JP6890847B2 - 電子式wbgt計の出力方法および電子式wbgt計 - Google Patents
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Description
日射の影響のない場合:WBGT=0.7×tw+0.3×tg ・・・(11)
ISO準拠のWBGT計は、上記の計算ができるように、自然湿球温度計、標準径の黒球を備えた黒球温度計、乾球温度計(気温計)が備えられ、各温度が測定できるようになっている。
図1は、本願発明の基本概念を示す図である。特定の温熱環境(気温ta、平均輻射温度tr、風速v、相対湿度rh)1の下での電子式WBGT計2の示す任意径の黒球温度tg?は下記式(2)で求めることができる。また、前記と同じ特定の温熱環境1の下におけるISO準拠のWBGT計3の示す標準径の黒球温度tgSTDは下記式(3)で求めることができる。更に、前記と同じ特定の温熱環境1の下におけるISO準拠のWBGT計3の示す自然湿球温度twは下記式(4)(5)で求めることができる。従って、電子式WBGT計2の出力(気温ta、任意径の黒球温度tg?、相対湿度rh)と、ISO準拠のWBGT計3の出力(気温ta、標準径の黒球温度tgSTD、自然湿球温度tw)は1:1で対応させることができ、相互の相関関係を求めることによって、電子式WBGT計2の出力から、ISO準拠のWBGT計3の出力を求めることができる。
図2は本発明のブロック図を示すものである。
上記のように学習した学習済ニューラルネットワークを測定演算部材15として電子式WBGT計に搭載しておくと、当該測定演算部材15では、現実の温熱環境における気温ta0、任意径の黒球温度tg?0、相対湿度rh0を入力すると、気温taはもとより標準径の黒球温度tgSTD、自然湿球温度twを得ることになり、しかも、標準径の黒球温度tgSTD、自然湿球温度twには、風速、平均輻射温度が反映されていることになる。
まず以下の要領で、温熱環境下の訓練データを生成する。
上記に基づいて、黒球径が50mmである電子式WBGT計の示す気温ta、黒球温度tg50、相対湿度rhを入力として、標準径の黒球温度tgSTD、自然湿球温度tw、WBGT指数を推論し、対応する正解値と比較すると、表4のごとくになり、本発明による電子式WBGT計で、十分に実用に耐えるWBGT指数が得られることが理解できる。
上記のようにして複数の特定の温熱環境下での第1の演算手段11で算出された任意径の黒球温度tg?、第2の演算手段12で算出された標準径の黒球温度tgSTD、第3の演算手段13で算出された自然湿球温度twは、気温taや相対湿度rhとともに、カーブフィッティングの近似式を決めるデータとして用いることができる。
C=−0.157896135、 D=0.000109347496、
E=−0.0104562755、 F=0.889654587、
G=1.60312065×10-6、 H=‐0.00068305723、
I=0.105621516、 J=2.35596747×10-6、
K=−0.00210613502、 L=0.00658788765、
M=−0.00561414292、 Q=‐7.47427592
このようにして、各式の各項の係数が決定すると、当該各係数の決定した式(6)、式(7)を測定演算部材15に記憶させておくと、現実の温熱環境下での気温ta0、相対湿度rh0、任意径の黒球温度tg?0から、標準径の黒球温度tgSTD、自然湿球温度twと気温taが得られ、WBGT演算手段16で、ISO準拠のWBGT指数の出力が得られることになる。
上記の2つの式を用いて上記14,449個のテストデータで推論を行い、標準径の黒球温度tgSTD、自然湿球温度twの、前記正解データとの差を表5に示した。
<実施例>
