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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 自動(dòng)調(diào)溫電熱毯
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 我們研究的是一種可以自動(dòng)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(dòng)切換到低溫開關(guān)，使人們有更好的睡眠。該電熱毯外形簡(jiǎn)單大方，操作簡(jiǎn)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(cāng)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(huì)自動(dòng)切換電路到保溫。這種電熱毯造價(jià)低，而且還可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，方便而且實(shí)用。
- 詳細(xì)介紹：
- 作品介紹 社會(huì)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(jià)格并不是每個(gè)家庭都可以支付的，更多的家庭則會(huì)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(duì)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(zhǎng)深度睡眠時(shí)間。被窩溫度太高會(huì)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(huì)引起機(jī)體的自我保護(hù)，都會(huì)干擾正常睡眠、降低睡眠質(zhì)量，使用時(shí)，撥在高溫檔，入睡后總被熱醒；撥在低溫檔，有時(shí)醒來會(huì)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(dòng)斷電，加熱時(shí)間太長(zhǎng)，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(dòng)控溫電熱毯是一種可以自動(dòng)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(dòng)切換到低溫開關(guān)，使人們有更好的睡眠。該電熱毯外形簡(jiǎn)單大方，操作簡(jiǎn)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(cāng)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(huì)自動(dòng)切換電路到保溫，所以用戶不用擔(dān)心溫度太高人會(huì)身體不適。這種電熱毯造價(jià)低，而且還可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，方便而且實(shí)用。是用戶的很好的選擇。 外觀設(shè)計(jì)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(gè)人的需要來設(shè)計(jì)長(zhǎng)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(zhǎng)長(zhǎng)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(diǎn)一是一個(gè)溫度感應(yīng)開關(guān)（太倉(cāng)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(gè)可自動(dòng)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(shí)現(xiàn)電路的轉(zhuǎn)換，開關(guān)的外殼上面是一個(gè)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(shí)間內(nèi)即可達(dá)到高溫，當(dāng)溫度達(dá)到一定溫度時(shí)由自動(dòng)切換開關(guān)控制電路自動(dòng)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)至低溫，但是此時(shí)仍在加熱，只是溫度較低。 自動(dòng)切換開關(guān)設(shè)計(jì)圖如下： 電路原理分析： 這個(gè)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(gè)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(shí)，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(huì)自動(dòng)切換，跳至低溫檔。 這個(gè)設(shè)計(jì)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(huì)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(shí)，而高溫電路上連有一個(gè)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(shí)，電阻為111.67歐姆，當(dāng)溫度為40度時(shí)，電阻值為115.54歐姆，50度時(shí)，電阻值為119.4歐姆。因?yàn)闊崦綦娮枋呛图冭F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(qiáng)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(shí)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(shí)候，熱敏鐵氧體就會(huì)失去磁性此時(shí)永磁鐵受重力作用掉下來落到觸點(diǎn)1上（觸點(diǎn)1如圖所示） ，此時(shí)電路就跳轉(zhuǎn)到低溫電路上。低溫電路上面接有一個(gè)990歐姆的恒定電阻，這時(shí)通過的電流值為1 A，電熱毯也進(jìn)入保溫作用。 定觸點(diǎn)1 三視圖 定觸點(diǎn)1頂端采用凹槽設(shè)計(jì)，即動(dòng)觸點(diǎn)由于重力下落后，落入定觸點(diǎn)凹槽處，這樣能有效避免觸點(diǎn)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(cāng)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(huì)自動(dòng)斷電，這主要是對(duì)低溫總電路起到作用。當(dāng)?shù)蜏仉娐啡匀患訜釙r(shí)，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(dòng)就斷開了。當(dāng)一段時(shí)間后電熱毯溫度降低再需要加熱時(shí)，熱敏磁鐵也冷卻了，這時(shí)熱敏磁鐵又會(huì)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(gè)毯子。 應(yīng)用及其前景： 我所設(shè)計(jì)的這種電熱毯外形簡(jiǎn)單，原理容易理解，操作也很方便。