Design of an experimental test fixture for investigations on earcanalthermal power capability and thermal comfort
Notice bibliographique
Résumé
The growing need for and the perpetual development of new hearables, as cochlear implants or as digital hearing protectors, have stimulated research interest in enhancing these devices’ ergonomics and power management. Given the constraints on the latter imposed by the energy efficiency of state-of-the-art electronics, energy harvesting has become a promising alternative to increase the battery autonomy of hearables. Various studies have highlighted the abundance of energy sources around the human head, as well as those generated by it. More specifically, the thermoregulation of the body produces heat, a portion of which is dissipated from the earcanal. This thermal energy could be converted in electricity by thermoelectric generators to complement the power requirements of in-ear wireless hearables. The contact surface of such a thermal energy harvester must be maximized with the earcanal wall, while the device remains comfortable for the user. Thermal comfort is then an essential aspect that has to be clearly established. This study therefore presents a mechatronic test fixture designed to replicate a thermoregulated earcanal. The results may help to estimate the amount of thermal energy that can be generated from the human earcanal. Furthermore, as thermal energy harvesting induces temperature reduction in the earcanal walls, the temperature evolution of the fixture will be evaluated for further investigation on earcanal thermal comfort. The experimental mechatronic test fixture is based on the G.R.A.S. 45CB Acoustic Test Fixture, featuring cylindrical earcanals. The head’s thermal inertia is ensured by a solid steel bloc, heated by two resistive heating strips. The heating strips are powered by a controller set to function with a temperature target. Cold water, controlled by the vapor-water-ice triple point equilibrium, is circulated at a controlled flow rate through a hollow earplug placed within the earcanal of the mechatronic test fixture. The thermoregulation power is then electrically and thermically extracted from the experimental setup through a data acquisition system monitoring the heating strips’ consumed power as well as the temperatures in the earcanal, at the cold-water inlet and outlet.A theoretical thermoelectrical model of the mechatronic test bench is established using lumped-model elements. The experimental results are compared to those of the model and the thermal power capabilities for energy harvesting in a human earcanal are discussed.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».