环境的改善,促进局部血液微循环,保证床垫内空气的交换流动,降低并分散床垫对人体的压力,有效预防褥疮产生;其包括:
从上至下依次连接的第一海绵层、远红外电热组件层和第二海绵层,所述第一海绵层采用凹槽结构。
优选的,所述第一海绵层包括:第一海绵区、第二海绵区,两个所述第一海绵区分别位于所述第一海绵层的两端,所述第二海绵区设置于两个所述第一海绵区中间,所述第一海绵区适应人体头部和脚部设置。
优选的,所述第二海绵区沿宽度方向间隔设置有若干横向凹槽,所述第一海绵区和第二海绵区沿长度方向间隔设置有若干纵向凹槽。
优选的,所述的一种智能防褥疮床垫,还包括:
内胆套和床套,所述内胆套套设于所述第一海绵层、远红外电热组件层和第二海绵层外侧,所述床套套设于所述内胆套外侧。
优选的,所述远红外电热组件层包括:
从上至下依次连接的散热保温层、远红外电热层和压力传感器层,所述所述远红外电热层和压力传感器层之间夹设有隔热层,所述散热保温层与所述第一海绵层连接,所述压力传感器层与所述第二海绵层连接。
优选的,所述远红外电热层包括五组发热区,五组所述发热区分别包括四个并列布置的发热区单元,所述发热区单元内阵列布置若干个红外发热片,所述压力传感器层包括五组感应区,五组所述感应区分别包括四个并列布置的感应区单元,所述感应区与所述发热区一一对应,所述感应区单元内阵列布置若干个压力传感器。
优选的,所述散热保温层包括:
第一导热管、第二导热管、第三导热管和出入管,所述第一导热管、第二导热管和第三导热管间隔设置,并且首末端均与所述出入管连接,所述出入管延伸出床垫。
优选的,所述一种智能防褥疮床垫,还包括:
控制模块和散热保温模块,所述控制模块与红外发热片、压力传感器和散热保温模块电连接,所述控制模块对所述压力传感器检测数据进行压力数据分析计算,控制所述红外发热片进行加热,所述散热保温模块与散热保温层连接,所述散热保温模块设有储热单元和压力单元,所述散热保温模块与出入管连接。
优选的,所述一种智能防褥疮床垫,通过压力传感器获取得各检测点的压力数据,对压力数据分析计算得出人体压力分布情况,根据人体压力分布情况控制红外发热片进行针对性加热,所述压力数据分析计算方法如下:
步骤A1:根据压力检测数据,计算最大压力Pm,即筛选提取全部测试点中的最大值:
Pm=Max(P1,P2,P3,···,Pn)
其中n为测试点数,
最大压力Pm反映了床垫对人体施加的最大压力,最大压力一般位于人体血管、神经分布较少,可以承重的部位,如腰臀位置,当压力过大时,人体受压严重容易造成脊椎变形,引起人体不适;
步骤A2:根据压力检测数据,计算平均压力Pv和标准差Psd:
其中,Np为受压点数,Np≤n,
平均压力Pv为各区域测试点的压力平均值,反映各区域对人体压力的分布情况。标准差Psd表示分散在平均压力Pv周围的压力分布状况,数值越小表示数据的集中程度越高,越趋于平均值,压力分布越一致,数值越大表明处于峰值的压力分布为非正常的分布状况;
步骤A3:根据压力检测数据,计算最大压力梯度Gm和平均压力梯度Gv:
Gm=Max(gradG1,gradG2,gradG3,···,gradGn)
最大压力梯度Gm和平均压力梯度Gv反映了不同测试点压力值的变化情况,最大压力梯度一般位于人体关节位置附近,平均压力梯度Gv数值越小表示压力增减越均匀平缓,人体对压力刺激的感应也越小;
步骤A4:根据数据分析结果,生成多维度压力云图数据,按人体毛细血管能承受的闭合压力范围,将发热区分为至少三个等级:大于30mmHg的高压区、大于20mmHg,小于30mmHg的中压区和小于20mmHg的低压区;
步骤A5:根据分区情况,通过控制模块对各发热区单元进行分区加热控制,调节局部温度。
优选的,检测装置,所述检测装置,用于检测所述是否红外发热片需要更换,其检测过程如下:
所述检测装置,包括:
第一检测模块,用于利用如下公式计算发热片的发热功率:
其中,P代表发热片的发热功率,U代表供电电压,R代表发热片电阻值;
第二检测模块,用于根据第一检测模块的结果,并利用如下公式计算发热片的热效率:
