CN113557556B - 头部佩戴装置、中暑预防***以及水分补充警告*** - Google Patents

头部佩戴装置、中暑预防***以及水分补充警告*** Download PDF

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Abstract

本公开提供一种能够以更高的精度对推定中暑的可能性所需的、作为作业人员的佩戴者的身体状态进行测量的头部佩戴装置。头部佩戴装置，具备：外壳；第一流路，所述第一流路是佩戴者的头部和外壳之间的间隙；第二流路，设于外壳且连接到第一流路；风扇，从第一流路和第二流路的一方向另一方送风；盐分浓度传感器，用于测量佩戴者的汗的盐分浓度；第一湿度传感器，用于测量进入第一流路和第二流路的一方的吸入空气的绝对湿度；第二湿度传感器，用于测量从第一流路和第二流路的另一方排出的排出空气的绝对湿度。

Description

头部佩戴装置、中暑预防***以及水分补充警告***
技术领域
本公开涉及一种头部佩戴装置、中暑预防***以及水分补充警告***。
背景技术
在施工现场等，作业人员有时会在高温环境下从事工作。在高温环境下，需要预防作业人员的中暑。一直以来，已知有用来防止中暑的、让作业人员佩戴的装置。例如，在专利文献1中记载有具备温度传感器以及湿度传感器的头盔。根据专利文献1的头盔，管理者能够掌握头盔内的状况，因此在发生异常时能够与作业人员联络。在非专利文献1中记载有作为需要停止向热暴露的征兆。在非专利文献2中记载有中暑的症状。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017－115275号公报
非专利文献
非专利文献1：“防止中暑”，厚生劳动省劳动基准局、都道府县劳动局、劳动基准监督署，2013年4月
非专利文献2：“防止职场‘中暑’”，东京劳动局劳动基准部健康课，2017年2月
发明内容
发明所要解决的问题
然而，专利文献1的头盔仅测量头盔内的温度和湿度。因此，特别是准确地检测作业人员的体内水分量和盐分量的减少量等中暑的可能性推定所需的、作为作业人员的佩戴者的身体状态存在极限。因此，难以提高中暑的可能性的推定精度。
本公开是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够以更高的精度对推定中暑的可能性所需的、作为作业人员的佩戴者的身体状态进行测量的头部佩戴装置。
用于解决问题的方案
为了达成上述目的，本公开的一个方案的头部佩戴装置具备：外壳；第一流路，所述第一流路是佩戴者的头部和所述外壳之间的间隙；第二流路，设于所述外壳且连接到所述第一流路；风扇，从所述第一流路和所述第二流路的一方向另一方送风；盐分浓度传感器，用于测量所述佩戴者的汗的盐分浓度；第一湿度传感器，用于测量进入所述第一流路和所述第二流路的一方的吸入空气的绝对湿度；以及第二湿度传感器，用于测量从所述第一流路和所述第二流路的另一方排出的排出空气的绝对湿度。
作为头部佩戴装置的优选方案，所述风扇以使所述排出空气的温度成为所述排出空气的露点温度以上的风量来送风。
作为头部佩戴装置的优选方案，所述第一湿度传感器位于所述外壳的外部。
作为头部佩戴装置的优选方案，第一湿度传感器测量所述吸入空气的温度和相对湿度，并且位于所述外壳的内表面。
作为头部佩戴装置的优选方案，所述风扇从所述第一流路朝向所述第二流路输送空气，并且位于所述第一流路的下游侧端部，所述第二湿度传感器位于所述风扇的下游。
作为头部佩戴装置的优选方案，具备传感器单元，所述传感器单元具有：壳体、一端连接于所述壳体且另一端配置于所述外壳的内部的管构件、所述风扇、所述盐分浓度传感器、所述第一湿度传感器以及所述第二湿度传感器，所述管构件、所述风扇、所述盐分浓度传感器、所述第一湿度传感器以及所述第二湿度传感器由所述壳体支承。
作为头部佩戴装置的优选方案，所述传感器单元相对于所述外壳是能拆装的。
作为头部佩戴装置的优选方案，具备测量所述佩戴者体温的体温传感器。
作为头部佩戴装置的优选方案，所述体温传感器测量深部体温。
作为头部佩戴装置的优选方案，具备测量所述佩戴者心率的心率传感器。
作为头部佩戴装置的优选方案，具备测量所述佩戴者的周边的湿球温度和黑球温度的环境传感器。
作为头部佩戴装置的优选方案，具备用于测量所述风扇的风量的风量测量装置。
作为头部佩戴装置的优选方案，所述风量测量装置是设在所述风扇的空气的入口或出口的风量传感器。
作为头部佩戴装置的优选方案，所述风量测量装置包括用于测量所述风扇的差压的压力传感器，所述头部佩戴装置具备基于从所述压力传感器得到的信息来运算所述风扇的风量的控制装置。
作为头部佩戴装置的优选方案，所述风量测量装置包括检测驱动所述风扇的电源电压的检测机构，所述头部佩戴装置具备基于从所述检测机构得到的信息来运算所述风扇的风量的控制装置。
作为头部佩戴装置的优选方案，具备：控制装置，基于从所述盐分浓度传感器、所述第一湿度传感器以及所述第二湿度传感器得到的信息来运算所述佩戴者的出汗量和盐分损失量；以及警报装置，在所述出汗量的推移满足规定条件的情况下发出警报。
本公开的一方案的中暑预防***，具备：上述的头部佩戴装置和管理装置，所述头部佩戴装置具备将从所述盐分浓度传感器、所述第一湿度传感器以及所述第二湿度传感器得到的信息通过无线通信发送的通信装置，所述管理装置从所述通信装置接收信息，存储所述佩戴者的出汗量和盐分损失量。
作为中暑预防***的优选方案，具备在所述出汗量和盐分损失量的至少一方的推移满足规定条件的情况下向管理者发出警报的警报装置。
作为中暑预防***的优选方案，所述头部佩戴装置具备在所述出汗量和盐分损失量的至少一方的推移满足规定条件的情况下向所述佩戴者发出警报的警报装置。
