DE102006058039A1 - Protective clothing test system, in cold water, has sensors linked to a computer to measure body functions and a variety of temperatures - Google Patents

Protective clothing test system, in cold water, has sensors linked to a computer to measure body functions and a variety of temperatures Download PDF

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Abstract

The system to measure physiological body data, while wearing protective clothing (2) in cold water, has a number of sensors (4) to measure body functions. At least one sensor (5) registers the water temperature and at least one sensor (6) measures the skin temperature of the test person (1). A further sensor (7) measures the person's body temperature and the clothing temperature is measured by a sensor (8). The sensors are linked to a computer (9) where the measurement signals are stored, evaluated and displayed (10).

Description

Die Erfindung betrifft eine Messanordnung und ein Verfahren zur Ermittlung von physiologischen Körperdaten in Abhängigkeit von einer zu untersuchenden Schutzbekleidung in kaltem Wasser.The The invention relates to a measuring arrangement and a method for determining of physiological body data dependent on of a protective clothing to be examined in cold water.

Bereits bei einem Herabsinken der Wassertemperatur unter 25 °C reicht die Wärmeproduktion des menschlichen Organismus nicht mehr aus, um die notwendige Körpertemperatur zu erhalten. Sie sinkt umso schneller, je niedriger die Wassertemperatur ist. Sinkt die Körpertemperatur unter 33 Grad, ist der Zustand eines Menschen lebensbedrohlich. Bei weiterer Unterkühlung folgen Schock und Tod.Already when the water temperature drops below 25 ° C the heat production of the human organism no longer enough to maintain the necessary body temperature to obtain. It sinks the faster, the lower the water temperature is. Decreases the body temperature Below 33 degrees, the condition of a person is life-threatening. For further hypothermia follow shock and death.

Daher ist es wichtig, dass Personen, die sich längere Zeit in Wasser mit niedrigeren Temperaturen aufhalten, mit spezieller Schutzbekleidung ausgestattet werden. Qualitativ hochwertige Schutzbekleidung mit einer hohen wärmeisolierenden Schicht ist gerade für Schiffs- und Flugzeugbesatzungen lebenswichtig, die nach einer Notlandung bzw. Absturz oder Havarie bei niedrigen Temperaturen im Wasser überleben müssen, bis die Seenotrettung erfolgt.Therefore It is important that people who spend a long time in water with lower Keep temperatures up, equipped with special protective clothing become. High quality protective clothing with a high heat-insulating Shift is just for Ship and flight crews vital after an emergency landing or crash or accident at low temperatures in the water survive have to, until the rescue takes place.

Es ist daher wichtig, die Qualität von Schutzbekleidung und die Auswirkungen auf den Menschen im Vorfeld zu bewerten.It is therefore important to the quality of protective clothing and the impact on humans in advance to rate.

Es ist bekannt, zur Ermittlung der Qualität von Schutzbekleidung Simulationsmodelle zu verwenden, mit denen die Wärmeisolation und das Feuchtetransportvermögen von Textilien quantitativ angezeigt werden können. Hier sind zwei unterschiedliche Thermoregulationsmodelle bekannt [s. http://www.medizin-medien.info/dynasite.cfm?dssid=4133&dsmid=711408 ].It is known to use simulation models to determine the quality of protective clothing, which can be used to quantitatively display the thermal insulation and moisture transport properties of textiles. Here are two different thermoregulation models known [s. http://www.medizin-medien.info/dynasite.cfm?dssid=4133&dsmid=711408 ].

Ein bekanntes Modell simuliert mittels einer heizbaren, porösen, mit Wasserzufuhr versehenen Metallplatte, die in einen Klimaschrank eingebaut ist, die menschliche Haut. Zu testendende Textilien werden über diese Metallplatte gespannt und können mit dem Modell in den Zuständen Erwärmung und Transpiration der menschlichen Haut sowie in unterschiedliche Tragesituationen und Umgebungsbedingungen getestet werden. Gemessen werden die Wärmeisolation und das Feuchtetransportvermögen der Textilie.One known model simulated by means of a heatable, porous, with Water supply provided metal plate in a climatic cabinet built-in, the human skin. To be tested textiles are about this Metal plate stretched and can with the model in the states warming and transpiration of human skin as well as in different Tragesituationen and environmental conditions are tested. Measured be the heat insulation and the moisture transport ability the textile.

Der Nachteil dieses Modell besteht darin, dass sich die Aussagen lediglich auf Textilien als Flächengebilde beziehen, nicht aber auf Textilgeometrien, die an den menschlichen Körper angepasst sind, wie z.B. fertig genähte Bekleidungsstücke. Rückschlüsse auf physiologische Daten des Menschlichen Körpers können ebenfalls nicht gezogen werden.Of the Disadvantage of this model is that the statements merely on textiles as a fabric but not on textile geometries that are human body are adapted, such as ready-made clothing. Conclusions on Physiological data of the human body also can not be drawn become.

