KR100523611B1 - 의복내 온열환경의 측정 및 평가 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 의복내 온열환경의 측정 및 평가 장치에 관한 것으로서, 의복내의 온도/습도를 측정하기 위한 하나 이상의 센서가 인체의 특정부위와 대응되게 설치된 의복; 상기 의복을 착용하는 피시험자가 휴대하며, 상기 각 센서에 대응되는 다수의 신호입력 채널을 갖고, 상기 채널을 통해 입력된 상기 센서에 의해 측정된 온도/습도 아날로그신호를 디지털신호로 변환하여 저장하는 디지털 계측기; 상기 의복에 설치된 센서의 위치와 대응되게 3차원으로 저장된 인체형상의 각 부위에 특정점이 설정되며, 인체 표면상의 온도/습도 분포와 관련한 온열환경분석에 필요한 입력된 각종 정보에 따라 상기 특정점을 전체 또는 부분적으로 지정할 경우 해당 특정점에 대해 상기 디지털 계측기에 저장된 데이터를 분석하여 출력할 수 있도록 하는 프로그램이 저장된 컴퓨터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 의복내의 온열 쾌적성을 평가함으로써 인간친화적인 제품을 개발할 수 있고, 의복내 온/습도 측정에 의한 감성적인 쾌적한 의류개발에 활용될 수 있으며, 인체의 심전도나 혈류량 등과의 연계에 의한 온열쾌적성의 정량적 평가 등에 활용될 수 있는 효과가 있다.

Description

의복내 온열환경의 측정 및 평가 장치{Apparatus for measurement and evaluation of thermal comfort the inside clothes}

본 발명은 의복내의 온도나 습도 분포를 측정하여 온열환경을 평가할 수 있는 장치에 관한 것으로, 특히 의복내의 온열 쾌적성을 평가하기 위해 온도 및 습도의 분포특성을 데이터화하여 기록함으로써 각종 프로그램을 개발함과 더불어 이를 인간친화적 제품 개발에 활용할 수 있도록 한 의복내 온열환경의 측정 및 평가 장치에 관한 것이다.

일반적으로 온열환경은 인체에 대한 동적환경이나 시각환경, 청각환경, 후각환경 등과 더불어 인간의 감성에 매우 큰 영향을 미치는 환경요소 중의 하나인 바, 상기 온열환경에는 외기 온열환경, 실내 온열환경, 의복내 온열환경, 그리고 인체 내부의 환경으로 구분할 수 있으며, 또한 이에 대한 연구는 인체의 생리적 반응에 관한 연구로부터 의복기후환경에 관한 연구 및, 실내 공조환경에 관한 연구 등 매우 다양한 분야에서 진행되고 있는 것이다.

그리고, 상기의 연구를 진행하는데 있어서 공통적으로 요구되고 있는 것은 온/습도의 정확하고 편리한 측정으로서, 특히 강조되고 있는 사양으로는 여러 지점의 온/습도를 동시에 측정할 수 있는 다채널기능 및 민감한 온도변화를 정확하게 측정할 수 있는 정확도와, 또한 인체활동에 지장을 주지 않는 소형 및 경량화된 측정기구에 있는 것이다.

따라서, 상기의 측정기구에 온도 측정 센서나 습도 측정 센서를 연결시켜 의복 내부나 인체의 온도 및 습도를 측정할 수 있으며, 이렇게 측정된 온도나 습도를 데이터화함으로써 의복내의 온도 및 습도가 갖은 분포 특성을 구현할 수 있는 것이다.

한편, 의복내 온열환경은 인간의 최인접환경으로서 쾌적성에 가장 큰 영향을 미치게 되고, 또한 의복은 보온 및 방열작용과 증발촉진작용, 그리고 환기작용을 통하여 쾌적한 의복기후를 제공하며, 의복내 최내층의 기후가 32±1℃, 50±10%RH, 기류 25±15cm/s 일 때를 쾌적범위로 보고 있는 것이다.

즉, 상기와 같이 의복내의 온도 및 습도가 갖는 분포 특성은 온열환경을 연구하는데 중요한 역할을 하는 바, 온열환경에 관한 연구를 수행하기 위해서는 인체의 피부온도 및 피복내 습도 등과 같은 인체의 쾌적성을 측정 및 분석하기 위한 인체 온열환경 측정장치가 필요한 것이다.