本公开的一方案的水分补充警告***，具备上述的头部佩戴装置和管理装置，所述头部佩戴装置具备将从所述盐分浓度传感器、所述第一湿度传感器以及所述第二湿度传感器得到的信息通过无线通信发送的通信装置，所述管理装置从所述通信装置接收信息，存储所述佩戴者的出汗量和盐分损失量。
作为水分补充警告***的优选方案，具备在所述出汗量和盐分损失量的至少一方的推移满足规定条件的情况下向管理者发出警报的警报装置。
作为水分补充警告***的优选方案，所述头部佩戴装置具备在所述出汗量和盐分损失量的至少一方的推移满足规定条件的情况下向所述佩戴者发出警报的警报装置。
发明效果
根据本公开能够提供一种能够以更高的精度对推定中暑的可能性所需的、作为作业人员的佩戴者的身体状态进行测量的头部佩戴装置。
附图说明
图1是实施方式的中暑预防***的示意图。
图2是实施方式的头部佩戴装置的俯视图。
图3是图2中的A－A剖视图。
图4是图2中的B－B剖视图。
图5是表示对控制装置计算出的出汗量和实测出的出汗量进行比较的实验结果的图表。
图6是表示头部佩戴装置的变形例的示意剖视图。
具体实施方式
以下，参照本公开的附图进行详细说明。需要说明的是，本申请不受用于实施本申请的方式(以下称为实施方式)的限制。此外，以下实施方式中的构成要素包括本领域技术人员能够容易想到的、实质相同的、即所谓的等同范围的要素。此外，在下述实施方式公开的构成要素能够适当地组合。
(实施方式)
图1是实施方式的中暑预防***的示意图。图2是实施方式的头部佩戴装置的俯视图。图3是图2中的A－A剖视图。图4是图2中的B－B剖视图。
本实施方式的中暑预防***1是用于抑制作业人员中暑的发病的***。中暑预防***1例如适用于在建设现场等的作业人员。中暑预防***1也是警告作业人员应该补充水分、指示作业人员补充水分、或者催促或指示作业人员休息的水分补充警告***1。如图1所示，中暑预防***1包括头部佩戴装置10和管理部9。
头部佩戴装置10是佩戴在作业人员的头部的装置。在以下的说明中，将佩戴头部佩戴装置10的人记载为佩戴者。例如，本实施方式的头部佩戴装置10是头盔。如图1至图4所示，头部佩戴装置10具备：内壳3、外壳2、间隔件40、风扇6、电池16、第一流路41、第二流路421、第二流路422、第二流路423、第二流路424、第一湿度传感器52、第二湿度传感器54、风量传感器56、环境传感器58、盐分浓度传感器72、体温传感器74、心率传感器76、控制装置11、警报装置12、通信装置13以及天线14。需要说明的是，在以下的说明中，在不需要分别区别第二流路421、第二流路422、第二流路423以及第二流路424的情况下，记载为第二流路42。
如图3所示，内壳3是面向佩戴者的头部的构件。内壳3例如由合成树脂或者布等形成。内壳3具有多个间隙，覆盖佩戴者的头部的一部分。在佩戴者的头部产生的汗，成为水蒸气，不被内壳3遮挡而穿过内壳3。需要说明的是，内壳3也可以覆盖整个头部，但是在这种情况下，内壳3由具有透湿性的材料形成。
如图3所示，外壳2是覆盖内壳3的构件，呈半球状。外壳2具备主体20、帽檐21以及缓冲材料25。主体20例如由合成树脂形成。帽檐21与主体20形成为一体，从主体20的下端部201向远离佩戴者的方向突出。缓冲材料25装配于主体20的内表面202。缓冲材料25的内表面面向内壳3。缓冲材料25例如由发泡苯乙烯形成。缓冲材料25优选由具有独立气泡的材料形成。由此，抑制水蒸气穿过缓冲材料25。在以下的说明中，相对于由外壳2所包围的大致呈半球状的区域，将外侧的区域设为外部E。
如图2至图4所示，缓冲材料25具备凹部250、凹部251、凹部252、凹部253以及凹部254。凹部250是设于缓冲材料25的内表面上的孔。凹部251、凹部252、凹部253以及凹部254是设于缓冲材料25的外表面上的槽，从凹部250沿着主体20延伸到主体20的端部侧。
如图3所示，间隔件40配置于内壳3和外壳2之间。更具体而言，间隔件40夹在内壳3和缓冲材料25之间。因此，内壳3与缓冲材料25之间存在间隙。
如图3所示，风扇6设于外壳2。风扇6配置于缓冲材料25的凹部250。例如在本实施方式中，例如，风扇6将位于比缓冲材料25更靠近内壳3侧的空气导向主体20侧。即，风扇6使空气从下向上移动。风扇6的风量由风量传感器56测量。风扇6可以手动或者利用后述的控制装置11所包括的控制电路来调节，以使风量成为规定值。风扇6调节为以使从第二流路42排出的排出空气的温度成为排出空气的露点温度以上的风量来送风。即，风扇6调节为以使排出空气周围的部位不会产生结露的风量来送风。风扇6的最低风量优选为使排出空气达到露点温度以上的风量。这是因为一般来说湿度传感器无法测量相对湿度高于100％的空气的湿度(露点温度以下的空气的湿度)。为了使排出空气的相对湿度在100％以下，只要以使后述第二湿度传感器54测量的温度在露点温度以上的方式使控制装置11增加风扇6的风量即可。在一般的作业环境即排出空气的相对湿度不会达到100％的环境下(在排出空气周围的部位不会产生结露的环境下)使用的情况下，即使根据佩戴者对暑热的耐性和出汗量，简单地手动将风扇6的风量设定为喜欢的风量，排出空气也在露点以上。因此，后述的第二湿度传感器54能够测量准确的绝对湿度。为了交换第二湿度传感器54的表面的空气，风扇6的最低风量优选为0.01L/min以上。风扇6的风量更优选为0.01L/min以上500L/min以下。
电池16向风扇6、第一湿度传感器52、第二湿度传感器54、体温传感器74、心率传感器76、环境传感器58、控制装置11、警报装置12、通信装置13以及天线14供电。控制装置11、警报装置12、通信装置13以及天线14可以形成在一体化的基板上。