其中,η代表发热片的热效率,T2代表说所述床垫加热后的温度,T1代表所述床垫加热前的温度,t代表通电时间,m代表所述床垫的质量,g代表自然常数;
处理模块,用于将所述第二检测模块的结果发热片的热效率与预设值进行比较,当发热片的热效率小于预设值时,进一步确认发热片的热效率过低;
预警模块,与所述处理模块连接,用于判定当发热片的热效率小于预设值,则发出报警提示用户对发热片进行维修或更换。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明结构示意图;
图2为本发明第一海绵层结构示意图;
图3为本发明远红外电热组件层结构示意图;
图4为本发明散热保温层结构示意图;
图5为本发明控制模块和散热保温模块连接示意图。
图中:1.第一海绵层;2.远红外电热组件层;3.第二海绵层;4.内胆套;5. 床套;6.控制模块;7.散热保温模块;11.第一海绵区;12.第二海绵区;13.横向凹槽;14.纵向凹槽;21.远红外电热层;22.压力传感器层;23.散热保温层;210. 发热单元;220.感应区单元;231.第一导热管;232.第二导热管;233.第三导热管;234.出入管。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例
下面将结合附图对本发明做进一步描述。
如图1-5所示,本实施例提供的一种智能防褥疮床垫,包括:
从上至下依次连接的第一海绵层1、远红外电热组件层2和第二海绵层3,所述第一海绵层1采用凹槽结构。
本发明的工作原理和有益效果为:
本发明提供一种智能防褥疮床垫,使用时,将所述远红外电热组件层2通电,所述第一海绵层1与人体接触,所述第一海绵层1上设置有若干横纵布置的凹槽,为人体提供支撑力并形成空气通道,所述红外电热组件层2内设有五组发热区和五组感应区,区域设置符合人体工学设计,压力传感器对实时压力数据进行检测,控制模块6对压力数据整合分析,得出人体压力分布情况,然后控制红外发热片进行针对性加热,从而对人体局部温湿度环境实现改善。
本发明以人体工学为依据,将聚氨酯复合材料海绵层与远红外电热组件层结合,对褥疮主要产生部位按人体结构进行分区,通过对压力数据实时检测和分析计算,得出人体压力分布情况,实现对人体局部温湿度环境的改善,促进局部血液微循环,保证床垫内空气的交换流动,降低并分散床垫对人体的压力,有效预防褥疮产生。
如图2所示,在一个实施例中,所述第一海绵层1包括:
第一海绵区11、第二海绵区12,两个所述第一海绵区11分别位于所述第一海绵层1的两端,所述第二海绵区12设置于两个所述第一海绵区11中间,所述第一海绵区11适应人体头部和脚部设置。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:
所述第一海绵区11用于与人体头部和脚部接触,为头部和脚部提供足够的支撑力,防止床垫使用时,人体的头部和脚部发生移动,所述第二海绵区12与人体的肩背、腰臀和腿部接触,强化了床垫的体压分散能力,减轻翻身和坐起等身体活动对于皮肤所产生的压力;通过所述第一海绵区11和第二海绵区12 组合设计,满足身体不同部位对体压支撑能力和体压散能力的需求,提高床垫的使用感。
在一个实施例中,所述第二海绵区12沿宽度方向间隔设置有若干横向凹槽 13,所述第一海绵区11和第二海绵区12沿长度方向间隔设置有若干纵向凹槽 14。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:
所述第二海绵区12的横向凹槽13和纵向凹槽14结构,使第一海绵层1根据压力灵活改变形状,不仅对垂直压力做出反应,对摩擦力和剪切力也会做出及时反应,在人体静态时的体压实现分散,同时在人体翻身和坐起等活动时,减轻剪切力对人体的伤害,防止褥疮的产生和发展,同时所述横向凹槽13和纵向凹槽14形成格栅空气层,在人体静态时,为空气交换流动提供通道,在人体运动时,格栅空气层产生抽吸作用,将新鲜空气加速吸入床垫,将闷热空气排出床垫之外,所述第一海绵层1采用聚氨酯复合材料一次成型,提高了表面张力,保证所述第一海绵层1的整体性,提高所述第一海绵层1的强度,使高分子材料之间类蜂窝状孔隙垂直畅通。