그런데, 의복내의 온열환경을 정확히 측정하고 분석하기 위해서는 다양한 소프트웨어의 개발이 필요하나 아직 개발된 것이 없는 실정이고, 이에 따라 온열 쾌적성 평가를 위한 장치가 구축되지 못하고 있으며, 또한 온도 및 습도의 분포도를 측정할 수 있는 방법이 개발되지 않고 있을 뿐만아니라 컴퓨터를 통한 데이터의 구축에도 많은 애로사항이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바의 제반 사정을 감안하여 안출된 것으로, 의복내의 온열 쾌적성을 평가하기 위해 온도 및 습도의 분포특성을 데이터화하여 기록함으로써 각종 프로그램을 개발함과 더불어 이를 인간친화적 제품 개발에 활용할 수 있도록 한 의복내 온열환경의 측정 및 평가 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 의복내의 온도/습도를 측정하기 위한 하나 이상의 센서가 인체의 특정부위와 대응되게 설치된 의복; 상기 의복을 착용하는 피시험자가 휴대하며, 상기 각 센서에 대응되는 다수의 신호입력 채널을 갖고, 상기 채널을 통해 입력된 상기 센서에 의해 측정된 온도/습도 아날로그신호를 디지털신호로 변환하여 저장하는 디지털 계측기; 상기 의복에 설치된 센서의 위치와 대응되게 3차원으로 저장된 인체형상의 각 부위에 특정점이 설정되며, 인체 표면상의 온도/습도 분포와 관련한 온열환경분석에 필요한 입력된 각종 정보에 따라 상기 특정점을 전체 또는 부분적으로 지정할 경우 해당 특정점에 대해 상기 디지털 계측기에 저장된 데이터를 분석하여 출력할 수 있도록 하는 프로그램이 저장된 컴퓨터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성에 의하면, 본 발명은 인체표면이나 의복내의 온도 및 습도를 정밀하게 측정하여 저장함으로써 데이터를 구축하고, 상기 디지털 계측기에 저장된 데이터를 컴퓨터로 불러들여 의복내의 온열환경을 측정하며, 이렇게 측정된 데이터를 각종 형태로 출력함으로써 의복내의 온열환경을 평가할 수 있도록 된 것이다.

따라서, 상기의 방법을 통해 의복내의 온열 쾌적성을 평가함으로써 인간친화적인 제품을 개발할 수 있고, 의복내 온/습도 측정에 의한 감성적인 쾌적한 의류개발에 활용될 수 있으며, 인체의 심전도나 혈류량 등과의 연계에 의한 온열쾌적성의 정량적 평가 등에 활용될 수 있는 것이다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따라 의복내 온열환경을 측정하고 평가하는 과정을 도시한 흐름도이고, 도 2는 본 발명에 따라 의복내의 온열환경을 유선형태로 측정하는 장치의 실시예이고, 도 3은 본 발명에 따라 의복내의 온열환경을 무선형태로 측정하는 장치의 실시예이고, 도 4는 본 발명에 따라 의복내 온열환경을 분석하는 컴퓨터 프로그램의 구조를 도시한 개념도이며, 도 5는 본 발명에 따른 의복내 온열환경의 측정 및 평가를 위한 마우스 입력단계를 도시한 상태도이고, 도 6은 본 발명에 따라 의복내 온열환경의 측정법에 따른 자동 입력 상태를 도시한 상태도이며, 도 7은 본 발명에 따라 의복내 온열환경을 챠트 형태로 출력한 상태를 도시한 상태도이다.