Bekannt ist ein weiteres Simulationsmodell desselben Herstellers in Form einer lebensgroßen Gliederpuppe, Namens „Charlie-Modell".Known is another simulation model of the same manufacturer in the form a life-size Manikin, named "Charlie Model".

Dieses Modell ermöglicht es, neben der Wärmeisolation und dem Feuchtetransportvermögen auch das Verhalten der in der Kleidung eingeschlossenen Luftschichten sowie ergonomische Faktoren wie Schnittgestaltung und Passform zu erfassen. Die Messungen werden in einer Klimakammer unter unterschiedlichen Witterungsbedingungen vorgenommen. Die Messungen werden anschließend durch Trageversuche an Menschen ergänzt.This Model allows it, besides the heat insulation and the moisture transport ability also the behavior of the air layers trapped in the clothing as well as ergonomic factors such as cut design and fit too to capture. The measurements are carried out in a climate chamber under different weather conditions performed. The measurements are then carried out by wearing tests People complements.

Auch bei diesem Messverfahren werden keine Rückschlüsse auf physiologische Daten des Menschlichen Körpers gezogen.Also In this measurement method, no conclusions are drawn on physiological data of the human body drawn.

Der Nachteil dieser Thermoregulationsmodelle besteht darin, das die Gültigkeit der Aussagen nicht die gesamten Reaktionen des menschlichen Körpers erfassen, da sie die wichtigsten Körperteile, wie Kopf, Nacken sowie die Extremitäten mit ausreichender Genauigkeit bei der Berechnung der Abkühlkurven des Menschen zu berücksichtigen. Gerade diese Körperareale müssen beim der Konzeption von Seenot- und Kälteausrüstungen besonders gut und zuverlässig geschützt werden und daher in einem Qualitätsprüfungsverfahren bewertet werden.Of the Disadvantage of these thermoregulation models is that the validity the statements do not capture the total responses of the human body, since they are the most important body parts, such as head, neck and extremities with sufficient accuracy in the calculation of the cooling curves of the human being. Just these body parts have to be particularly well and reliably protected in the design of distress and refrigeration equipment and therefore in a quality inspection process be rated.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Messanordnung und ein Verfahren zu schaffen, mit dem die Güte des thermischen Schutzes einer zu untersuchenden Schutzbekleidung an allen Körperbereichen eines Probanden bei unterschiedlichen Expositionstemperaturen bestimmt werden kann und mit dem über die ermittelten Daten genaue Voraussagen über die Trage-Toleranz- und Überlebenszeiten, wie z.B. über den Zeitpunkt des Eintritts von Erfrierungen an bestimmten Körperteilen, getroffen werden kann.Of the Invention is based on the object, a measuring arrangement and a To create a process by which the quality of thermal protection a protective clothing to be examined on all body areas of a Subjects determined at different exposure temperatures can be and with the over the data obtained provide accurate predictions about the wear tolerance and survival times, such as. above the time of the occurrence of frostbite on certain parts of the body, can be taken.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Messanordnung und ein Verfahren gemäß der Ansprüche 1 und 8 gelöst.These Task is achieved by a measuring arrangement and a method according to the claims 1 and 8 solved.

Die Vorteile der Erfindung werden nachfolgend beschrieben.The Advantages of the invention will be described below.

Die Messanordnung zur Ermittlung von physiologischen Körperdaten in Abhängigkeit von einer zu untersuchenden Schutzbekleidung in kaltem Wasser besteht aus mehreren Sensoren zur Messung von Körperfunktionen. Die Sensoren werden an bestimmte Bereiche eines Probanden angelegt. Dies hat den Vorteil, dass während der Untersuchung alle notwendigen physiologischen Daten des Probanden in Echtzeit aufgenommen werden können. Zusätzlich besteht die Messanordnung aus mindestens einem Sensormittel zur Erfassung der Wassertemperatur, damit die effektive Expositionstemperatur des Wassers, welcher der Proband mit der zu untersuchenden Schutzbekleidung ausgesetzt wird, gemessen werden kann. Damit die mittlere Hauttemperatur des Probanden ermittelt werden kann, besteht die Messanordnung aus mindestens einem Sensormittel zur Erfassung der Hauttemperatur des Probanden. Die Körperkerntemperatur des Probanden wird durch mindestens ein Sensormittel gemessen. Die Körperkerntemperatur dient als Bezugswert in der Ermittlung kritischer Toleranzzeiten. Der Vorteil der Messanordnung besteht hier darin, dass alle gemessenen Daten in Echtzeit am Probanden aufgenommen werden können. Somit entsteht ein ganzzeitliches Abbild des Probanden durch reale Daten für weitere Berechnungen mit kritischen Expositionstemperaturen, unter den Bedingungen ein Messverfahren mit einem Probanten auf Grund der zu hohen körperlichen Belastung nicht mehr möglich wäre.The Measuring arrangement for determining physiological body data dependent on consists of a protective clothing to be examined in cold water from several sensors for measuring body functions. The sensors are applied to specific areas of a subject. this has the advantage of that while Examination of all necessary physiological data of the subject can be recorded in real time. additionally the measuring arrangement consists of at least one sensor means for Recording the water temperature, hence the effective exposure temperature of the water, which the subject with the protective clothing to be examined is exposed, can be measured. Thus, the average skin temperature the subject can be determined, the measuring arrangement consists of at least one sensor means for detecting the skin temperature of the Volunteers. The body core temperature the subject is measured by at least one sensor means. The Core body temperature serves as a reference in the determination of critical tolerance times. The advantage of the measuring arrangement here is that all measured Data can be recorded in real time on the subject. Consequently creates a full-time image of the subject through real data for further Calculations with critical exposure temperatures, under the conditions a measurement procedure with a test person due to the high physical No longer possible would.