如图3所示，第一流路41是佩戴者的头部和缓冲材料25之间的间隙。第一流路41的下端部连接到外部E。第一流路41的上端部连接到缓冲材料25的凹部250。因此，风扇6位于第一流路41的上端部。即，风扇6位于第一流路41的下游侧端部。
如图2至图4所示，第二流路42是设于外壳2的流路。第二流路421是主体20与缓冲材料25的凹部251之间的间隙。第二流路422是主体20与凹部252之间的间隙。第二流路423是主体20与凹部253之间的间隙。第二流路424是主体20与凹部254之间的间隙。第二流路42的下端部连接到外部E。第二流路42的上端部连接到缓冲材料25的凹部250。因此，第一流路径41经由凹部250连接到第二流路径42。
风扇6从第一流路41向第二流路42输送空气。空气从外部E进入第一流路41，从第二流路42向外部E排出。当佩戴者出汗时，水蒸气被供给至第一流路41。将包含由汗水生成的水蒸气的第一流路41的空气经过第二流路42排出到外部E。
第一湿度传感器52是用于测量进入第一流路41的吸入空气的绝对湿度(以下称为第一绝对湿度)的传感器。绝对湿度是每单位体积的空气包含的水蒸气的量。如图3所示，第一湿度传感器52位于外部E。例如，第一湿度传感器52装配于帽檐21的内表面211(下侧的表面)。第一湿度传感器52测量外部E的空气的温度和相对湿度。
第二湿度传感器54是用于测量从第二流路42排出的排出空气的绝对湿度(以下称为第二绝对湿度)的传感器。如图3所示，第二湿度传感器54位于第二流路42。即，第二湿度传感器54位于风扇6的下游。例如，第二湿度传感器54装配于面向第二流路径421的主体20的内表面202。第二湿度传感器54测量第二流路421内的空气的温度和相对湿度。
风量传感器56是用于测量风扇6的风量的传感器。如图3所示，风量传感器56装配于风扇6的空气出口。风量传感器56也可以装配于风扇6的空气入口。测量风扇6的风量的风量测量装置不限于风量传感器56。风量测量装置也可以包括用于测量风扇6的差压的压力传感器。风扇6的风量通过后述的控制装置11基于从压力传感器得到的信息进行运算。风量测量装置也可以包括检测驱动风扇6的电源电压的检测机构。风扇6的风量通过后述的控制装置11基于从检测机构得到的信息进行运算。
环境传感器58是测量佩戴者周围的湿球温度、干球温度以及黑球温度的传感器。如图1所示，环境传感器58装配于外壳2的外表面。
盐分浓度传感器72是用于测量佩戴者的汗的盐分浓度的传感器。如图3所示，盐分浓度传感器72安装于内壳3的内表面。盐分浓度传感器72与佩戴者接触。盐分浓度传感器72优选与佩戴者的皮肤接触。盐分浓度传感器72更优选装配为与佩戴者的额头接触。
体温传感器74是测量佩戴者体温的传感器。如图3所示，体温传感器74装配于内壳3的内表面。体温传感器74与佩戴者接触。此外，体温传感器74更优选能够测量佩戴者的深部体温。作为深部体温的指标可列举口腔温度、直肠温度、鼓膜温度。在体温传感器74测量深部体温的情况下，适当调节体温传感器74的安装位置。
心率传感器76是测量佩戴者心率的传感器。如图3所示，心率传感器76装配于内壳3的内表面。心率传感器76与佩戴者接触。心率传感器76优选与佩戴者的颞区接触。
控制装置11是计算机，例如包括CPU(Central Processing Unit：中央处理器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机存储器)、输入接口以及输出接口。控制器11与第一湿度传感器52、第二湿度传感器54、风量传感器56、盐分浓度传感器72、体温传感器74、心率传感器76以及环境传感器58电连接，接收测量值。控制器11基于从各传感器得到的信息来运算医学参数。例如，控制装置11运算出汗量作为医学参数。控制装置11优选运算出汗量变动、深部体温变动以及心跳间隔等。而且，控制装置11优选根据从所述各传感器得到的信息和计算出的医学参数，将作业环境和佩戴者个人的中暑的危险度指数化，基于指数控制警报装置12或通信装置13。此外，控制装置11还可以与风扇6电连接，控制风扇6的风量。如图1所示，控制器11装配于帽檐21的内表面211。
控制装置11存储有佩戴者的体重、年龄、作业场所以及作业工序等的关于佩戴者的信息。例如，控制设备11能够经由通信设备13来获得存储在后述的管理设备91的关于佩戴者的信息。或者，还可以在作业前对控制装置11直接输入关于佩戴者的信息。
控制设备11基于从第一湿度传感器52接收到的吸入空气的温度和相对湿度来运算第一绝对湿度。根据相对湿度来推定绝对湿度有各种近似算式，在此，设为通过比较常用的Tetens公式来推定，在将第一绝对湿度设为X[g/m3]，将吸入空气的温度设为tA[K]，将吸入空气的相对湿度设为RHA[％]，将吸入空气的饱和水蒸气压力设为eA[hPa]的情况下，控制装置11根据以下算式(1)和算式(2)得到X。
[数式1]
[数式2]
控制装置11基于第一绝对湿度(X)和从风量传感器56接收到的风扇6的风量，运算每单位时间进入第一流路41的水分的质量。在将每单位时间进入第一流路41的水分的质量设为A[g/min]，将风扇6的风量设为V[m3/min]的情况下，控制装置11根据下述算式(3)获得A。
[数式3]
A＝XV...(3)
控制装置11基于从第二湿度传感器54接收到的排出空气的温度和相对湿度来运算第二绝对湿度。在将第二绝对湿度设为Y[g/m3]，将排出空气的温度设为tB[K]，将排出空气的相对湿度设为RHB[％]，将排出空气的饱和水蒸气压力设为eB[hPa]的情况下，控制装置11根据下述算式(4)和算式(5)获得Y。
[数式4]
[数式5]