상기한 도면들에 의해 본 발명을 설명하자면, 온/습도를 측정하고자 하는 인체의 표면이나 의복내에 하나 이상의 센서(1)가 인체의 측정정부위 예를 들면, 가슴, 상완, 복부, 전완, 손등, 대퇴, 하퇴, 발등, 목, 등, 허리 등의 위치와 대응되게 설치되며, 상기 센서(1)에 의해 측정된 아날로그 신호는 디지털 계측기(2)로 유선으로 전달되며, 상기 디지털 계측기(2)로 전달된 아날로그 신호는 디지털신호로 변환된 후 저장된다. 상기 디지털 계측기(2)는 도 2와 같이 계측기의 측면에 상기 센서(1)와 대응하는 다수의 채널들 구비하고 있다. 이 채널들은 상기 센서(1)에서 입력된 신호를 구분할 수 있는 고유채널로서, 상기 센서(1)가 측정하는 신체의 특정부위와 매칭되게 함으로써 디지털 계측기(2)로 입력되는 신체부위의 데이터를 구분하여 저장하게 된다. 상기 디지털 계측기(2)는 컴퓨터(3)와 연결되어, 저장된 데이터를 전송하게 되며, 전송된 데이터는 인체 표면상의 온도/습도 분포와 관련한 온열환경분석에 필요한 각종 입력된 정보에 따라 신체의 특정점에 대해 전체적으로 또는 부분적으로 분석할 수 있도록 하고 있다.본 발명의 실시예에 의하면, 인체의 표면온도가 매우 민감하기 때문에 온도측정상의 정밀도가 0.01℃ 이하로 측정되게 하는 것이 바람직하며, 이를 위해서는 센서(1)의 반응속도를 높여야 함과 더불어 센서(1)의 출력을 선형화하여야 하며, 센서(1)와 피부와의 접촉저항을 최소화함과 더불어 센서(1)의 전류에 의한 자기 발열을 줄여야 한다.센서(1)를 이용하여 인체표면이나 의복내의 온/습도가 측정되면, 측정된 온/습도 데이터는 디지털 계측기(2)로 입력되어 저장되며, 디지털 계측기(2)에 저장된 데이터는 컴퓨터(3)에 실시간으로 전달되거나 또는 임의의 시점에 컴퓨터(3)와 연결하는 것에 의해 데이터를 전송할 수 있다.한편, 컴퓨터(3)에는 디지털 계측기(2)로부터 수신되는 측정 데이터를 이용하여 인체 표면상의 온/습도 분포와 관련한 정보를 분석한 후 다양한 형식으로 출력하는 컴퓨터 프로그램이 설치되어 있다. 이 컴퓨터 프로그램은 인체의 형상을 디스플레이하여 시험자가 의복내에 설치되는 센서(1)의 위치(측정 포인트)를 지정할 수 있도록 하는데, 디스플레이되는 인체의 형상은 도 5에 도시한 예와 같이 3차원적으로 처리하는 것이 바람직하며, 시험자는 마우스를 이용하여 인체 형상 중에서 전체 또는 부분적으로 위치를 지정할 수 있다. 그리고, 디지털 계측기(2)로부터 측정된 데이터가 컴퓨터(3)로 수신되면, 이 데이터를 이용하여 인체 표면상의 온/습도 분포와 관련한 정보를 분석한다. 분석된 결과는 각종 텍스트나 챠트 혹은 칼라 분포 등으로 다양하게 출력할 수 있다.

인체에 부착하여 온/습도를 실시간 측정하기 위해서는 디지털 계측기(2)를 크기가 작게 구성하여 휴대가 간편하도록 구성하는 것이 바람직하며, 센서(1)로부터 디지털 계측기(2)로 데이터를 전송하는 방법으로는 유선 혹은 무선 통신 방식을 채택할 수 있다. 인체활동을 자유스럽게 할수록 바람직하며, 센서(1)로부터 측정되는 데이터는 실시간 혹은 주기적으로 디지털 계측기(2)에 전송할 수 있다.

즉, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 의복내의 온열환경을 유선 혹은 무선 형태로 측정할 수 있는 바, 유선방식의 경우 시험자의 몸이나 의복에 부착된 센서(1)와 디지털 계측기(2)가 케이블로 연결되고, 상기 케이블의 일단은 디지털 계측기(2)에 구비된 채널에 전기적으로 연결하되, 상기 채널들은 고유채널을 갖는 것으로, 예를 들면 신체부위의 특정점과 대응되는 위치에 설치된 센서(1)는 반드시 지정된 채널과 전기적으로 연결되게 설치하여야 한다. 이와 같이 설치된 센서(1)는 케이블에 의해 연결되어 디지털 계측기(2)는 시험자의 몸에 휴대한 상태로 인체 표면이나 의복내의 온/습도를 측정하게 되는 것이다. 무선방식의 경우에는 센서(1)에서 계측되는 온/습도가 무선으로 디지털 계측기(2)로 수신되어 저장된다.

한편, 위에서 설명한 바와 같이 컴퓨터(3)에는 온열환경을 측정하고 평가하는 컴퓨터 프로그램이 설치되는 바, 이 컴퓨터 프로그램은 도 4에 도시된 실시예와 같은 기능을 수행한다. 이 컴퓨터 프로그램은 디지털 계측기(2)와의 사이에서 측정된 온/습도 데이터를 주고받는 통신을 수행하는데, 9600bps 및 19200bps의 속도로 RS232 시리얼 통신을 사용할 수 있으며, 컴퓨터 프로그램상에 구비되는 다운로드 버튼이 클릭되면 계측된 데이터를 전송받도록 구성할 수 있다. 이 컴퓨터 프로그램은 시험자로부터 일정 환경정보를 입력받는 전처리 프로그램과 측정 데이터를 분석하는 후처리 프로그램으로 구분될 수 있다.