Die zu untersuchende Schutzbekleidung, die der Proband für die Ermittlung der Daten anzieht und mit der er anschließend in ein Wasserbad steigt, damit während des Messverfahrens reale Trage- und Umgebungsbedingungen geschaffen werden, weist ebenfalls mindestens ein Sensormittel zur Erfassung der Temperatur auf. Die gemessenen Temperaturdaten der Schutzbekleidung dienen zur Ermittlung der thermophysiologischen Eigenschaften der Bekleidung und bilden die Grundlage für weitere Berechnungen. Die gemessen Daten werden an eine mit den Sensoren und Sensormitteln verbundenen Recheneinrichtung zur Speicherung und Auswertung übermittelt. Die Daten werden dort mittels Korrelation der Signalverläufe berechnet. Messfehler werden dadurch vermieden. Als Ergebnis erhält man vorteilhaft Abkühlkurven des Probanden. Diese bilden die Grundlage für Ableitung weiterer Daten. Dies hat den Vorteil, dass sehr genaue Toleranz- und Überlebenszeiten bei extremen Expositionstemperaturen ermittelt werden können ohne den Probanden einer, im extremen Fall, tödlichen Belastung auszusetzen.The Protective clothing to be examined, the subject for identification attracts the data and then goes into a water bath, so while created real wearing and environmental conditions of the measurement also has at least one sensor means for detection the temperature. The measured temperature data of the protective clothing are used to determine the thermophysiological properties of Clothing and form the basis for further calculations. The Measured data is sent to one with the sensors and sensor means connected computing device for storage and evaluation. The data is calculated there by correlation of the signal curves. Measuring errors are avoided. As a result, one obtains advantageous cooling curves of the subject. These form the basis for deriving further data. This has the advantage of having very accurate tolerance and survival times at extreme exposure temperatures can be determined without To expose the subject to a deadly load, in the extreme case.

Die Recheneinrichtung wird dahingehend vor dem Messvorgang entsprechend einer gewünschten Untersuchung programmiert. Dies hat den Vorteil, dass die Messanordnung und das Verfahren für jede beliebige Expositionstemperatur und unterschiedliche Schutzbekleidungen angewendet werden kann.The Computing device is accordingly before the measurement process a desired examination programmed. This has the advantage that the measuring arrangement and the Procedure for any exposure temperature and different protective clothing can be applied.

Die Messdaten werden während des Verfahrens derart aufbereitet, dass sie durch ein Anzeigemittel visualisiert werden können.The Measurement data is during of the method so prepared that it is visualized by a display means can be.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Sensormittel, die zur Erfassung der Temperatur der zu untersuchenden Schutzbekleidung verwendet werden, an mindestens einer Stelle in das Gewebe der zu untersuchenden Schutzbekleidung eingearbeitet. Eine exakte Bestimmung des Wärmeverlaufs im Gewebe der Schutzbekleidung ist so möglich. Problemzonen der Schutzbekleidung können damit besser erkannt werden.According to one Another embodiment of the invention are the sensor means, the for detecting the temperature of the protective clothing to be examined used in at least one place in the tissue to incorporated protective clothing. An exact determination the heat history in the fabric of protective clothing is possible. Problem areas of protective clothing can to be better recognized.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Messanordnung mindestens ein zusätzliches Sensormittel zur Erfassung der relativen Feuchte im Mikroklima der zu untersuchenden Schutzbekleidung auf. Schwachstellen in der Bekleidung können so besser erfasst werden. Gleichzeitig können auf Grundlage der ermittelten Werte gezielte Verbesserungen durchgeführt werden.According to one Another embodiment of the invention, the measuring arrangement at least an additional Sensor means for detecting the relative humidity in the microclimate of protective clothing to be examined. Weaknesses in clothing can so be better captured. At the same time, based on the determined Values targeted improvements are carried out.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Sensormittel, das zur Erfassung der relativen Feuchte im Mikroklima der zu untersuchenden Schutzbekleidung verwendet wird, an mindestens einer Stelle in das Gewebe der zu untersuchenden Schutzbekleidung eingearbeitet ist. Eine exakte Bestimmung der relativen Feuchtigkeit im Gewebe der Schutzbekleidung ist so möglich.According to one Another embodiment of the invention, the sensor means, the Detection of the relative humidity in the microclimate of the examined Protective clothing is used, at least one place in the Tissue of the protective clothing to be examined is incorporated. An exact determination of the relative humidity in the tissue of the Protective clothing is possible.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Sensoren zur Messung von Körperfunktionen zur direkten oder indirekten Messung von mindestens einem der physiologischen Messwerte aus der Gruppe Blutdruck, Puls, Blutsauerstoffsättigung, Atemfrequenz ausgebildet. Durch die Messdaten können kritische Belastungen des Probanden sofort erkannt und entsprechende Maßnahmen getroffen werden.According to one Another embodiment of the invention are the sensors for measurement of body functions for direct or indirect measurement of at least one of the physiological Measurements from the group blood pressure, pulse, blood oxygen saturation, Respiratory rate formed. Through the measurement data can be critical loads the subject immediately recognized and appropriate action to be hit.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung aufweist das Anzeigemittel zusätzlich einen akustischen Signalgeber auf. Der akustische Signalgeber dient als Warnsystem und alarmiert, wenn ein kritischer Wert der Vitalfunktionen des Probanden unterschritten wird.According to one Another embodiment of the invention, the display means additionally an acoustic signal on. The acoustic signal transmitter is used as a warning system and alarmed when a critical value of vital signs of the subject is fallen below.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen die Sensoren und Sensormittel der Messanordnung eine wasserabweisende Isolierschicht auf, damit diese auch unter Wasser eingesetzt werden können.According to one Another embodiment of the invention, the sensors and sensor means the measuring assembly on a water-repellent insulating layer, so These can also be used underwater.

Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnungen detailliert beschrieben. Dabei zeigen jeweils:in the Following are various embodiments of the invention described in detail with reference to the drawings. Each showing:

1 eine Darstellung der Messanordnung mit einem Probanden; 1 a representation of the measuring arrangement with a subject;

2 ein Diagramm eines Verlaufes der Mittelwerte der Körperkerntemperatur des Probanden und den approximierten Kurvenverlauf der Körperkerntemperatur; 2 a diagram of a course of the mean values of the body core temperature of the subject and the approximated curve of the body core temperature;

3 ein Diagramm eines Verlaufes der Toleranzzeit als Funktion einer hypothetischen effektiven Temperatur. 3 a plot of a curve of the tolerance time as a function of a hypothetical effective temperature.

1 zeigt eine Messanordnung zur Ermittlung von physiologischen Körperdaten in Abhängigkeit von einer zu untersuchenden Schutzbekleidung 2 in kaltem Wasser 3. Die Messanordnung besteht aus mehreren Sensoren 4 zur Messung von Körperfunktionen, mindestens einem Sensormittel 5 zur Erfassung der Wassertemperatur, mindestens einem Sensormittel zur 6 Erfassung einer Hauttemperatur eines Probanden 1, mindestens einem Sensormittel 7 zur Erfassung der Körperkerntemperatur des Probanden 1, mindestens einem Sensormittel 8 zur Erfassung der Temperatur der zu untersuchenden Schutzbekleidung 2, einer mit den Sensoren 4 und Sensormitteln 5, 6, 7, 8 verbundenen Recheneinrichtung 9 zur Speicherung und Auswertung der Messsignale sowie einem Anzeigemittel 10. 1 shows a measuring arrangement for the determination of physiological body data as a function of a protective clothing to be examined 2 in cold water 3 , The measuring arrangement consists of several sensors 4 for measuring body functions, at least one sensor means 5 for detecting the water temperature, at least one sensor means for 6 Detecting a skin temperature of a subject 1 , at least one sensor means 7 to record the body core temperature of the subject 1 , at least one sensor means 8th for detecting the temperature of the protective clothing to be examined 2 , one with the sensors 4 and sensor means 5 . 6 . 7 . 8th connected computing device 9 for storing and evaluating the measuring signals and a display means 10 ,

Die Messanordnung kann mit mindestens einem zusätzlichen Sensormittel 12 zur Erfassung der relativen Feuchte im Mikroklima der zu untersuchenden Schutzbekleidung 2 ergänzt werden, das ebenfalls mit der Rechnereinrichtung 9 verbunden wird.The measuring arrangement can be equipped with at least one additional sensor means 12 for detecting the relative humidity in the microclimate of the protective clothing to be investigated 2 be supplemented, which also with the computer device 9 is connected.