通过上述结构设计,强化了床垫的体压分散能力和支撑力,保证床垫空气交换流动通畅,提高床垫的通风透气性,优化了床垫的使用感,使其同时满足人体静态和动态使用场景,减少床垫对人体的伤害,防止褥疮的产生和发展。
在一个实施例中,所述的一种智能防褥疮床垫,其特征在于,还包括:
内胆套4和床套5,所述内胆套4套设于所述第一海绵层1、远红外电热组件层2和第二海绵层3外侧,所述床套5套设于所述内胆套4外侧。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:
所述内胆套4采用网眼结构,保证床垫中所述第一海绵层1、远红外电热组件层2和第二海绵层3的结构强度,同时辅助平衡床垫整体的体压分散能力和支撑力;所述床套5采用纳米材料制成,通过复杂的分子排列顺序,使其可以抵抗10000mm水柱压力而不渗水漏水,同时在1mm2范围内24小时单向排放 2500g水蒸气,从而保持床垫干燥和无菌状态;所述床套5易清洗,有效消除螨虫引发的过敏和哮喘,同时所述床套5摩擦系数低,能有效防止皮肤脆弱患者因床垫不适到时的皮肤破损。
如图3所示,在一个实施例中,所述远红外电热组件层2包括:
从上至下依次连接的散热保温层23、远红外电热层21和压力传感器层22,所述远红外电热层21和压力传感器层22之间夹设有隔热层,所述散热保温层 23与所述第一海绵层1连接,所述压力传感器层22与所述第二海绵层3连接。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:
所述远红外电热层21位于所述压力传感器层22上方,并通过所述隔热层隔开所述隔热层采用纳米隔热材料制成,所述远红外电热层21加热时,热量由所述远红外电热层21向第一海绵层1和第二海绵层3方向传递,所述隔热层将热量隔绝,防止所述远红外电热层21产生的热量破坏压力传感器,影响检测精度,同时切断热量向所述第二海绵层3方向的传递路径,使热量向所述第一海绵层1单方向传导,防止热量散失,提高热量的利用率,实现床垫的快速加热;所述散热保温层23位于所述远红外电热层21上方,当人体离开床垫或使用者需要快速降温时,所述散热保温层23进行冷却循环,将热量带出并进行储热,提高散热速度,均匀散热面,防止热量排出不及时对床垫和发热片产生影响;当人体回到床垫后,将储热介质送回所述散热保温层23进行保温循环,利用余热将床垫基础温度提升进行预热,从而使发热片更快达到所需温度,同时减少电能浪费,提高人体舒适度。
在一个实施例中,所述远红外电热层21包括五组发热区,五组所述发热区分别包括四个并列布置的发热区单元210,所述发热区单元210内阵列布置若干个红外发热片,所述压力传感器层22包括五组感应区,五组所述感应区分别包括四个并列布置的感应区单元220,所述感应区与所述发热区一一对应,所述感应区单元220内阵列布置若干个压力传感器。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:
将所述远红外电热层21进行分区,并在区域中均匀布置发热片,防止红外电热层21无分区时,大面积加热无法实现局部温湿度环境改善的目的,所述远红外电热层21各发热区布置合理,各发热区单元210的红外发热片电连接,防止所有红外发热片串联时,因其中一个红外发热片损坏引起的整个红外电热层 21失效,同时精简每个红外发热片单独控制时的电路连接;所述远红外电热层 21实现了分区局部加热,减少了同时加热的面积,避免热量浪费,降低控制难度和生产成本;所述压力传感器采用柔性力敏传感器,所述感应区与所述发热区一一对应,均按照褥疮高发区域设置,人体表面的压力与床垫相应位置所受压力相等,所述压力传感器单元密度为1个点/cm2,全面覆盖床垫,对压力大小和位置实现准确检测。
在一个实施例中,所述发热区根据标准人体尺寸为依次设置为:头部区、肩背区、腰臀区、腿部区和脚部区,各区域长度设置为:
头部区长度:l1=0.13h+t1;