このようにして得られた近似式で、実際の黒球径50mmの電子式WBGT計の示す気温ta、黒球温度tg50、相対湿度rhを入力して得られる標準径の黒球温度tgSTD、自然湿球温度twおよびWBGT指数と、ISO準拠WBGT計の示す黒球温度tgSTD、自然湿球温度tw、WBGT指数を示すと、表6に示すようになり、電子式WBGT計を用いても十分に実用に耐える値が得られることが理解できる。
2 電子式WBGT計
3 ISO準拠WBGT計
11 第1の演算手段
12 第2の演算手段
13 第3の演算手段
14 相関関係決定手段
15 測定演算部材
16 WBGT演算手段
ta : 気温[℃](ta0 : 現実の気温)
Ta : ta + 273 気温の絶対温度
v : 風速[m/s]
tg : 黒球(グローブ)温度[℃]
Tg : 黒球の絶対温度(tg + 273)
tgSTD : 直径150mmの黒球温度
tg? : 任意の直径の黒球温度(tg?0 :現実の任意の直径の黒球温度)
tr : 平均輻射温度[℃]
Tr : 平均輻射温度の絶対温度(tr + 273)
tw : 自然湿球温度
Tw : 自然湿球温度の絶対温度(tw + 273)
Pa(t) : 温度tでの飽和蒸気圧
rh : 相対湿度(rh0 : 現実の相対湿度)
d ; 黒球の直径(任意径)
D : 標準黒球の直径(標準径=0.15m)
ε : 放射率
Claims (17)
- 複数の特定の温熱環境下での気温、平均輻射温度、風速から、電子式WBGT計の任意径の黒球温度を、それぞれの特定の温熱環境について求めるステップ、
前記複数の特定の温熱環境下での気温、平均輻射温度、風速から、ISO準拠WBGT計の標準径の黒球温度を、それぞれの特定の温熱環境について求めるステップ、
前記複数の特定の温熱環境下での気温、平均輻射温度、風速と相対湿度から、ISO準拠WBGT計の自然湿球温度を、それぞれの特定の温熱環境について求めるステップ、
前記複数の特定の温熱環境下での気温、任意径の黒球温度、相対湿度を入力とし、対応する標準径の黒球温度、自然湿球温度を出力とするデータ群に基づいて当該入力と出力の間の相関関係を決定するステップ、
を備えたことを特徴とする電子式WBGT計の測定値とISO準拠WBGT計の測定値を関連付ける方法。 - 前記相関関係が、前記入力と出力のデータ群を教師データとして学習することによって決定される請求項1に記載の電子式WBGT計の測定値とISO準拠WBGT計の測定値を関連付ける方法。
- 前記相関関係が、前記入力と出力のデータ群の間に成立する近似式を決定する請求項1に記載の電子式WBGT計の測定値とISO準拠WBGT計の測定値を関連付ける方法。
- 前記請求項1〜3のいずれかの方法に基づいて得られた相関関係に基づいて、現実の電子式WBGT計が測定した気温、任意径の黒球温度、相対湿度からISO準拠WBGT計の標準径の黒球温度、自然湿球温度を得るステップ、
を備えたことを特徴とする電子式WBGT計の出力方法。 - 前記気温およびISO準拠WBGT計の標準径の黒球温度、自然湿球温度から、WBGT指数を演算するステップを備えた請求項4に記載の電子式WBGT計の出力方法。
- 気温計、任意径の黒球温度計、相対湿度計を備えた電子式WBGT計において、
複数の特定の温熱環境下での気温、平均輻射温度、風速から、電子式WBGT計の任意径の黒球温度をそれぞれの特定の温熱環境について得る第1の演算手段と、
前記複数の特定の温熱環境下での気温、平均輻射温度、風速から、ISO準拠WBGT計の標準径の黒球温度をそれぞれの特定の温熱環境について得る第2の演算手段と、
前記複数の特定の温熱環境下での気温、平均輻射温度、風速、相対湿度から、自然湿球温度をそれぞれの特定の温熱環境について得る第3の演算手段と、
前記複数の特定の温熱環境下での気温、任意径の黒球温度、相対湿度を入力とし、対応する標準径の黒球温度、自然湿球温度を出力とするデータ群に基づいて、当該入力と出力の間の相関関係を決定する相関関係決定手段、