Zur Durchführung des Messverfahrens wird zunächst die Abkühlung bestimmter Körperteile eines Probanden 1 in kaltem Wasser 3 gemessen. Dazu wird der Proband 1 mit einer zu untersuchenden Schutzbekleidung 2 bekleidet und bei genau definierten klimatischen Bedingungen in einem kalten Wasserbad 11 exponiert. Über die Sensoren 4 werden Herzfrequenz, Atemfrequenz, Blutdruck, periphere Perfusion und Sauerstoffsättigung des Blutes erfasst und über ein Anzeigemittel 10 angezeigt. Es ist möglich, an das Anzeigemittel 10 einen akustischen Signalgeber 13 anzuschließen. Der akustische Signalgeber 11 alarmiert während des Messverfahrens, wenn die Vitalfunktionen des Probanden 1 kritischen Werte unterschreiten. Die Anzeige der ermittelten Parameter kann über Signalverläufen in Diagrammen, Tabellen oder auch Histogrammen erfolgen.To carry out the measuring procedure, first the cooling of certain body parts of a subject 1 in cold water 3 measured. This is the subject 1 with a protective clothing to be examined 2 dressed and in well-defined climatic conditions in a cold water bath 11 exposed. About the sensors 4 Heart rate, respiratory rate, blood pressure, peripheral perfusion, and oxygen saturation of the blood are detected and monitored by a display means 10 displayed. It is possible to the display means 10 an acoustic signal generator 13 to join. The acoustic signal generator 11 alerted during the measurement process when the vital signs of the subject 1 fall below critical values. The displayed parameters can be displayed via waveforms in charts, tables or even histograms.

Die Sensormittel 6 zur Erfassung der Hauttemperatur messen an verschiedenen definierten Stellen des Körpers des Probanden 1, wie z. B. am Kopf, am Nacken oder an den Extremitäten, die Hauttemperatur. Aus den unterschiedlich gemessenen Hauttemperaturen der verschieden Kör perstellen wird anschließend durch die Recheneinrichtung 11 die mittlere Hauttemperatur des Probanden 1 berechnet. Die Recheneinrichtung 11 wird dazu vor dem Messvorgang entsprechend programmiert. Zusätzlich wird die Körperkerntemperatur des Probanden 1 gemessen. Die Körperkerntemperatur könnte mit Sensormitteln 7 in Form von handelsüblichen Kontaktthermometern in den Körperhöhlen des Probanden 1, z.B. After oder Mundhöhle, gemessen Werder. Auch eine Messung der Ösophagustemperatur mittels flexibler Sonden oberhalb der Carida ist vorstellbar. Weiterhin kann die Körperkerntemperatur durch Infrarot-Temperaturmessung am Gehörgang erfolgen.The sensor means 6 To measure the skin temperature measure at various defined points of the body of the subject 1 , such as B. on the head, on the neck or on the extremities, the skin temperature. From the different measured skin temperatures of different Kör is then places by the computing device 11 the mean skin temperature of the subject 1 calculated. The computing device 11 is programmed accordingly before the measuring process. In addition, the body core temperature of the subject 1 measured. The body core temperature could be with sensor means 7 in the form of commercially available contact thermometers in the body cavities of the subject 1 , eg anus or oral cavity, measured Werder. Also, a measurement of the esophageal temperature by means of flexible probes above the carida is conceivable. Furthermore, the body core temperature can be done by infrared temperature measurement on the ear canal.

An der Schutzbekleidung 2 werden Temperatur und relative Feuchte im Mikroklima gemessen. Dazu können die Sensormittel 8, 12 in das Gewebe der Schutzbekleidung 2 eingenäht werden.On the protective clothing 2 Temperature and relative humidity are measured in the microclimate. For this purpose, the sensor means 8th . 12 into the fabric of the protective clothing 2 be sewn.

Zum Schutz der Sensoren 4 und Sensormittel 5, 6, 7, 8, 12 können sie mit einer speziellen Isolationsschicht versehen werden, die sie vor Nässe schützt.To protect the sensors 4 and sensor means 5 . 6 . 7 . 8th . 12 They can be provided with a special insulation layer that protects them from moisture.

Der Messvorgang wird unter definierten Abbruchkriterien durchgeführt. Der akustische Signalgeber 11 alarmiert während des Messverfahrens, wenn die Vitalfunktionen des Probanden 1 kritischen Werte unterschreiten.The measuring process is carried out under defined termination criteria. The acoustic signal generator 11 alerted during the measurement process when the vital signs of the subject 1 fall below critical values.

Die gemessenen Parameter können als Funktion der Expositionszeit des Probanden 1 grafisch dargestellt werden.The measured parameters can be used as a function of the exposure time of the subject 1 graphically displayed.

In einer weitern Phase des Messverfahrens werden durch die Recheneinrichtung 9 mögliche Trage- Toleranz- und Überlebenszeiten des Probanden 1 in Abhängigkeit der zu untersuchenden Schutzbekleidung 2 bestimmt. Dazu wird die Recheneinrichtung gemäß definierter Parameter programmiert. Je nach Fragestellung kann eine Toleranzzeit tT z.B. für ein differenziertes Überleben mit und ohne Erfrierungen an Händen und Füßen ermittelt werden.In a further phase of the measuring process are by the computing device 9 possible carrying tolerance and survival times of the subject 1 depending on the protective clothing to be examined 2 certainly. For this purpose, the computing device is programmed according to defined parameters. Depending on the question, a tolerance time t T can be determined eg for a differentiated survival with and without frostbite on the hands and feet.

