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基本信息
- 項目名稱：
- 自動調(diào)溫電熱毯
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 我們研究的是一種可以自動由高溫調(diào)節(jié)到低溫的電熱毯，當(dāng)溫度達(dá)到一定的高度是它可以自動切換到低溫開關(guān)，使人們有更好的睡眠。該電熱毯外形簡單大方，操作簡單方便，老人小孩都可以使用。用戶可以在睡前打開開關(guān)，在溫度控制開關(guān)（此開關(guān)是太倉電熱儀表）上設(shè)定自己想要的睡眠溫度，電熱毯立刻開始加熱當(dāng)達(dá)到一定溫度后就會自動切換電路到保溫。這種電熱毯造價低，而且還可以實現(xiàn)自動化，方便而且實用。
- 詳細(xì)介紹：
- 作品介紹 社會在不斷的進(jìn)步，隨著科技的進(jìn)步，人們的生活水平的不斷的提高，高科技產(chǎn)品也陸續(xù)的進(jìn)入家庭，當(dāng)然了，供熱的保溫產(chǎn)品就是其中之一。 空調(diào)、電暖器等都是人們常見的用起來方便的首選產(chǎn)品，但是這些東西的價格并不是每個家庭都可以支付的，更多的家庭則會選擇電熱毯 ，一般電熱毯有高溫、低溫兩檔。一般而言，人體局部溫暖度為32度左右、相對濕度50％、氣流速度25cm/s的睡眠微環(huán)境最為標(biāo)準(zhǔn)，也令人感到舒適，能有效延長深度睡眠時間。被窩溫度太高會導(dǎo)致身體流汗過多，造成身體水分流失并寄生螨蟲，過低則會引起機體的自我保護，都會干擾正常睡眠、降低睡眠質(zhì)量，使用時，撥在高溫檔，入睡后總被熱醒；撥在低溫檔，有時醒來會覺得溫度不夠，還需要人們特意起來調(diào)整。而且如果電熱毯一直工作的話，由于不能感知溫度而自動斷電，加熱時間太長，溫度過高所以很容易引起火災(zāi)。所以這就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們的要求了。 我們小組所研究的這種自動控溫電熱毯是一種可以自動由高溫調(diào)節(jié)到低溫的電熱毯，當(dāng)溫度達(dá)到一定的高度是它可以自動切換到低溫開關(guān)，使人們有更好的睡眠。該電熱毯外形簡單大方，操作簡單方便，老人小孩都可以使用。用戶可以在睡前打開開關(guān)，在溫度控制開關(guān)（此開關(guān)是太倉電熱儀表）上設(shè)定自己想要的睡眠溫度，電熱毯立刻開始加熱當(dāng)達(dá)到一定溫度后就會自動切換電路到保溫，所以用戶不用擔(dān)心溫度太高人會身體不適。這種電熱毯造價低，而且還可以實現(xiàn)自動化，方便而且實用。是用戶的很好的選擇。 外觀設(shè)計分析 圖一： 電熱毯的左邊是內(nèi)加有電阻絲的毯子，毯子可以根據(jù)用戶個人的需要來設(shè)計長度及寬度，也可以由用戶挑選自己最喜歡顏色來做電熱毯的表面，毯子的里面有一條長長的電阻絲多次彎折排列在毯子內(nèi)部（如圖二）。 圖二; 在毯子的右下角也就是控制點一是一個溫度感應(yīng)開關(guān)（太倉電熱儀表），上面寫有不同的溫度碼，用戶可以根據(jù)自己睡眠的最佳溫度來設(shè)定溫度值，開關(guān)上面連的感應(yīng)金屬細(xì)桿插入電熱毯的靠近電阻絲的一處。由它來感應(yīng)電熱毯的溫度（如圖三） 圖:三 然后由一根導(dǎo)線相連的控制開關(guān)二是有高溫切換到低溫的一個可自動調(diào)換開關(guān)，開關(guān)里面安裝有熱敏電阻和一塊純鐵氧體，來實現(xiàn)電路的轉(zhuǎn)換，開關(guān)的外殼上面是一個可以手推的塑料滑鈕，用戶只需要在睡眠之前推開開關(guān)，電熱毯即可進(jìn)行快速升溫，在短暫的時間內(nèi)即可達(dá)到高溫，當(dāng)溫度達(dá)到一定溫度時由自動切換開關(guān)控制電路自動轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)至低溫，但是此時仍在加熱，只是溫度較低。 