控制装置11基于第二绝对湿度(Y)和风扇6的风量，运算每单位时间从第二流路421、第二流路422、第二流路423以及第二流路424排出的水分的质量之和。在将该水分的质量之和设为B[g/min]的情况下，控制装置11根据下述算式(6)获得B。
[数式6]
B＝YV...(6)
在每单位时间从佩戴者的头部蒸发的水分的质量设为C[g/min]的情况下，控制装置11从下述算式(7)获得C。在以下的说明中，将每单位时间从佩戴者的头部蒸发的水分的质量(C)记载为出汗量。
[数式7]
C＝B-A...(7)
图5是表示对控制装置计算出的出汗量和实测出的出汗量进行比较的实验结果的图表。控制装置11对通过上述方法计算出的出汗量和实测出的出汗量进行比较的实验是使用模拟人的头部的装置(人体模型头(Mannequin head))进行的。图5的纵轴是出汗量的累计值[g]。图5的实线表示控制装置11计算出的出汗量的累计值(计算值)的推移。图5的虚线表示实测出的出汗量的累计值(实测值)的推移。实测出的出汗量是使用电子天平测量出的出汗量。如图5所示，计算值和实测值的背离小。控制装置11能够以高精度计算出出汗量。为了使控制装置11以高精度计算出出汗量，理想的是提高风扇6的风量精度，并且降低各传感器的噪声。图5显示了基于时间累计的出汗相当量，但是也可以显示每单位时间的出汗相当量。这样一来，能够根据某个时间后的出汗量异常增加等异常值判定中暑的可能性高等征兆。
控制装置11按规定间隔运算并存储出汗量。控制装置11基于出汗量的推移来判定佩戴者是否有可能中暑。在出汗量的推移满足规定条件的情况下，控制装置11判定为佩戴者有可能中暑。例如，控制装置11存储与出汗量有关而预先决定的阈值，在出汗量超过阈值的情况下，判定为佩戴者有可能中暑。或者，控制装置11存储与出汗量有关而预先决定的阈值和阈次数，在出汗量超过阈值的次数超过阈次数的情况下，判定为佩戴者有可能中暑。
或者，控制装置11累计出汗量，在累计出的出汗量超过阈值的情况下，判定为佩戴者有可能中暑。此情况的阈值例如是相当于佩戴者体重的1.5％的质量(参照非专利文献1)。佩戴者的体重减少量能够根据佩戴者的全身出汗量来测量。为了预防患中暑，优选将小于所述阈值的值设为阈值。控制装置11能够计算头部的出汗量，但通过预先存储头部的出汗量和全身的出汗量之间的关系，能够根据头部出汗量来推定全身出汗量(体重的减少量)。或者，控制装置11存储与在规定时间内累计的出汗量有关的阈值，在规定时间内累计的出汗量超过阈值的情况下，判定为佩戴者有可能中暑。或者，控制装置11存储与在规定时间内累计的出汗量有关的第一阈值和与佩戴者周围的湿球温度(或干球温度)有关的第二阈值，基于第一阈值和第二阈值来判定佩戴者中暑的可能性。例如，在湿球温度超过第二阈值并且在规定时间内累计的出汗量低于第一阈值的情况下，控制装置11判定为佩戴者有可能中暑。
在出汗量的推移满足规定条件的情况下，控制装置11判定为佩戴者应该补充水分。例如，控制装置11存储与全身出汗量有关而预先决定的阈值，在全身出汗量超过阈值的情况下，判定为佩戴者应该补充水分。控制装置11基于出汗量的信息，计算出佩戴者应该补充的水分的量。例如，控制装置11计算出的佩戴者应该补充的水分的量是相当于全身出汗量的水分的量。需要说明的是，控制装置11计算出的佩戴者应该补充的水分的量也可以是与相当于全身出汗量的水分的量不同的量。
控制装置11基于从出汗量和盐分浓度传感器72接收到的汗的盐分浓度，运算每单位时间从佩戴者的头部蒸发出的汗中包含的盐分的盐分损失量。控制装置11按规定间隔运算并存储盐分损失量。控制装置11基于盐分损失量的推移来判定佩戴者是否有可能中暑。在盐分损失量的推移满足规定条件的情况下，控制装置11判定为佩戴者有可能中暑。例如，控制装置11存储与盐分损失量有关而预先决定的阈值，在盐分损失量超过阈值的情况下，判定为佩戴者有可能中暑。或者，控制装置11存储与盐分损失量有关而预先决定的阈值和阈次数，在盐分损失量超过阈值的次数超过阈次数的情况下，判定为佩戴者有可能中暑。控制装置11还可以存储汗的平均盐分浓度。控制装置11还可以基于汗的平均盐分浓度来运算佩戴者的盐分损失量。汗的平均盐分浓度是预先存储在控制装置11的规定值。汗的平均盐分浓度，例如，可以按每个佩戴者预先按规定次数测量汗的盐分浓度，根据其平均值来求得，也可以不设置盐分浓度传感器72而使用一般的已知的汗的盐分浓度的值。一般的已知的汗的平均盐分浓度为0.3％以上0.4％以下。
控制装置11基于体温的推移来判定佩戴者是否有可能中暑。例如，在佩戴者休息期间从体温传感器74接收到的体温没有恢复到作业开始前的体温的情况下，控制装置11判定为佩戴者可能会中暑(参照非专利文献1)。
控制装置11基于心率的推移来判定佩戴者是否有可能中暑。例如，在1分钟的心跳数超过从180减去佩戴者年龄的值的状态持续了数分钟的情况下，控制装置11判定为佩戴者有可能中暑。或者，在从佩戴者的作业强度的峰值起1分钟后的1分钟的心跳数超过120的情况下，控制装置11判定为佩戴者有可能中暑(参照非专利文献1)。
控制器11基于环境传感器58测量到的信息运算暑热指数(WBGT：Wet Bulb GlobeTemperature)。控制装置11存储有佩戴者的作业工序，因此掌握佩戴者是在室外还是在室内。在佩戴者在室外的情况下，控制装置11基于湿球温度、干球温度以及黑球温度来运算暑热指数。在佩戴者在室内的情况下，控制装置11基于湿球温度和黑球温度来运算暑热指数。控制装置11也能够在判定佩戴者是否有可能中暑中使用暑热指数。
此外，控制装置11还可以将从盐分浓度传感器72、体温传感器74、心率传感器76以及环境传感器58得到的信息与出汗量组合，来判定佩戴者是否有中暑的可能性。