2 zeigt ein Diagramm eines Verlaufes der Mittelwerte der Körperkerntemperatur von sechs Probanden 1 und den approximierten Kurvenverlauf ihrer Körperkerntemperatur. 2 shows a diagram of a course of the mean body temperature of six subjects 1 and the approximated curve of its body core temperature.

Während einer Kälteexposition in Wasser wurde die Abkühlkurve 14 berechnet. Durch die programmierte Recheneinrichtung wurde die Approximationskurve 15 bestimmt. Mit der approximierten Funktion: y = –9e – 0,5x2 – 0,002x + 37,36konnte unter Berücksichtigung eines kritischen Wertes bei einer Körperkerntemperatur von unter 35 °C eine Toleranzzeit tT bis zum Aussetzen der Vitalfunktionen von 120 Minuten ermittelt werden.During a cold exposure to water, the cooling curve became 14 calculated. The programmed computing device became the approximation curve 15 certainly. With the approximated function: y = -9e - 0.5x 2 - 0,002x + 37,36 Considering a critical value at a body core temperature of below 35 ° C, a tolerance time t T could be determined up to the expiry of the vital functions of 120 minutes.

3 zeigt ein Diagramm eines Verlaufes der Toleranzzeit tT als Funktion einer hypothetischen effektiven Umgebungstemperatur Ta. 3 shows a diagram of a curve of the tolerance time t T as a function of a hypothetical effective ambient temperature T a .

Aufgrund der ermittelten physiologischen Daten der Probanden 1 ist es nun möglich, weitere Toleranzzeiten für zu untersuchende Schutzbekleidungen zu ermitteln.Based on the determined physiological data of the subjects 1 It is now possible to determine further tolerance times for protective clothing to be examined.

Dazu wird die Toleranzzeit tT über folgendes Verhältnis berechnet:

Figure 00070001
For this purpose, the tolerance time t T is calculated using the following relationship:
Figure 00070001

Die tatsächliche Abnahme des Wärmeinhaltes ΔH wird über folgende Summe berechnet: ΔH = H + M The actual decrease of the heat content ΔH is calculated by the following sum: ΔH = H + M

Die Wärmeabgabe des Körpers an die Umgebung H wird über folgende Summe berechnet: H = HC + Hres The heat emission of the body to the environment H is calculated by the following sum: H = H C + H res

Der Energieverlust durch die Atmung Hres wird über folgende Funktion berechnet:

Figure 00070002
The energy loss due to respiration H res is calculated by the following function:
Figure 00070002

Der fühlbare Wärmefluss HC wird über folgendes Verhältnis berechnet:

Figure 00070003
The sensible heat flow H C is calculated using the following ratio:
Figure 00070003

Ausgehend von thermischen Isolationsfähigkeit der Bekleidung unter Berücksichtigung der beschriebenen Zusammenhänge kann so für jede interessierende effektive Expositionstemperatur Ta die Toleranzzeit tT errechnet und als Funktion dargestellt werden.Based on the thermal insulation capacity of the clothing taking into account the described relationships , the tolerance time t T can be calculated and displayed as a function for each effective exposure temperature T a that is of interest.

11
menschlicher Proband,human Family,
22
Schutzbekleidung,Protective clothing,
33
Wasser,Water,
44
Sensoren zur Messung von Körperfunktionen,sensors for measuring body functions,
55
Sensormittel zur Erfassung der Wassertemperatur,sensor means for detecting the water temperature,
66
Sensormittel zur Erfassung einer Hauttemperatur eines Probanden,sensor means for detecting a skin temperature of a subject,
77
Sensormittel zur Erfassung der Körperkerntemperatur des Probanden,sensor means for recording the body core temperature of the subject,
88th
Sensormittel zur Erfassung der Temperatur der zu untersuchenden Schutzbekleidung, sensor means to record the temperature of the protective clothing to be examined,
99
Recheneinrichtung,Computing device,
1010
Anzeigemittel,Display means
1111
Wasserbecken,Water basin,
1212
Sensormittel zur Erfassung der relativen Feuchte im Mikroklima der zu untersuchenden Schutzbekleidungsensor means to record the relative humidity in the microclimate of the investigated protective clothing
1313
akustischer Signalgeberacoustic signaler
1414
Verlauf der Mittelwerte der Körperkerntemperatur des Probanden,course the means of body core temperature of the subject,
1515
Verlauf der approximierten gemittelten Körperkerntemperaturkurve des Probanden,course the approximated average body core temperature curve of the subject,
1616
Verlauf der Toleranzzeit des Probanden,course the tolerance time of the subject,
tt
Zeit eines Messverfahrens,Time a measuring method,
tT t T
Toleranzzeit des Probanden bis zum Aussetzen der Vitalfunktionen,tolerance time of the subject until the vital signs have been suspended,
ΔS maxΔS max
maximal zu tolerierende Abnahme des Wärmeinhaltes,maximum tolerable decrease in heat content,
ΔHAH
tatsächliche Abnahme des Wärmeinhaltes,actual Decrease in heat content,
HH
Wärmeabgabe eines Körpers an die Umgebung,heat of a body to the environment,
MM
metabolische Aktivität,metabolic Activity,
HC H C
fühlbarer Wärmefluss,palpable Heat flow,
Hres Res
Energieverlust durch die Atmung,energy loss through breathing,
TLuft T air
trockene Umgebungstemperatur,dry Ambient temperature,
PLuft P air
Luftdruck,Air pressure,
TK T K
Kerntemperatur des Menschen,core temperature of the human,
Ts T s
mittlere Hauttemperatur des Menschen,middle Skin temperature of the human,
Ta T a
effektive Umgebungstemperatur,effective Ambient temperature,
AA
Körperoberfläche einer Population,Body surface of one Population,
RC –1 R C -1
Wärmedurchgangskoeffizient der zu untersuchenden SchutzkleidungHeat transfer coefficient the protective clothing to be examined