肩背区长度:l2=0.24h;
腰臀区长度:l3=0.253h;
腿部区长度:l4=0.329h;
脚部区长度:l1=0.048h+t2;
其中:h为人体平均身高,并且h=l-t1-t2,l为床垫长度,t1为头部区预留尺寸,t2为脚部区预留尺寸。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:
所述发热区根据标准人体尺寸进行设置,将其分为头部区、肩背区、腰臀区、腿部区和脚部区共五个区域,人体躺倒时,由于人体构造决定,不同部位受到的压力也不同,需要针对不同区域进行压力检测,从而对不同区域进行分区加热控制;通过上述结构设计,以人体工学为基础,合理划分加热和检测区域,实现对人体褥疮高发部位进行局部温湿度改善,促进人体血液循环,使床垫更符合人体平躺状态时的加热需求,降低加热片单点控制时的走线复杂度,提高褥疮的改善和预防效果。
如图4所示,在一个实施例中,所述散热保温层23包括:
第一导热管231、第二导热管232、第三导热管233和出入管234,所述第一导热管231、第二导热管232和第三导热管233间隔设置,并且首末端均与所述出入管234连接,所述出入管234延伸出床垫。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:
同时设置第一导热管231、第二导热管232、第三导热管233,所述第一导热管231、第二导热管232、第三导热管233环绕所述床垫布置,所述第一导热管231、第二导热管232、第三导热管233设置为软管,多管路设置防止使用时受压变形,影响介质的循环流动,同时所述散热保温层23中介质流动过程中,对人体接触部位具有按摩作用,促进血液循环。
如图5所示,在一个实施例中,所述一种智能防褥疮床垫,还包括:
控制模块6和散热保温模块7,所述控制模块6与红外发热片、压力传感器和散热保温模块7电连接,所述控制模块6对所述压力传感器检测数据进行压力数据分析计算,控制所述红外发热片进行加热,所述散热保温模块7与散热保温层23连接,所述散热保温模块7设有储热单元和压力单元,所述散热保温模块7与所述出入管234连接。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:
所述控制模块6为所述智能防褥疮床垫的中心控制模块,通过对压力实施数据的分析与检测,对红外发热片进行控制,实现对人体局部温湿度环境改善,当人体离开床垫一端时间,没有检测到压力数据,或人体开始使用,压力数据突然大幅度出现时,控制所述散热保温模块,在冷却循环和保温循环状态中切换,实现床垫的智能化控制。
在一个实施例中,通过压力传感器获取各检测点的压力数据,对压力数据分析计算得出人体压力分布情况,根据人体压力分布情况控制红外发热片进行针对性加热,所述压力数据分析计算方法如下:
步骤A1:根据压力检测数据,计算最大压力Pm,即筛选提取全部测试点中的最大值:
Pm=Max(P1,P2,P3,···,Pn)
其中n为测试点数,
最大压力Pm反映了床垫对人体施加的最大压力,最大压力一般位于人体血管、神经分布较少,可以承重的部位,如腰臀位置,当压力过大时,人体受压严重容易造成脊椎变形,引起人体不适;
步骤A2:根据压力检测数据,计算平均压力Pv和标准差Psd:
其中,Np为受压点数,Np≤n,
平均压力Pv为各区域测试点的压力平均值,反映各区域对人体压力的分布情况。标准差Psd表示分散在平均压力Pv周围的压力分布状况,数值越小表示数据的集中程度越高,越趋于平均值,压力分布越一致,数值越大表明处于峰值的压力分布为非正常的分布状况;
步骤A3:根据压力检测数据,计算最大压力梯度Gm和平均压力梯度Gv:
Gm=Max(gradG1,gradG2,gradG3,···,gradGn)
最大压力梯度Gm和平均压力梯度Gv反映了不同测试点压力值的变化情况,最大压力梯度一般位于人体关节位置附近,平均压力梯度Gv数值越小表示压力增减越均匀平缓,人体对压力刺激的感应也越小;
