Published January 1, 2022
| Version v1
Publication
Open
Steady State Mathematical Model of Test-Rig for the Validation of Experimental Temperature-Resistance Relationship of Temperature Sensing Fabric
- 1. NED University of Engineering and Technology
- 2. University of Manchester
Description
Continuous measurement of temperature profiles on the human body surface provides handy information for the diagnosis and as a beneficial guide to take appropriate action. A textile based Resistance Temperature Detector (RTD) has been reported recently, which could be exploited to monitor the temperature of human body over extended period of time. For the purpose of calibrating these textile based sensor, a tailor-made test rig has been developed. The working principle of this sensing fabric is the same as the RTD i.e. change in resistance because of change in temperature. Validation of experimental results by modelling was one of the prime objectives of this study. This paper reports the steady state mathematical model of the test rig components, by the application of fundamental heat transfer principles. It was concluded that the temperature varies linearly across the thickness of textile based temperature sensor in a rig setting while the temperature of the sensing element of textile based temperature sensor could be approximated by knowing its exact position within the fibrous structure. This input would be helpful for the calibration purpose of the sensor samples in an improved manner and to circumvent the individual testing and repetition of experiments on a test rig.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يوفر القياس المستمر لملفات درجة الحرارة على سطح جسم الإنسان معلومات مفيدة للتشخيص وكدليل مفيد لاتخاذ الإجراء المناسب. تم الإبلاغ مؤخرًا عن كاشف درجة حرارة المقاومة القائم على النسيج (RTD)، والذي يمكن استغلاله لمراقبة درجة حرارة جسم الإنسان على مدى فترة طويلة من الزمن. لغرض معايرة هذا المستشعر القائم على النسيج، تم تطوير منصة اختبار مصممة خصيصًا. مبدأ عمل نسيج الاستشعار هذا هو نفس مبدأ RTD، أي التغير في المقاومة بسبب التغير في درجة الحرارة. كان التحقق من صحة النتائج التجريبية عن طريق النمذجة أحد الأهداف الرئيسية لهذه الدراسة. تشير هذه الورقة إلى النموذج الرياضي للحالة الثابتة لمكونات منصة الاختبار، من خلال تطبيق المبادئ الأساسية لنقل الحرارة. تم استنتاج أن درجة الحرارة تختلف خطيًا عبر سمك مستشعر درجة الحرارة القائم على النسيج في إعداد منصة الحفر بينما يمكن تقريب درجة حرارة عنصر الاستشعار لمستشعر درجة الحرارة القائم على النسيج من خلال معرفة موضعه الدقيق داخل البنية الليفية. سيكون هذا الإدخال مفيدًا لغرض معايرة عينات المستشعر بطريقة محسنة وللتحايل على الاختبار الفردي وتكرار التجارب على منصة الاختبار.Translated Description (French)
La mesure continue des profils de température à la surface du corps humain fournit des informations pratiques pour le diagnostic et constitue un guide utile pour prendre les mesures appropriées. Un détecteur de température à résistance (RTD) à base de textile a récemment été signalé, qui pourrait être exploité pour surveiller la température du corps humain sur une longue période. Dans le but d'étalonner ces capteurs à base de textile, un banc d'essai sur mesure a été développé. Le principe de fonctionnement de ce tissu de détection est le même que le RTD, c'est-à-dire le changement de résistance dû au changement de température. La validation des résultats expérimentaux par modélisation a été l'un des objectifs premiers de cette étude. Cet article rapporte le modèle mathématique de l'état d'équilibre des composants du banc d'essai, par l'application des principes fondamentaux du transfert de chaleur. Il a été conclu que la température varie linéairement à travers l'épaisseur du capteur de température à base de textile dans un réglage de forage tandis que la température de l'élément de détection du capteur de température à base de textile pourrait être approximée en connaissant sa position exacte à l'intérieur de la structure fibreuse. Cette entrée serait utile pour l'étalonnage des échantillons de capteur d'une manière améliorée et pour contourner les tests individuels et la répétition des expériences sur un banc d'essai.Translated Description (Spanish)
La medición continua de los perfiles de temperatura en la superficie del cuerpo humano proporciona información útil para el diagnóstico y como una guía beneficiosa para tomar las medidas adecuadas. Recientemente se ha informado de un detector de temperatura de resistencia (RTD) basado en textiles, que podría explotarse para controlar la temperatura del cuerpo humano durante un período prolongado de tiempo. Con el fin de calibrar estos sensores basados en textiles, se ha desarrollado un banco de pruebas a medida. El principio de funcionamiento de este tejido de detección es el mismo que el RTD, es decir, el cambio en la resistencia debido al cambio de temperatura. La validación de los resultados experimentales mediante la modelización fue uno de los principales objetivos de este estudio. Este documento informa sobre el modelo matemático de estado estacionario de los componentes del banco de pruebas, mediante la aplicación de principios fundamentales de transferencia de calor. Se concluyó que la temperatura varía linealmente a través del grosor del sensor de temperatura basado en textiles en un entorno de plataforma, mientras que la temperatura del elemento de detección del sensor de temperatura basado en textiles podría aproximarse conociendo su posición exacta dentro de la estructura fibrosa. Esta entrada sería útil para el propósito de calibración de las muestras del sensor de una manera mejorada y para eludir las pruebas individuales y la repetición de experimentos en un banco de pruebas.Files
565.pdf
Files
(737.9 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:0cc659e66b1ea19708e4ca90386efa9b
|
737.9 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- النموذج الرياضي للحالة الثابتة لجهاز الاختبار للتحقق من العلاقة التجريبية بين درجة الحرارة والمقاومة لنسيج استشعار درجة الحرارة
- Translated title (French)
- Modèle mathématique à l'état d'équilibre du gabarit d'essai pour la validation de la relation expérimentale température-résistance du tissu de détection de température
- Translated title (Spanish)
- Modelo matemático de estado estacionario del equipo de prueba para la validación de la relación experimental temperatura-resistencia del tejido sensor de temperatura
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4211197931
- DOI
- 10.22581/muet1982.2201.03