Claims (15)

Messanordnung zur Ermittlung von physiologischen Körperdaten in Abhängigkeit von einer zu untersuchenden Schutzbekleidung (2) in kaltem Wasser, bestehend aus – mehreren Sensoren (4) zur Messung von Körperfunktionen, – mindestens einem Sensormittel (5) zur Erfassung der Wassertemperatur, – mindestens einem Sensormittel zur (6) Erfassung einer Hauttemperatur eines Probanden (1), – mindestens einem Sensormittel (7) zur Erfassung der Körperkerntemperatur des Probanden (1), – mindestens einem Sensormittel (8) zur Erfassung der Temperatur der zu untersuchenden Schutzbekleidung (2), – einer mit den Sensoren (4) und Sensormitteln (5, 6, 7, 8) verbundenen Recheneinrichtung (9) zur Speicherung und Auswertung der Messsignale, – einem Anzeigemittel (10).Measuring arrangement for determining physiological body data as a function of a protective clothing to be examined ( 2 ) in cold water, consisting of - several sensors ( 4 ) for measuring body functions, - at least one sensor means ( 5 ) for detecting the water temperature, - at least one sensor means for ( 6 ) Detecting a Skin Temperature of a Subject ( 1 ), - at least one sensor means ( 7 ) for recording the body core temperature of the subject ( 1 ), - at least one sensor means ( 8th ) for detecting the temperature of the protective clothing to be examined ( 2 ), - one with the sensors ( 4 ) and sensor means ( 5 . 6 . 7 . 8th ) connected computing device ( 9 ) for storing and evaluating the measuring signals, - a display means ( 10 ). Messanordnung nach Anspruch 1, bei der das Sensormittel (8), das zur Erfassung der Temperatur der zu untersuchenden Schutzbekleidung (2) verwendet wird, an mindestens einer Stelle in das Gewebe der zu untersuchenden Schutzbekleidung (2) eingearbeitet ist.Measuring arrangement according to Claim 1, in which the sensor means ( 8th ) used to record the temperature of the protective clothing ( 2 ) is used at least at one point in the tissue of the protective clothing ( 2 ) is incorporated. Messanordnung nach Anspruch 1 oder 2, bestehend aus mindestens einem zusätzlichen Sensormittel (12) zur Erfassung der relativen Feuchte im Mikroklima der zu untersuchenden Schutzbekleidung (2), das mit der Recheneinrichtung (9) verbunden ist.Measuring arrangement according to Claim 1 or 2, comprising at least one additional sensor means ( 12 ) for detecting the relative humidity in the microclimate of the protective clothing to be investigated ( 2 ), which with the computing device ( 9 ) connected is. Messanordnung nach Anspruch 3, bei der das Sensormittel (12), das zur Erfassung der relativen Feuchte im Mikroklima der zu untersuchenden Schutzbekleidung (2) verwendet wird, an mindestens einer Stelle in das Gewebe der zu untersuchenden Schutzbekleidung (2) eingearbeitet ist.Measuring arrangement according to Claim 3, in which the sensor means ( 12 ), which is used to record the relative humidity in the microclimate of the protective clothing ( 2 ) is used at least at one point in the tissue of the protective clothing ( 2 ) is incorporated. Messanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Sensoren (4) zur Messung von Körperfunktionen zur direkten oder indirekten Messung von mindestens einem der phy siologischen Messwerte aus der Gruppe Blutdruck, Puls, Blutsauerstoffsättigung, Atemfrequenz ausgebildet sind.Measuring arrangement according to one of Claims 1 to 4, in which the sensors ( 4 ) are designed for the measurement of body functions for the direct or indirect measurement of at least one of the physiological measured values from the group blood pressure, pulse, blood oxygen saturation, respiratory rate. Messanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Sensoren (4) eine wasserabweisende Isolierschicht aufweisen.Measuring arrangement according to one of Claims 1 to 5, in which the sensors ( 4 ) a water-repellent Have insulating. Messanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Sensormittel (5, 6, 7, 8, 12) eine wasserabweisende Isolierschicht aufweisen.Measuring arrangement according to one of Claims 1 to 6, in which the sensor means ( 5 . 6 . 7 . 8th . 