自動切換開關(guān)設(shè)計圖如下： 電路原理分析： 這個電路原路可分為開關(guān)控制區(qū)一、開關(guān)控制區(qū)二、電熱毯加熱區(qū)三，三個部分。 開關(guān)控制區(qū)一 開關(guān)控制區(qū)一: 主要采用了單刀雙擲開關(guān)，當(dāng)用戶需要睡覺時，只需要打開控制電源的開關(guān)即可。當(dāng)溫度達(dá)到一定的高度是電路會自動切換，跳至低溫檔。 這個設(shè)計主要應(yīng)用了熱敏鐵氧體當(dāng)溫度達(dá)到一定的程度之后就會失去磁性的原理，當(dāng)用戶打開電源開關(guān)之后高溫電路也就打開了，熱敏鐵氧體與永磁鐵相互吸引連在一起，，此時，而高溫電路上連有一個熱敏電阻（pt100），它的電阻隨著溫度的變化而變化，當(dāng)溫度為20度時，電阻為111.67歐姆，當(dāng)溫度為40度時，電阻值為115.54歐姆，50度時，電阻值為119.4歐姆。因為熱敏電阻是和純鐵氧體用云母復(fù)合板（云母復(fù)合板具有隔熱絕緣的作用，且最高溫度為1000-1100℃；密度為1.6～2 g/cm3；莫氏硬度2-3；抗壓強度為700-900 MPa；絕緣電阻(Ω) 為1.6×106；損耗因素( tgδ) 為0.55-0.58；介電常數(shù)(ε) 為6-8.3；并能任意切割。）控制在一起，剛接通的時候在220V電壓的作用下通過的電流是0.1818A,當(dāng)熱敏電阻的溫度升高之后，熱敏鐵氧體的溫度也隨之而升高，當(dāng)熱敏鐵氧體的溫度達(dá)到103度的時候，熱敏鐵氧體就會失去磁性此時永磁鐵受重力作用掉下來落到觸點1上（觸點1如圖所示） ，此時電路就跳轉(zhuǎn)到低溫電路上。低溫電路上面接有一個990歐姆的恒定電阻，這時通過的電流值為1 A，電熱毯也進(jìn)入保溫作用。 定觸點1 三視圖 定觸點1頂端采用凹槽設(shè)計，即動觸點由于重力下落后，落入定觸點凹槽處，這樣能有效避免觸點接觸不嚴(yán)的情況發(fā)生。 開關(guān)控制區(qū)二： 此處主要使用了太倉電熱儀表（他人專利,如圖四），這種儀表具有溫度傳感功能，讓金屬棒（溫度感應(yīng)裝置）插入電熱毯的發(fā)熱電阻絲中間，金屬桿把溫度傳至開關(guān)里，當(dāng)傳來的溫度達(dá)到開關(guān)溫度的設(shè)定值，開關(guān)內(nèi)部會自動斷電，這主要是對低溫總電路起到作用。當(dāng)?shù)蜏仉娐啡匀患訜釙r，電熱毯并未停止工作，還在升溫，當(dāng)毯子溫度達(dá)到所設(shè)定的值，電路自動就斷開了。當(dāng)一段時間后電熱毯溫度降低再需要加熱時，熱敏磁鐵也冷卻了，這時熱敏磁鐵又會把永磁鐵吸引上去，進(jìn)行再次加熱一直循環(huán)，直到用戶睡醒不再需要電熱毯。 圖四： 電熱毯加熱區(qū)： 它與一般的電熱毯相同，采用1210歐姆的電阻值，由細(xì)電阻絲布滿整個毯子。 應(yīng)用及其前景： 我所設(shè)計的這種電熱毯外形簡單，原理容易理解，操作也很方便。它自動的溫度調(diào)節(jié)給人們的生活帶來方便，既不會由于溫度太高而使人體的水分丟失，也不會由于溫度太低而使人們的睡眠質(zhì)量降低。它的重量輕，制造簡單，需要投入的成本小，是一種很好的商品，它適用于家庭臥室里、學(xué)校宿舍、醫(yī)院等一些場所。 家庭臥室： 在一些家庭里沒有暖氣或者暖氣效果不太好，在較低的溫度下往往會影響人們的睡眠，沒有較好的休息直接會影響到人們的工作，導(dǎo)致人們的生活布愉快，而這種電熱毯直接解決了人們的睡眠問題，它的優(yōu)勢就是能夠自動調(diào)溫，使人們的身體處于最佳睡眠溫度，睡眠調(diào)節(jié)好了，生活當(dāng)然也就會愉快了，所以家庭用戶很需要這種自動電熱毯。 