它自動(dòng)的溫度調(diào)節(jié)給人們的生活帶來方便，既不會(huì)由于溫度太高而使人體的水分丟失，也不會(huì)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(jiǎn)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(chǎng)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(huì)影響人們的睡眠，沒有較好的休息直接會(huì)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(shì)就是能夠自動(dòng)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(huì)愉快了，所以家庭用戶很需要這種自動(dòng)電熱毯。 醫(yī)院： 在醫(yī)院里一些病人會(huì)不停的發(fā)冷，這時(shí)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(shí)電熱毯就是一個(gè)很需要的東西，但是傳統(tǒng)的電熱毯又不能自動(dòng)調(diào)溫，病人需要從睡眠中醒來。如果是對(duì)于行動(dòng)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(dòng)電熱毯會(huì)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(guó)擁有老人數(shù)已經(jīng)突破1.7億，失能老人過千萬，對(duì)老人的服務(wù)也逐步走進(jìn)國(guó)家議程，如何讓老人溫暖過冬是國(guó)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(huì)逐步減退，夜晚睡覺后，老人經(jīng)常會(huì)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(zhǎng)時(shí)間工作，是老人安全的一大隱患，而我們?cè)O(shè)計(jì)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(shí)還能保證提供適宜的穩(wěn)定，給老人一個(gè)溫暖的睡眠環(huán)境，一個(gè)美好的夢(mèng)，這也了卻了作子女的擔(dān)憂。 對(duì)于加班族，在一天的工作結(jié)束后，回到家已經(jīng)很晚了，對(duì)他們而言，根本沒有給電熱毯提前加熱的時(shí)間，他們想要緩解工作的勞累和疲勞，想要得到一個(gè)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(shí)，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?cè)O(shè)計(jì)的電熱毯充分考慮到這點(diǎn)，為人們解決了后顧之憂。 本套設(shè)計(jì)看起來簡(jiǎn)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(shí)也符合當(dāng)代所倡導(dǎo)的安全實(shí)用的理念，而且正因?yàn)楹?jiǎn)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(chǎng)比較大，在政策上，國(guó)家對(duì)于居民生活質(zhì)量越來越重視，國(guó)家一直強(qiáng)調(diào)要讓人民溫暖安心的過好寒冬，在長(zhǎng)江以南流域，人們家中很少安裝暖氣，因此，這種簡(jiǎn)單安全而價(jià)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(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 作品設(shè)計(jì)、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(gè)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(duì)溫度感應(yīng)磁性的變化，使得電路可以自動(dòng)由高溫跳轉(zhuǎn)到低溫電路。 創(chuàng)新點(diǎn)、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(diǎn)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(huì)了解未發(fā)現(xiàn)原理相似的產(chǎn)品。此作品原理簡(jiǎn)單，操作方便，造價(jià)成本低，有很強(qiáng)的實(shí)用性，它比傳統(tǒng)的電熱毯方便主要在于，它可以自動(dòng)調(diào)控溫度，尤其是對(duì)行動(dòng)不便的老年人來說，更加實(shí)惠。而相比于先進(jìn)的全自動(dòng)電熱毯來說，它造價(jià)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(shí)現(xiàn)了電路的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了智能化、自動(dòng)化。它適用于住宅、學(xué)校、醫(yī)院等場(chǎng)所。
獲獎(jiǎng)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(jì)的產(chǎn)品，目前還處于實(shí)驗(yàn)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(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 此作品最突出的技術(shù)特點(diǎn)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(shí)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(shì)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(chǎng)所。 此作品造價(jià)低廉，制造簡(jiǎn)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(duì)行動(dòng)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(guó)再這方面的研究還處于不發(fā)達(dá)階段，再我國(guó)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(yàn)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(hào)的。 而且電熱毯上會(huì)有一個(gè)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(guó)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(duì)其進(jìn)行通電檢查的時(shí)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(yàn)，但試驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)。 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(hù)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(shí)，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(qiáng)取暖效果。 （2）電熱毯不宜長(zhǎng)期使用，一是易浪費(fèi)能源，二是易產(chǎn)生灼熱感，若長(zhǎng)時(shí)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(huì)使電熱絕緣性能下降，造成漏電。 相比之下，國(guó)外對(duì)電熱毯的研究高我們一個(gè)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(guó)家。
