頭部溫度調節器的製作方法

2023-07-03 19:09:26 2

專利名稱：頭部溫度調節器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種頭部溫度調節器，特別涉及一種以半導體致冷塊為冷源的頭部溫度調節器。
現代快節奏的學習和工作，使腦力勞動處於經常的緊張狀態下。為爭取時間，人們又不得不在腦力疲勞中繼續拼搏。為減緩腦力疲勞程度，傳統的方法是到戶外去呼吸新鮮空氣，讓清涼的微風吹拂頭部。而在高樓大廈居住，工作的人們，要去戶外就不容易了。
中國實用新型專利CN 98 2 32645.9報導了一種半導體致冷清涼頭環。它採用與頭部形狀相適應的排列成弧形的半導體致冷堆為冷源，實現對頭部的局部降溫，以達到足不出戶即可減緩腦力疲勞程度的目的。由於該技術將半導體致冷堆排列成弧形，造成其生產複雜，成本上升；而且，該技術將頭部的局部降溫理論上設為恆定值25℃，不僅長時間使用容易使降溫的局部皮膚麻木；而且當環境溫度降低時，冷卻面溫度會更低，使人不堪適應。
本發明的目的就在於提供一種結構簡單，能在各種環境溫度下使用的，溫度可以調節的頭部溫度調節器。使用者可以根據環境溫度與各自的喜好調整脈衝寬度，以達到各自喜好的溫度與刺激間歇。
為實現上述目的，本發明提出一種頭部溫度調節器，它包括半導體溫度調節單元，脈衝控制電路與頭帶環。所述半導體溫度調節單元安裝在頭帶環上。根據不同需要可以採用多個所述半導體溫度調節單元。
所述半導體溫度調節單元包括半導體致冷塊，散熱器；所述半導體致冷塊的散熱面粘貼在所述散熱器的熱傳入面上。所述半導體致冷塊的工作電流是由所述脈衝控制電路提供的脈動電流。通過調整所述半導體致冷塊的工作脈動電流的脈衝長短，與兩次脈衝之間的時間間隔，即可實現調節頭部溫度與刺激間歇。
所述脈衝控制電路包括無穩態多諧振蕩器，與開關元件。
所述開關元件可以是下述元件之一a.電磁繼電器；b.開關三極體；c.場效應管；d.晶閘管；e.固體繼電器。
所述無穩態多諧振蕩器的輸出端接開關元件的控制端；而開關元件的輸出端接所述半導體致冷塊的正電極或負電極，相應地所述半導體致冷塊的負電極接直流電源的負極的或正極。
所述無穩態多諧振蕩器的充電電路與放電電路最好採用下述方案之一1.充電電路與放電電路兩者均採用可變電阻，使充電電路與放電電路相互獨立。相應地可以實現相互獨立地調整所述半導體致冷塊的工作脈動電流的脈衝長短與兩次脈衝之間的時間間隔。所述充電電路包括固定電阻，可變電阻，開關二極體。所述固定電阻一端接電源正極，另一端接所述可變電阻的固定端，而所述可變電阻的調節端接所述開關二極體的正極與前述無穩態多諧振蕩器的放電端，所述開關二極體的負極接所述無穩態多諧振蕩器的充放電電容正極；所述放電電路包括固定電阻，可變電阻，開關二極體。所述固定電阻一端接所述無穩態多諧振蕩器的放電端，另一端接所述可變電阻的固定端，而所述可變電阻的調節端接所述開關二極體的負極，所述開關二極體的正極接所述無穩態多諧振蕩器的充放電電容正極。2.充電電路與放電電路兩者之一採用可變電阻。相應地可以實現調整所述半導體致冷塊的工作脈動電流的脈衝長短或兩次脈衝之間的時間間隔，相應地保持所述兩次脈衝之間的時間間隔不變或所述半導體致冷塊的工作脈動電流的脈衝長短不變。採用可變電阻的充電電路或放電電路按前述方案1的方法連接；不採用可變電阻的充電電路或放電電路也參照前述方案1的方法連接，但取消可變電阻。3.充電電路與放電電路共用一個可變電阻。相應地可以實現相關地調整所述半導體致冷塊的工作脈動電流的脈衝長短與兩次脈衝之間的時間間隔，即，將所述兩次脈衝之間的時間間隔調小或調大，所述半導體致冷塊的工作脈動電流的脈衝則對應變長或短。所述充電電路與放電電路包括兩個固定電阻與一個可變電阻。所述固定電阻之一的一端接電源正極，另一端接所述可變電阻的固定端，而所述可變電阻的調節端接前述無穩態多諧振蕩器的放電端，所述可變電阻的另一固定端接所述固定電阻之二的一端，所述固定電阻之二的另一端接所述無穩態多諧振蕩器的充放電電容正極。4.充電電路與放電電路還可以均不採用可變電阻。相應地固定所述半導體致冷塊的工作脈動電流的脈衝長短與兩次脈衝之間的時間間隔。
前述無穩態多諧振蕩器最好採用555系列時基集成電路組成的無穩態多諧振蕩器。
採用本發明的頭部溫度調節器，由於半導體溫度調節單元的半導體致冷塊採用平面結構，大大方便了生產。特別是採用了可調脈衝控制電路，使用者可以根據環境溫度與各自的喜好調整脈衝寬度，以達到各自喜好的溫度與間歇刺激。
下面結合附圖，詳細介紹本發明的一種實施例。