警报装置12是用于使佩戴者认识到自身有可能中暑的装置。如图1所示，警报装置12装配于帽檐21的内表面211。在控制装置11判定为佩戴者有可能中暑的情况下，警报装置12发出警报。警报的种类不特别限定。作为警报的例子可列举声音、光或振动。此外，警报装置12是用于使自身认识到需要水分补充和盐分补充的至少一方的装置。对于警报装置12，在控制装置11判定为佩戴者应该补充水分和盐分中的至少一方的情况下，警报装置12发出警报。警报的种类不特别限定。作为警报的例子可列举声音、光或振动。例如，在控制装置11判定为佩戴者应该补充水分和盐分中的至少一方的情况下，警报装置12显示控制装置11计算出的佩戴者应该补充的水分和盐分中的至少一方的量。例如，在控制装置11判定为佩戴者应该补充水分和盐分中的至少一方的情况下，警报装置12利用声音等指示佩戴者以使其摄取控制装置11计算出的佩戴者应该补充的量的水分和盐分中的至少一方。此外，在警报装置12中，可以并用水分补充和盐分补充的至少一方的指示和例如基于连续作业时间的催促休息的指示。
通信装置13和天线14是用于将控制装置11得到的信息发送给管理部9的装置。如图1所示，通信装置13装配于帽檐21的内表面211。如图1所示，天线14装配于帽檐21的外表面。
管理部9是监视佩戴者的管理者所在的地方。如图1所示，管理部9具备管理装置91和警报装置92。管理装置91从多个头部佩戴装置10接收信息。管理装置91存储有多个佩戴者的作业场所、作业工序以及年龄等信息。
管理装置91存储从控制装置11得到的出汗量、盐分损失量以及从各传感器得到的信息。管理装置91基于出汗量、盐分损失量、体温、心率以及暑热指数的推移，判定佩戴者是否有可能中暑。管理装置91基于出汗量、盐分损失量、体温、心率以及暑热指数的推移，判定佩戴者是否应该补充水分和盐分中的至少一个。具体的判定方法可以与控制装置11的判定方法相同，也可以不同。
警报装置92是用于使管理者认识到佩戴者有可能中暑的装置。在管理装置91判定为佩戴者有可能中暑的情况下，警报装置92向管理者发出警报。警报装置92是用于使管理者认识到佩戴者应该补充水分和盐分中的至少一方的装置。在管理装置91判定为佩戴者应该补充水分和盐分中的至少一方的情况下，警报装置92向管理者发出警报。与警报装置12同样地，警报的种类不特别限定。此外，在警报装置92中，可以并用水分补充和盐分补充的至少一方的指示和例如基于连续作业时间的催促休息的指示。
内壳3和外壳2的材质仅为一例，不特别限定。此外，头部佩戴装置10也可以不必须具备内壳3。例如，通过间隔件40与头部接触，可以在外壳2与头部之间形成间隙。
在头部佩戴装置10中，外部E的空气也可以不必须从第一流路41进入。外部E的空气也可以从第二流路42进入，从第一流路41排出。在这种情况下，第二湿度传感器54优选配置于第一流路41的出口附近。
空气也可以从开口于外壳2的外表面的孔流出或流入。在空气从开口于外壳2的外表面的孔流出的情况下，第二湿度传感器54只要配置于该孔处即可。在空气从开口于外壳2的外表面的孔流入的情况下，第二湿度传感器54只要配置于例如第一流路41的下端部即可。第一湿度传感器52可以配置于帽檐21的内表面211，在空气从开口于外壳2的外表面的孔流入的情况下，也可以配置于该孔处。像这样在空气从开口于外壳2的外表面的孔流出或流入的情况下，该孔是第二流路。
头部佩戴装置10所具备的第二湿度传感器54的数量不必须是一个。例如，第二湿度传感器54可以分别配置在第二流路421、第二流路422、第二流路423以及第二流路424。在这种情况下，优选控制装置11基于多个第二湿度传感器54的测量结果的平均值来运算出汗量。
头部佩戴装置10可以不必须具有多个第二流路42，只要具有至少一个第二流路42即可。即，头部佩戴装置10只要具有第二流路421、第二流路422、第二流路423以及第二流路424的至少一个即可。
在风扇6的风量由控制装置11自动调节的情况下，控制装置11可以在排出空气的温度小于露点温度的情况下增大风扇6的风量。此外，控制装置11可以随着出汗量的增加而增大风扇6的风量。此外，风扇6也可以从第二流路42向第一流路41送风。
头部佩戴装置10也可以不具备风量传感器56、体温传感器74、心率传感器76以及环境传感器58。头部佩戴装置10可以具备测量风扇6的差压的压力传感器或者检测驱动风扇6的电源电压的检测机构，来取代风量传感器56。头部佩戴装置10只要能够测量风扇6的风量，无论以何种方式测量风量都可以。在本实施方式中，头部佩戴装置10将由风量测量装置测量的测量值的风量设为V[m3/min]，但也可以将由控制装置11设定的设定值的风量设为V[m3/min]。即，头部佩戴装置10也可以不测量风扇6的风量。头部佩戴装置10只要至少具有盐分浓度传感器72、第一湿度传感器52以及第二湿度传感器54作为传感器即可。此外，第一湿度传感器52和第二湿度传感器54也可以不必是测量温度和相对湿度的传感器，只要能够测量绝对湿度即可。例如，第一湿度传感器52和第二湿度传感器54可以是利用光(近红外线)的水分计(红外线水分计)。水分具有吸收特定波长的近红外光的性质。红外线水分计基于吸光度的大小测量绝对湿度。第一湿度传感器52可以不必须配置于内表面211，例如也可以配置于缓冲材料25的内表面。此外，在风扇6从第二流路径42向第一流路径41送风的情况下，第一湿度传感器52也可以配置于内表面202。在这种情况下，第二湿度传感器54例如配置于缓冲材料25的内表面。
头部佩戴装置10也可以具备上述传感器以外的传感器。例如，头部佩戴装置10也可以具备测量佩戴者的脑血流的脑血流传感器。作为脑血流传感器，已知使用近红外线从头皮上非侵入地测量脑功能的装置。这种的装置被称为近红外线分光法(NIRS：NearInfrred Spectroscopy)脑测量装置。此外，头部佩戴装置10也可以具备加速度传感器。由此，头部佩戴装置10能够检测佩戴者的眩晕等。