전처리 프로그램에서는 도 5에 도시된 바와 같이, 3차원 인체 형상을 활용하여 인체표면상에 위치하는 센서(1)의 위치정보를 입력받는데, 센서(1)의 위치는 도 6에 도시한 예처럼 특정 점법에 의해 자동적으로 지정될 수도 있으며, 마우스를 이용하여 임의의 위치를 지정할 수도 있다. 그리고, 피시험자의 성명이나 시험일시, 몸무게 등 분석과 자료관리에 필요한 각종 피시험자의 정보를 입력할 수 있도록 처리한다. 후처리 프로그램에서는 각 센서(1)가 측정한 온/습도 데이터를 이용하여 인체표면상에서의 온/습도 분포와 관련한 정보를 분석한 후 다양한 형식으로 출력한다.이 때, 측정된 온/습도 데이터를 이용하여 인체표면상에서의 온/습도 분포와 관련한 정보를 분석하고, 분석결과를 출력하는 것은 임의의 방법을 사용하여 다양하게 이루어질 수 있는 것이다. 즉, 단순히 3차원 인체형상 그래픽상에 각 부위별 온/습도를 문자나 서로 다른 색상으로 표시할 수도 있으며, 도 7에 도시한 예와 같이 시간에 따라 변화하는 인체부위별(채널별) 온도와 습도를 그래프, 혹은 챠트 형태로 출력할 수도 있는 것이다. 또한, 측정시간을 바꾸어 가면서 화면에 온/습도를 텍스트로 출력하거나 혹은 칼라 분포로 출력하고, 온도-시간의 함수관계를 나타낸 챠트형태로 출력할 수도 있으며, 온/습도 분포뿐아니라 열환경 평가지표 등 의복내 온열환경 평가를 위한 각종 분석방법이 사용될 수도 있는 것임은 당연하다.

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본 발명에 따르면, 의복내의 온열 쾌적성을 평가함으로써 인간친화적인 제품을 개발할 수 있고, 의복내 온/습도 측정에 의한 감성적인 쾌적한 의류개발에 활용될 수 있으며, 인체의 심전도나 혈류량 등과의 연계에 의한 온열쾌적성의 정량적 평가 등에 활용될 수 있는 효과가 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따라 의복내 온열환경을 측정하고 평가하는 과정을 나타낸 흐름도,

도 2는 본 발명에 따라 의복내의 온열환경을 유선형태로 측정하는 장치의 실시예,

도 3은 본 발명에 따라 의복내의 온열환경을 무선형태로 측정하는 장치의 실시예,

도 4는 본 발명에 따른 의복내 온열환경 분석의 소프트웨어 구조를 나타낸 개념도,

도 5는 본 발명에 따른 의복내 온열환경의 측정 및 평가를 위한 마우스 입력단계를 나타낸 상태도,

도 6은 본 발명에 따라 의복내 온열환경의 측정법에 따른 자동 입력 상태를 나타낸 상태도,

도 7은 본 발명에 따라 의복내 온열환경을 챠트 형태로 출력한 상태를 나타낸 상태도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 센서 2 : 디지털 계측기

3 : 컴퓨터

Claims (1)

1. 의복내의 온도/습도를 측정하기 위한 하나 이상의 센서가 인체의 특정부위와 대응되게 설치된 의복;

   상기 의복을 착용하는 피시험자가 휴대하며, 상기 각 센서에 대응되는 다수의 신호입력 채널을 갖고, 상기 채널을 통해 입력된 상기 센서에 의해 측정된 온도/습도 아날로그신호를 디지털신호로 변환하여 저장하는 디지털 계측기;

   상기 의복에 설치된 센서의 위치와 대응되게 3차원으로 저장된 인체형상의 각 부위에 특정점이 설정되며, 인체 표면상의 온도/습도 분포와 관련한 온열환경분석에 필요한 입력된 각종 정보에 따라 상기 특정점을 전체 또는 부분적으로 지정할 경우 해당 특정점에 대해 상기 디지털 계측기에 저장된 데이터를 분석하여 출력할 수 있도록 하는 프로그램이 저장된 컴퓨터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 의복내 온열환경의 측정 및 평가장치.