步骤A4:根据数据分析结果,生成多维度压力云图数据,按人体毛细血管能承受的闭合压力范围,将发热区分为至少三个等级:大于30mmHg的高压区、大于20mmHg,小于30mmHg的中压区和小于20mmHg的低压区;
步骤A5:根据分区情况,通过控制模块6对各发热区单元210进行分区加热控制,调节局部温度。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:
所述压力数据分析计算摒弃了原有的单一数据评价方法,对最大压力、平均压力、平均压力标准差、最大压力梯度和平均压力梯度进行综合分析,反映人体各部位的压力分布情况,在计算过程中剔除奇异点,防止非正常压力产生,减少床垫上硬物或单个压力传感器损坏对结果的影响,同时根据测量结果数据,对发热区压力进行等级划分,为红外发热片升温幅度提供依据,实现不同区域的差别式控制,有效改善人体局部温湿度,减少褥疮产生。
在一个实施例中,一种智能防褥疮床垫,还包括:检测装置,所述检测装置,用于检测所述是否红外发热片需要更换,其检测过程如下:
所述检测装置,包括:
第一检测模块,用于利用如下公式计算发热片的发热功率:
其中,P代表发热片的发热功率,U代表供电电压,R代表发热片电阻值;
第二检测模块,用于根据第一检测模块的结果,并利用如下公式计算发热片的热效率:
其中,η代表红外发热片的热效率,T2代表说所述床垫加热后的温度,T1代表所述床垫加热前的温度,t代表通电时间,m代表所述床垫的质量,g代表自然常数;
处理模块,用于将所述第二检测模块的结果红外发热片的热效率与预设值进行比较,当红外发热片的热效率小于预设值时,进一步确认红外发热片的热效率过低;
预警模块,与所述处理模块连接,用于判定当红外发热片的热效率小于预设值,则发出报警提示用户对红外发热片进行维修或更换。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:以上技术方案通过设置检测装置,用于检测所述红外发热片是否需要更换,当红外发热片使用时间过长,其红外发热片自身属性也在下降,红外发热片的热效率也在下降,根据红外发热片的功率及通电时间等因素计算所述红外发热片的热效率,红外发热片的热效率低于预设值时,则进行红外发热片的维修或者更换,避免因红外发热片的问题而导致无法对所述床垫进行正常加热,以上算法通过考虑了多方面的因素,从而使得计算结果更为准确,避免了因误差而导致的判别错误,从而也避免了因判别错误而导致的安全隐患问题,以上方案大大的提高了所述床垫的安全性能。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种智能防褥疮床垫,其特征在于,包括:
从上至下依次连接的第一海绵层(1)、远红外电热组件层(2)和第二海绵层(3),所述第一海绵层(1)采用凹槽结构。
2.根据权利要求1所述的一种智能防褥疮床垫,其特征在于,所述第一海绵层(1)包括:第一海绵区(11)、第二海绵区(12),两个所述第一海绵区(11)分别位于所述第一海绵层(1)的两端,所述第二海绵区(12)设置于两个所述第一海绵区(11)中间,所述第一海绵区(11)适应人体头部和脚部设置。
3.根据权利要求2所述的一种智能防褥疮床垫,其特征在于,所述第二海绵区(12)沿宽度方向间隔设置有若干横向凹槽(13),所述第一海绵区(11)和第二海绵区(12)沿长度方向间隔设置有若干纵向凹槽(14)。
4.根据权利要求1所述的一种智能防褥疮床垫,其特征在于,还包括:内胆套(4)和床套(5),所述内胆套(4)套设于所述第一海绵层(1)、远红外电热组件层(2)和第二海绵层(3)外侧,所述床套(5)套设于所述内胆套(4)外侧。
5.根据权利要求1所述的一种智能防褥疮床垫,其特征在于,所述远红外电热组件层(2)包括:从上至下依次连接的散热保温层(23)、远红外电热层(21)和压力传感器层(22),所述远红外电热层(21)和压力传感器层(22)之间夹设有隔热层,所述散热保温层(23)与所述第一海绵层(1)连接,所述压力传感器层(22)与所述第二海绵层(3)连接。