头部佩戴装置10也可以不具备通信装置13和天线14。即使在这样的情况下，由于头部佩戴装置10具有警报装置12，所以佩戴者能够认识到自身有可能中暑。
头部佩戴装置10也可以不具备控制装置11。在这种情况下，由第一湿度传感器52、第二湿度传感器54、风量传感器56、盐分浓度传感器72、体温传感器74、心率传感器76以及环境传感器58测量到的信息经由通信装置13发送到管理装置91。然后，管理装置91基于上述的算式(1)至算式(7)来运算出汗量，判定佩戴者是否有可能中暑。需要说明的是，即使在头部佩戴装置10具备控制装置11的情况下，也可以由管理装置91运算出汗量。
控制装置11和管理装置91也可以积累过去各传感器测量的信息，基于该信息来改变是否有可能中暑的判定基准。此外，控制装置11和管理装置91还可以具有人工智能(AI：Artificial Intelligence)。通过让人工智能学习积累的信息，能够提高是否有可能中暑的判断精度。
头部佩戴装置10也可以不具备警报装置12。管理部9也可以不具备警报装置92。但是，中暑预防***1优选具有警报装置12和警报装置92中的至少一个。
如上所述，头部佩戴装置10具备外壳2、第一流路41、第二流路42、风扇6、盐分浓度传感器72、第一湿度传感器52以及第二湿度传感器54。第一流路41是佩戴者的头部和外壳2之间的间隙。第二流路42设于外壳2并且连接到第一流路41。风扇6从第一流路41和第二流路42的一方向另一方送风。盐分浓度传感器72是用于测量佩戴者的汗的盐分浓度的装置。第一湿度传感器52是用于测量进入第一流路41和第二流路42的一方的吸入空气的绝对湿度的装置。第二湿度传感器54是用于测量从第一流路41和第二流路42的另一方排出的排出空气的绝对湿度的装置。
由此，头部佩戴装置10能够基于从盐分浓度传感器72、第一湿度传感器52以及第二湿度传感器54得到的信息，得到佩戴者头部的出汗量和盐分损失量。其结果是，头部佩戴装置10能够以更高的精度对推定中暑的可能性所需的、作为作业人员的佩戴者的身体状态进行测量。
此外，在头部佩戴装置10中，风扇6以使排出空气的温度成为排出空气的露点温度以上的风量来送风。
由此，排出空气的相对湿度小于100％。抑制由排出空气所含有的水分引起的结露。因此，由第二湿度传感器54所得到的绝对湿度的精度提高。其结果是，头部佩戴装置10能够提高出汗量的测量精度。
此外，在头部佩戴装置10中，第一湿度传感器52位于外壳2的外部E。
由此，第一湿度传感器52不易受到由佩戴者的汗引起的水蒸气的影响。因此，由第一湿度传感器52所得到的绝对湿度的精度提高。
此外，在头部佩戴装置10中，第一湿度传感器52测量吸入空气的温度和相对湿度，并且位于外壳2的内表面(例如内表面211)。
由此，由于外壳2遮住日照，第一湿度传感器52不易被日照照射到。由于第一湿度传感器52测量的吸入空气的温度变得不易产生误差，因此由第一湿度传感器52所得到的绝对湿度的精度提高。
此外，在头部佩戴装置10中，风扇6从第一流路41向第二流路42输送空气，并且位于第一流路41的下游侧端部。第二湿度传感器54位于风扇6的下游。
由此，由于含有由汗水生成的水蒸气的空气被风扇6搅拌，所以在风扇6的下游绝对湿度的分布容易变得均匀。此外，在存在多个第二流路42的情况下，对第二流路42之间的绝对湿度的差进行抑制。因此，由第二湿度传感器54所得到的绝对湿度的精度提高。
此外，头部佩戴装置10具备测量佩戴者体温的体温传感器74。由此，头部佩戴装置10能够以更高的精度测量佩戴者的身体状态。
此外，在头部佩戴装置10中，体温传感器74测量深部体温。由此，头部佩戴装置10能够以更高的精度测量佩戴者的身体状态。
此外，头部佩戴装置10具备测量佩戴者的心率的心率传感器76。由此，头部佩戴装置10能够以更高的精度测量佩戴者的身体状态。
此外，头部佩戴装置10具备测量佩戴者周围的湿球温度和黑球温度的环境传感器58。由此，头部佩戴装置10能够以更高的精度测量佩戴者的身体状态。
此外，头部佩戴装置10具备用于测量风扇6的风量的风量测量装置。由此，能够进行基于实时测量的风量的校正。由于能够基于更准确的风量值来运算佩戴者头部的出汗量，所以能够更适当地获得佩戴者头部的出汗量。其结果是，头部佩戴装置10能够以更高的精度对推定中暑的可能性所需的、作为作业人员的佩戴者的身体状态进行测量。
此外，在头部佩戴装置10中，风量测量装置是设于风扇6的空气的入口或出口处的风量传感器56。由此，能够容易地测量风扇6的风量。
此外，头部佩戴装置10可以代替风量传感器56，而具备测量风扇6的差压的压力传感器和基于从压力传感器得到的信息来运算风扇6的风量的控制装置11。由此，能够容易地测量风扇6的风量。
此外，头部佩戴装置10可以代替风量传感器56，而具备检测驱动风扇6的电源电压的检测机构和基于从检测机构得到的信息来运算风扇6的风量的控制装置11。由此，能够容易地测量风扇6的风量。
头部佩戴装置10具备控制装置11和警报装置12。控制装置11基于从盐分浓度传感器72、第一湿度传感器52以及第二湿度传感器54得到的信息，运算佩戴者的出汗量和盐分损失量。在所述出汗量的推移满足规定条件的情况下，警报装置12发出警报。
由于大量的出汗是中暑的初期症状(参照非专利文献2)，因此头部佩戴装置10能够检测佩戴者是否出现中暑的初期症状。即，头部佩戴装置10能够在早期检测出中暑。头部佩戴装置10能够提高中暑的可能性的推定精度。通过警报装置12，佩戴者能够在早期认识到自身有可能中暑。因此，头部佩戴装置10能够抑制中暑的重症化。