を備えたことを特徴とする電子式WBGT計の測定値とISO準拠WBGT計の測定値の関連付け装置。 - 相関関係決定手段が、前記入力と出力のデータ群を学習することによって、前記相関関係が決定される請求項6に記載の電子式WBGT計の測定値とISO準拠WBGT計の測定値の関連付け装置。
- 相関関係決定手段が、前記入力と出力のデータ群の間に成立する近似式を決定する請求項6に記載の電子式WBGT計の測定値とISO準拠WBGT計の測定値の関連付け装置。
- 請求項6〜8のいずれかに記載の関連付け装置で形成された相関関係に基づいて、現実の温熱環境下での気温、任意径の黒球温度、相対湿度から標準径の黒球温度、湿球温度を求める測定演算部材を備えたことを特徴とするWBGT計。
- 前記標準径の黒球温度、湿球温度、気温に基づいてWBGT指数を計算するWBGT演算手段を備えた請求項9に記載のWBGT計。
- 気温計、任意径の黒球温度計、相対湿度計を備えた電子式WBGT計において、
複数の特定の温熱環境下での気温、平均輻射温度、風速から、それぞれの特定の温熱環境について得られる電子式WBGT計の任意径の黒球温度と、前記気温と、相対湿度のデータ群を電子式WBGT計測のデータ群とし、
前記複数の特定の温熱環境下での気温、平均輻射温度、風速から、それぞれの特定の温熱環境について得られるISO準拠WBGT計の標準径の黒球温度と、前記複数の特定の温熱環境下での気温、平均輻射温度、風速、相対湿度から、それぞれの特定の温熱環境について得られる自然湿球温度のデータ群をISO準拠WBGT計測のデータ群とし、
前記電子式WBGT計測のデータ群とISO準拠WBGT計測のデータ群との間の相関関係を記憶し、現実の温熱環境下での気温と、任意径の黒球温度と、相対湿度を入力し、ISO準拠WBGT計の標準径の黒球温度と自然湿球温度を得る測定演算部材、
を備えたことを特徴とする電子式WBGT計。 - 相関関係決定手段が、前記入力と出力のデータ群を学習することによって、前記相関関係が決定される請求項11記載の電子式WBGT計。
- 相関関係決定手段が、前記入力と出力のデータ群の間に成立する近似式を決定する請求項11に記載の電子式WBGT計。
- 更に、前記測定演算部材の出力する標準径の黒球温度と自然湿球温度と気温に基づいてWBGT指数を演算するWBGT演算手段を
備えた請求項11〜13のいずれかに記載する電子式WBGT計。 - 複数の特定の温熱環境下での気温、平均輻射温度、風速から、それぞれの特定の温熱環境について得られる電子式WBGT計の任意径の黒球温度と、前記気温と、相対湿度のデータ群を電子式WBGT計測のデータ群とし、
前記複数の特定の温熱環境下での気温、平均輻射温度、風速から、それぞれの特定の温熱環境について得られるISO準拠WBGT計の標準径の黒球温度と、前記複数の特定の温熱環境下での気温、平均輻射温度、風速、相対湿度から、それぞれの特定の温熱環境について得られる自然湿球温度のデータ群をISO準拠WBGT計測のデータ群とし、
前記電子式WBGT計測のデータ群とISO準拠WBGT計測のデータ群との間の相関関係を記憶し、現実の温熱環境下での気温と、任意径の黒球温度と、相対湿度を入力し、
ISO準拠WBGT計の標準径の黒球温度と自然湿球温度を得ることを特徴とする測定演算部材。 - 前記相関関係が、前記電子式WBGT計測のデータ群とISO準拠WBGT計測のデータ群を学習することによって決定される請求項15記載の測定演算部材。
- 前記相関関係が、前記電子式WBGT計測のデータ群とISO準拠WBGT計測のデータ群の間に成立する近似式を得ることによって決定する請求項15に記載の測定演算部材。
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