6.根据权利要求5所述的一种智能防褥疮床垫,其特征在于,所述远红外电热层(21)包括五组发热区,五组所述发热区分别包括四个并列布置的发热区单元(210),所述发热区单元(210)内阵列布置若干个红外发热片,所述压力传感器层(22)包括五组感应区,五组所述感应区分别包括四个并列布置的感应区单元(220),所述感应区与所述发热区一一对应,所述感应区单元(220)内阵列布置若干个压力传感器。
7.根据权利要求5所述的一种智能防褥疮床垫,其特征在于,所述散热保温层(23)包括:第一导热管(231)、第二导热管(232)、第三导热管(233)和出入管(234),所述第一导热管(231)、第二导热管(232)和第三导热管(233)间隔设置,并且首末端均与所述出入管(234)连接,所述出入管(234)延伸出床垫。
8.根据权利要求6所述的一种智能防褥疮床垫,其特征在于,还包括:控制模块(6)和散热保温模块(7),所述控制模块(6)与红外发热片、压力传感器和散热保温模块(7)电连接,所述控制模块(6)对所述压力传感器检测数据进行压力数据分析计算,控制所述红外发热片进行加热,所述散热保温模块(7)与散热保温层(23)连接,所述散热保温模块(7)设有储热单元和压力单元,所述散热保温模块(7)与出入管(234)连接。
9.根据权利要求6所述的一种智能防褥疮床垫,其特征在于,通过压力传感器获取各检测点的压力数据,对压力数据分析计算得出人体压力分布情况,根据人体压力分布情况控制红外发热片进行针对性加热,所述压力数据分析计算方法如下:
步骤A1:根据压力检测数据,计算最大压力Pm,即筛选提取全部测试点中的最大值:
Pm=Max(P1,P2,P3,···,Pn)
其中n为测试点数,
最大压力Pm反映了床垫对人体施加的最大压力,最大压力一般位于人体血管、神经分布较少,可以承重的部位,如腰臀位置,当压力过大时,人体受压严重容易造成脊椎变形,引起人体不适;
步骤A2:根据压力检测数据,计算平均压力Pv和标准差Psd:
其中,Np为受压点数,Np≤n,
平均压力Pv为各区域测试点的压力平均值,反映各区域对人体压力的分布情况。标准差Psd表示分散在平均压力Pv周围的压力分布状况,数值越小表示数据的集中程度越高,越趋于平均值,压力分布越一致,数值越大表明处于峰值的压力分布为非正常的分布状况;
步骤A3:根据压力检测数据,计算最大压力梯度Gm和平均压力梯度Gv:
Gm=Max(gradG1,gradG2,gradG3,···,gradGn)
最大压力梯度Gm和平均压力梯度Gv反映了不同测试点压力值的变化情况,最大压力梯度一般位于人体关节位置附近,平均压力梯度Gv数值越小表示压力增减越均匀平缓,人体对压力刺激的感应也越小;
步骤A4:根据数据分析结果,生成多维度压力云图数据,按人体毛细血管能承受的闭合压力范围,将发热区(211)分为至少三个等级:大于30mmHg的高压区、大于20mmHg,小于30mmHg的中压区和小于20mmHg的低压区;
步骤A5:根据分区情况,通过控制模块(6)对各发热区单元(210)进行分区加热控制,调节局部温度。
10.根据权利要求1所述的一种智能防褥疮床垫,其特征在于,还包括:检测装置,所述检测装置,用于检测所述是否红外发热片需要更换,其检测过程如下:
所述检测装置,包括:
第一检测模块,用于利用如下公式计算发热片的发热功率:
其中,P代表发热片的发热功率,U代表供电电压,R代表发热片电阻值;
第二检测模块,用于根据第一检测模块的结果,并利用如下公式计算发热片的热效率:
其中,η代表发热片的热效率,T2代表说所述床垫加热后的温度,T1代表所述床垫加热前的温度,t代表通电时间,m代表所述床垫的质量,g代表自然常数;
处理模块,用于将所述第二检测模块的结果发热片的热效率与预设值进行比较,当发热片的热效率小于预设值时,进一步确认发热片的热效率过低;
预警模块,与所述处理模块连接,用于判定当发热片的热效率小于预设值,则发出报警提示用户对发热片进行维修或更换。
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