此外，中暑预防***1具备头部佩戴装置10和管理装置91。头部佩戴装置10具备将从盐分浓度传感器72、第一湿度传感器52以及第二湿度传感器54得到的信息通过无线通信发送的通信装置13。管理装置91从通信装置13接收信息，存储佩戴者的出汗量和盐分损失量。
由此，管理装置91能够检测位于远处的场所的佩戴者是否出现中暑的初始症状。即，中暑预防***1能够在早期检测出中暑。中暑预防***1能够提高中暑的可能性的推定精度。管理者可以通过管理装置91认识到佩戴者有可能中暑。因此，中暑预防***1能够抑制中暑的重症化。
此外，中暑预防***1具备在出汗量和盐分损失量的至少一方的推移满足规定条件的情况下向管理者发出警报的警报装置92。
由此，管理者能够在早期认识到佩戴者有可能中暑。因此，抑制中暑的重症化。
此外，在中暑预防***1中，头部佩戴装置10具备在出汗量和盐分损失量的至少一方的推移满足规定条件的情况下向佩戴者发出警报的警报装置12。
由此，佩戴者能够在早期认识到自身有可能中暑。因此，抑制中暑的重症化。
水分补充警告***1具备头部佩戴装置10和管理装置91。头部佩戴装置10具备将从盐分浓度传感器72、第一湿度传感器52以及第二湿度传感器54得到的信息通过无线通信发送的通信装置13。管理装置91从通信装置13接收信息，存储、显示佩戴者的出汗量。
由此，管理装置91能够检测位于远处的场所的佩戴者是否需要水分补充和盐分补充中的至少一方。管理者能够通过管理装置91认识到需要给佩戴者水分补充和盐分补充中的至少一方，能够指示佩戴者水分补充和盐分补充中的至少一方或者休息。因此，水分补充警告***1能够预防因佩戴者的出汗引起的体内水分减少和体内盐分减少中的至少一方引起的中暑发生。水分补充警告***1有助于佩戴头部佩戴装置10的佩戴者的安全的劳动管理。
此外，水分补给警告***1还具备警报装置92，该警报装置92在出汗量和盐分损失量的至少一方的推移满足预定条件的情况下，向管理者发出警报。
由此，管理者能够在早期认识到需要给佩戴者水分补充和盐分补充中的至少一方。因此，能够预防因佩戴者出汗引起的体内水分减少以及体内盐分减少的至少一方引起的中暑发生。
此外，在水分补充警告***1中，头部佩戴装置10具备警报装置92，该警报装置92在出汗量和盐分损失量的至少一方的推移满足规定条件的情况下向佩戴者发出警报。
由此，佩戴者能够在早期认识到因自身的出汗引起的体内水分减少和体内盐分减少的至少一方而成为自身需要水分补充和盐分补充中的至少一方的状态。由此，佩戴者能够自发地摄取适当量的水分和盐分中的至少一方，或进行休息。因此，能够预防因佩戴者的出汗引起的体内水分减少和体内盐分减少的至少一方引起的中暑发生。在水分补充警告***1中，可以并用由使用警报装置92的管理者发出的水分摄取和盐分摄取中的至少一方的指示，以及向使用警报装置12的佩戴者的自发的水分摄取和盐分摄取中的至少一方的指示。
(变形例)
图6是表示头部佩戴装置的变形例的示意剖视图。在变形例的头部佩戴装置10A中，对于与所述头部佩戴装置10相同的结构附加相同的附图标记，省略说明，对不同的结构进行说明。变形例的头部佩戴装置10A与头部佩戴装置10相比，不同点在于具备传感器单元8。此外，变形例的头部佩戴装置10A与头部佩戴装置10相比，不同点在于，风扇6、第一湿度传感器52、第二湿度传感器54、风量传感器56、环境传感器58、盐分浓度传感器72、体温传感器74、心率传感器76、控制装置11、警报装置12、通信装置13、天线14以及电池16设于传感器单元8。传感器单元8具备壳体82、管构件84和子单元7。
壳体82装配于外壳2的外表面。壳体82具有吸入空气的吸气口821和送出空气的送风口822。在壳体82的外侧，在吸气口821的附近装配有第一湿度传感器52、环境传感器58以及天线14。在壳体82的内部装配有风扇6、风量传感器56、控制装置11、警报装置12、通信装置13以及电池16。在变形例中，风量传感器56装配于风扇6的空气的出口。风量传感器56可以装配于风扇6的空气的入口。
管构件84的一端841配置于头部佩戴装置10A的外部E。管构件84的另一端842配置于头部佩戴装置10A的内部。管构件84的一端841连接到外壳82的送风口822。管构件84的另一端842配置于第一流路径41的下端部。在管构件84的外侧，在第二流路42的下端的附近装配有第二湿度传感器54。需要说明的是，管构件84的另一端842也可以配置于第二流路42的下端部。
子单元7是例如板状的构件。在子单元7的一面装配有盐分浓度传感器72、体温传感器74以及心率传感器76。子单元7以装配有盐分浓度传感器72、体温传感器74以及心率传感器76的面成为内侧的方式装配于内壳3的内表面。子单元7连结到壳体82。在变形例中，子单元7通过电缆78连结到壳体82。
优选壳体82相对于外壳2能拆装。优选子单元7相对于内壳3能拆装。优选传感器单元8相对于外壳2和内壳3能拆装。
如上所述，头部佩戴装置10A具备传感器单元8。传感器单元8具有壳体82、管构件84、风扇6、盐分浓度传感器72、第一湿度传感器52以及第二湿度传感器54。管构件84将第一流路41和第二流路42的上游侧的端部与风扇6相连接。管构件84、风扇6、盐分浓度传感器72、第一湿度传感器52以及第二湿度传感器54由壳体82支承。
由此，例如，能够通过在外壳2装配传感器单元8，基于从第一湿度传感器52和第二湿度传感器54得到的信息来得到佩戴者的头部的出汗量。头部佩戴装置10A能够更容易地对推定中暑的可能性所需的、作为作业人员的佩戴者的身体状态进行测量。
此外，在头部佩戴装置10A中，传感器单元8相对于外壳2可拆卸。因此，例如，能够用水等清洗外壳2。