12 ) have a water-repellent insulating layer. Messanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem das Anzeigemittel (10) zusätzlich einen akustischen Signalgeber (13) aufweist.Measuring arrangement according to one of Claims 1 to 7, in which the display means ( 10 ) additionally an acoustic signal transmitter ( 13 ) having. Verfahren zur Ermittlung von physiologischen Körperdaten in Abhängigkeit von einer zu untersuchenden Schutzbekleidung (2) in kaltem Wasser nach Anspruch 1, mit folgenden Schritten, – Anlegen von Sensoren (4) und/oder Sensormitteln (5, 6, 7, 8, 12) an bestimmte Bereiche eines Probanden (1), – Anlegen der zu untersuchenden Schutzbekleidung (2), – Eintauchen des Probanden mit der angelegten Schutzbekleidung in Wasser (3), – Programmieren einer Recheneinrichtung (9) entsprechend einer gewünschten Untersuchung, – Aufnehmen von Daten durch die Recheneinrichtung (9), die von den Sensoren (4) und/oder Sensormitteln (5, 6, 7, 8, 12) geliefert werden, – Auswertung der Daten durch die Recheneinrichtung (9) mittels Korrelation der Signalverläufe sowie Ableitung weiterer Daten aus den aufgenommen Daten, – Darstellung der Daten.Method for determining physiological body data as a function of a protective clothing to be examined ( 2 ) in cold water according to claim 1, with the following steps, - applying sensors ( 4 ) and / or sensor means ( 5 . 6 . 7 . 8th . 12 ) to certain areas of a subject ( 1 ), - putting on the protective clothing to be examined ( 2 ), - immerse the subject with the protective clothing in water ( 3 ), - programming a computing device ( 9 ) according to a desired examination, - recording of data by the computing device ( 9 ), from the sensors ( 4 ) and / or sensor means ( 5 . 6 . 7 . 8th . 12 ), - Evaluation of the data by the computing device ( 9 ) by means of correlation of the signal curves as well as derivation of further data from the recorded data, - representation of the data. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die Ableitung weiterer Daten über folgendes Verhältnis berechnet wird:
Figure 00110001
wobei tT = Toleranzzeit, ΔS max = maximal zu tolerierende Abnahme des Wärmeinhaltes, ΔH = tatsächliche Abnahme des WärmeinhaltesMethod according to Claim 9, in which the derivation of further data is calculated using the following relationship:
Figure 00110001
where t T = tolerance time, ΔS max = maximum tolerable decrease in the heat content, ΔH = actual decrease in the heat content Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die tatsächliche Abnahme des Wärmeinhaltes (ΔH) über folgende Summe berechnet wird: ΔH = H + Mwobei H = Wärmeabgabe eines Körpers an die Umgebung, M = metabolische AktivitätMethod according to claim 10, wherein the actual decrease of the heat content (ΔH) is calculated over the following sum: ΔH = H + M where H = heat release of a body to the environment, M = metabolic activity Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Wärmeabgabe des Körpers an die Umgebung (H) über folgende Summe berechnet wird: H = HC + Hres wobei HC = fühlbarer Wärmefluss, Hres = Energieverlust durch die AtmungMethod according to Claim 11, in which the heat emission of the body to the environment (H) is calculated by the following sum: H = H C + H res where H C = sensible heat flow, H res = energy loss through respiration Verfahren nach Anspruch 12, bei dem der Energieverlust durch die Atmung (Hres) über folgende Funktion berechnet wird:
Figure 00110002
wobei Hres = Energieverlust durch die Atmung, M = metabolische Aktivität, TLuft = trockene Umgebungstemperatur, PLuft = LuftdruckMethod according to Claim 12, in which the energy loss through respiration (H res ) is calculated by means of the following function:
Figure 00110002
where H res = energy loss through respiration, M = metabolic activity, T air = dry ambient temperature, P air = air pressure Verfahren nach Anspruch 12, bei dem der fühlbare Wärmefluss (HC) über folgendes Verhältnis berechnet wird:
Figure 00120001
wobei Ts = mittlere Hauttemperatur des Menschen, Ta = effektive Umgebungstemperatur, A = Körperoberfläche einer Population (aktueller Mittelwert 1,83 m2), RC –1 = Wärmedurchgangskoeffizient der zu untersuchenden SchutzkleidungA method according to claim 12, wherein the sensible heat flow (H C ) is calculated by the following ratio:
Figure 00120001
where T s = mean skin temperature of the human, T a = effective ambient temperature, A = body surface of a population (current average 1.83 m 2 ), R C -1 = heat transfer coefficient of the protective clothing to be investigated Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, bei dem die Daten in Form von Signalverläufen und/oder Tabellen dargestellt werden.Method according to one of claims 9 to 14, wherein the data in the form of waveforms and / or Tables are presented.
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