醫(yī)院： 在醫(yī)院里一些病人會不停的發(fā)冷，這時他們就需要較高且穩(wěn)定的溫度，而暖氣又不能很好的調(diào)節(jié)，操作起來布方便，所以，這時電熱毯就是一個很需要的東西，但是傳統(tǒng)的電熱毯又不能自動調(diào)溫，病人需要從睡眠中醒來。如果是對于行動不方便的病人來說就更需要這種電熱毯了，病人家屬只需要在離開之前把電源開關(guān)打開，在課控溫開關(guān)上設(shè)定最想要的溫度值，便可以安心離開了，這種自動電熱毯會調(diào)節(jié)最適的溫度給病人。所以它很適合醫(yī)院。 最適人群:現(xiàn)在中國擁有老人數(shù)已經(jīng)突破1.7億，失能老人過千萬，對老人的服務(wù)也逐步走進(jìn)國家議程，如何讓老人溫暖過冬是國家非常重視的議題，眾所周知，隨著人的年齡的增大，人的記憶力會逐步減退，夜晚睡覺后，老人經(jīng)常會忘記關(guān)閉用電器，若是像電熱毯這樣的可能發(fā)生熱積累而能引起火災(zāi)的用電器長時間工作，是老人安全的一大隱患，而我們設(shè)計的電熱毯，只需輕輕打開開關(guān)，就可安全無憂的使用電熱毯，同時還能保證提供適宜的穩(wěn)定，給老人一個溫暖的睡眠環(huán)境，一個美好的夢，這也了卻了作子女的擔(dān)憂。 對于加班族，在一天的工作結(jié)束后，回到家已經(jīng)很晚了，對他們而言，根本沒有給電熱毯提前加熱的時間，他們想要緩解工作的勞累和疲勞，想要得到一個安穩(wěn)的睡眠，可是，使用原有的電熱毯，當(dāng)穩(wěn)定達(dá)到一定穩(wěn)定時，就必須人為關(guān)閉加熱開關(guān)，這樣不利于人們的休息，尤其是疲憊的加班族，我們設(shè)計的電熱毯充分考慮到這點，為人們解決了后顧之憂。 本套設(shè)計看起來簡單，可相比于現(xiàn)有的可調(diào)溫度電熱毯成本大大降低，安全系數(shù)大大增加，同時也符合當(dāng)代所倡導(dǎo)的安全實用的理念，而且正因為簡單，安裝操作都非常方便，有利于在中小型城市普及，可以說市場比較大，在政策上，國家對于居民生活質(zhì)量越來越重視，國家一直強調(diào)要讓人民溫暖安心的過好寒冬，在長江以南流域，人們家中很少安裝暖氣，因此，這種簡單安全而價格有不是很昂貴的電熱毯必將為人民的生活提供便利。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 作品設(shè)計、發(fā)明目的：用戶可以根據(jù)自己最喜歡的睡眠溫度來設(shè)定一個溫度值，電熱毯可以自己進(jìn)行溫度調(diào)控。 基本思路：通過熱敏磁鐵對溫度感應(yīng)磁性的變化，使得電路可以自動由高溫跳轉(zhuǎn)到低溫電路。 創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)：根據(jù)電路不同改變加熱狀態(tài)，技術(shù)的關(guān)鍵點在于很好的利用了熱敏磁鐵和永磁鐵的性質(zhì)，通過改變溫度來達(dá)到由吸引到布吸引。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 該作品經(jīng)網(wǎng)上調(diào)查和社會了解未發(fā)現(xiàn)原理相似的產(chǎn)品。此作品原理簡單，操作方便，造價成本低，有很強的實用性，它比傳統(tǒng)的電熱毯方便主要在于，它可以自動調(diào)控溫度，尤其是對行動不便的老年人來說，更加實惠。而相比于先進(jìn)的全自動電熱毯來說，它造價低廉，不需要高投入，是普通家庭供熱很好的選擇。