附图标记说明：
1：中暑预防***、水分补充警告***
10、10A：头部佩戴装置
11：控制装置
12：警报装置
13：通信装置
14：天线
16：电池
2：外壳
20：主体
201：下端部
202：内表面
21：帽檐
211：内表面
25：缓冲材料
250、251、252、253、254：凹部
3：内壳
40：间隔件
41：第一流路
42、421、422、423、424：第二流路
52：第一湿度传感器
54：第二湿度传感器
56：风量传感器
58：环境传感器
6：风扇
7：子单元
72：盐分浓度传感器
74：体温传感器
76：心率传感器
78：电缆
8：传感器单元
82：壳体
821：吸气口
822：送风口
84：管构件
841：一端
842：另一端
9：管理部
91：管理装置
92：警报装置
E：外部。

Claims (17)

1.一种头部佩戴装置，具备：
内壳，面向佩戴者的头部；
外壳，覆盖所述内壳，所述外壳包括主体和缓冲材料；
第一流路，所述第一流路是所述内壳和所述缓冲材料之间的间隙；
第二流路，所述第二流路是所述主体和所述缓冲材料的间隙且在其上游端部处经由连接部连接到所述第一流路的下游端部；
风扇，从所述第一流路向所述第二流路送风；
盐分浓度传感器，装配于所述内壳的内表面，用于测量所述佩戴者的汗的盐分浓度；
第一湿度传感器，用于测量进入所述第一流路的吸入空气的绝对湿度；
第二湿度传感器，用于测量从所述第二流路排出的排出空气的绝对湿度；以及
控制装置，基于从所述盐分浓度传感器、所述第一湿度传感器以及所述第二湿度传感器得到的信息来运算所述佩戴者的出汗量和盐分损失量，
所述内壳具有多个间隙，覆盖所述佩戴者的头部的一部分，或者所述内壳由具有透湿性的材料形成，覆盖所述佩戴者整个头部，
所述缓冲材料由抑制水蒸气穿过的材料形成，
所述风扇配置为将所述第一流路中的包含由所述佩戴者的汗水生成的水蒸气的空气经由所述连接部向所述第二流路输送。
2.一种头部佩戴装置，具备：
外壳，具备主体和缓冲材料；
第一流路，所述第一流路是佩戴者的头部和所述缓冲材料之间的间隙；
第二流路，所述第二流路是所述主体和所述缓冲材料的间隙且在其上游端部处经由连接部连接到所述第一流路的下游端部；
风扇，从所述第一流路向所述第二流路送风；
盐分浓度传感器，用于测量所述佩戴者的汗的盐分浓度；
第一湿度传感器，用于测量进入所述第一流路的吸入空气的绝对湿度；
第二湿度传感器，用于测量从所述第二流路排出的排出空气的绝对湿度；以及
控制装置，基于从所述盐分浓度传感器、所述第一湿度传感器以及所述第二湿度传感器得到的信息来运算所述佩戴者的出汗量和盐分损失量，
所述缓冲材料由抑制水蒸气穿过的材料形成，
所述风扇配置为将所述第一流路中的包含由所述佩戴者的汗水生成的水蒸气的空气经由所述连接部向所述第二流路输送。
3.根据权利要求1或2所述的头部佩戴装置，其中，
所述风扇以使所述排出空气的温度成为所述排出空气的露点温度以上的风量来送风。
4.根据权利要求1或2所述的头部佩戴装置，其中，
所述第一湿度传感器位于外部，所述外部是相对于所述外壳所包围的区域在外侧的区域。
5.根据权利要求1或2所述的头部佩戴装置，其中，
所述风扇从所述第一流路朝向所述第二流路输送空气，并且位于所述第一流路的下游侧端部，
所述第二湿度传感器位于所述风扇的下游。
6.根据权利要求1或2所述的头部佩戴装置，其中，
具备：传感器单元，所述传感器单元具有：壳体、一端连接于所述壳体且另一端配置于所述外壳的内部的管构件、所述风扇、所述盐分浓度传感器、所述第一湿度传感器以及所述第二湿度传感器，
在所述壳体装配有所述第一湿度传感器和所述风扇，
在所述管构件装配有所述第二湿度传感器，
所述盐分浓度传感器连接到所述壳体。
7.根据权利要求6所述的头部佩戴装置，其中，
所述传感器单元相对于所述外壳是能拆装的。
8.根据权利要求1或2所述的头部佩戴装置，其中，
具备测量所述佩戴者体温的体温传感器。
9.根据权利要求8所述的头部佩戴装置，其中，
所述体温传感器测量深部体温。
10.根据权利要求1或2所述的头部佩戴装置，其中，
具备测量所述佩戴者心率的心率传感器。
11.根据权利要求1或2所述的头部佩戴装置，其中，
具备测量所述佩戴者的周边的湿球温度和黑球温度的环境传感器。
12.根据权利要求1或2所述的头部佩戴装置，其中，
具备用于测量所述风扇的风量的风量测量装置。
13.根据权利要求1或2所述的头部佩戴装置，其中，具备：
警报装置，在所述出汗量的推移满足规定条件的情况下发出警报。
14.一种中暑预防***，具备：
权利要求1至12中任一项所述的头部佩戴装置和管理装置，其中，
所述头部佩戴装置具备：通信装置，将从所述盐分浓度传感器、所述第一湿度传感器以及所述第二湿度传感器得到的信息通过无线通信发送，
所述管理装置从所述通信装置接收信息，存储所述佩戴者的出汗量和盐分损失量。
15.根据权利要求14所述的中暑预防***，其中，具备：
警报装置，在所述出汗量和盐分损失量的至少一方的推移满足规定条件的情况下向所述佩戴者或管理者发出警报。
16.一种水分补充警告***，具备：
权利要求1至12中任一项所述的头部佩戴装置和管理装置，其中，
所述头部佩戴装置具备：通信装置，将从所述盐分浓度传感器、所述第一湿度传感器以及所述第二湿度传感器得到的信息通过无线通信发送，
所述管理装置从所述通信装置接收信息，存储所述佩戴者的出汗量和盐分损失量。
17.根据权利要求16所述的水分补充警告***，其中，
具备：警报装置，在所述出汗量和盐分损失量的至少一方的推移满足规定条件的情况下向所述佩戴者或管理者发出警报。
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