此作品通過兩塊磁鐵的相互配合，很好的實現(xiàn)了電路的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)了智能化、自動化。它適用于住宅、學(xué)校、醫(yī)院等場所。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 該作品是我小組人員經(jīng)努力設(shè)計的產(chǎn)品，目前還處于實驗室階段。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 我們可以通過圖片、圖紙和文字進(jìn)行口頭講述
作品可展示的形式
- 圖片和圖紙
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 此作品最突出的技術(shù)特點在于溫度控制開關(guān)的設(shè)置，它很好地應(yīng)用了熱敏磁鐵和永磁鐵的性質(zhì)，較好的實現(xiàn)了高溫電路與低溫電路的轉(zhuǎn)換，巧妙的應(yīng)用了溫控開關(guān)，使得其可以滿足用戶的睡眠溫度需要。優(yōu)勢在于，其制造成本低廉，使用方便。 此作品的適用范圍：住宅、學(xué)校、醫(yī)院等場所。 此作品造價低廉，制造簡單，操作方便，而且可以智能化的控制溫度，老人小孩都可以適用，而且對行動不便的老人更加有意義，為他們的睡眠帶來更好的保障。
同類課題研究水平概述
- 我國再這方面的研究還處于不發(fā)達(dá)階段，再我國一般的電熱毯主要由發(fā)熱元件、基芯、面料、電源線、接線盒（發(fā)熱元件與電源線連接部分）、控制開關(guān)（或調(diào)溫器）等組成。其主要結(jié)構(gòu)是將發(fā)熱元件到基底布上，然后接好電源線，再將縫制好的發(fā)熱元件與基底布用面罩包縫好電熱毯即告制成了。 出售的電熱毯都必須是經(jīng)有關(guān)部門或單位檢驗合格的產(chǎn)品，以保證產(chǎn)品質(zhì)量，所以一般產(chǎn)品是有生產(chǎn)許可證編號的。 而且電熱毯上會有一個清晰明確的標(biāo)志，標(biāo)志上應(yīng)能反映出電熱毯的規(guī)格、生產(chǎn)廠家及必要的提示等。 在我國電熱毯的大小分很多的種類，有雙人的也有單人的。電熱毯的面積不同，加熱面積也不同。通常分為單人、雙人或三人電熱毯。在制造方面所選用的質(zhì)地都整體上來說不是很好的面料。 從功率方面一般單人不超過60W，雙人不超過120W。 對其進(jìn)行通電檢查的時候一般采用放到高溫檔位置，約3～5分鐘用手摸電熱毯中部應(yīng)有溫升，證明該檔是完好的。如調(diào)溫器是其它型式的。還可以進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)試驗，但試驗時間較長。 一般電熱毯電源控制器是完整、光滑、無缺損的，使用靈活，有清晰的開關(guān)標(biāo)記，使用的電源線都為雙層護套線 家庭用戶為了使電熱毯的壽命增加和避免產(chǎn)生事故，需正確使用電熱毯。其方法是： （1）鋪電熱毯時，應(yīng)在床上選輔一條軟墊，之后再鋪上電熱毯。在其上邊再鋪褥子和毛毯，以增強取暖效果。 （2）電熱毯不宜長期使用，一是易浪費能源，二是易產(chǎn)生灼熱感，若長時間使用，須選用恒溫型電熱毯。 （3）切忌金屬制品刺進(jìn)電熱毯，以防電熱絲短路，造成人身傷亡。 （4）電熱毯臟了，不可直接用水清洗，否則會使電熱絕緣性能下降，造成漏電。 相比之下，國外對電熱毯的研究高我們一個階層，他們有采用以大功率二極管為基礎(chǔ)的整流器中，電網(wǎng)的高壓交流功率通過變壓器變換為直流功率。提到未來的其它整流器：以不可控二極管前沿產(chǎn)品為基礎(chǔ)的斬波器，戰(zhàn)波直流后電流源逆變型有源整流器。顯然，這在研究發(fā)展方面要領(lǐng)先于我們國家。