圖1是本發明的一種實施例頭部溫度調節器的總體結構示意圖；圖2是所述圖1中半導體溫度調節單元(標號為2的部件)的剖面示意圖；圖3是圖1實施例的脈衝控制電路。
參照圖1，頭部溫度調節器1由3個半導體溫度調節單元2與柔性金屬頭帶環3構成。所述3個半導體溫度調節單元2安裝在所述柔性金屬頭帶環上，呈對應人體頭部的印堂穴與兩個太陽穴穴位式布置。也可以採用三個以上所述半導體溫度調節單元2，對應於人體頭部的更多穴位。
所述柔性金屬頭帶環3採用鋁合金帶材，上面有與所述3個半導體溫度調節單元2對應的安裝孔或槽。所述半導體溫度調節單元2可以在所述槽內移動，以適應不同頭圍的人使用。(圖1未示出)。
參照圖2，所述半導體溫度調節單元2由半導體致冷塊4，散熱器5構成。散熱器5呈圓柱臺階結構，其上有圓形或柱形針狀散熱翅片6和固定螺母8。散熱器5採用熱容量較大及導熱性能較好的以下任一種材料鋁，鋁合金，鐵，鋼，銅。
所述半導體致冷塊4的散熱面42粘貼在所述散熱器5的熱傳入面上。
參照圖1與圖2，將所述散熱器5插入前述柔性金屬頭帶環3上的安裝孔或槽內，使所述半導體致冷塊4的致冷麵41朝環內。用所述固定螺母8將所述散熱器5固定住。為美觀與加強絕熱效果，可以在所述固定螺母8與所述半導體致冷塊4之間粘貼海綿7。
還可以在所述散熱器5內設一空腔，裝入液體，如水，藥液。裝入水可以利用水的蒸發達到散熱，從而提高散熱效率；裝入藥液可以將藥物刺激與溫度刺激結合在一起。裝入藥液的空腔的下方有一小孔通所述固定螺母8與所述半導體致冷塊4之間，使藥液擴散到人體頭部穴位。
以下參照圖3，介紹圖1實施例的脈衝控制電路的構成與工作原理。
脈衝控制電路由無穩態多諧振蕩器(I)，與開關元件(II)組成。所述開關元件(II)採用繼電器J；所述無穩態多諧振蕩器(I)由555時基集成電路IC1，電阻R1，R2，可變電阻RW1，RW2，開關二極體D1，D2，電容C1組成。
所述無穩態多諧振蕩器(I)的充電電路包括固定電阻R1，可變電阻RW1，開關二極體D1。所述固定電阻R1一端接電源DC正極，另一端接所述可變電阻RW1的固定端，而所述可變電阻RW1的調節端接所述開關二極體D1的正極與前述時基集成電路IC1的放電端7，所述開關二極體D1的負極接前述無穩態多諧振蕩器(I)的充放電電容C1正極；所述無穩態多諧振蕩器(I)的放電電路包括固定電阻R2，可變電阻RW2，開關二極體D2。所述固定電阻R2一端接所述時基集成電路IC1的放電端7，另一端接所述可變電阻RW2的固定端，而所述可變電阻RW2的調節端接所述開關二極體D2的負極，所開關二極體D2的正極接所述無穩態多諧振蕩器(I)的充放電電容C1正極。
本實施例的3個半導體溫度調節單元2所帶的3個半導體致冷塊4的電極串聯。即，所述半導體致冷塊4之一的正極接半導體致冷塊4之二的負極，所述半導體致冷塊4之二的正極接半導體致冷塊4之三的負極。
所述時基集成電路IC1輸出端3接所述開關元件繼電器J的驅動線圈。前述串聯的半導體致冷塊4(即圖3中的部件ZLK)的正極接前述電源DC的正極，所述串聯的半導體致冷塊4(即圖3中的部件ZLK)的負極接所述開關元件繼電器J的輸出端，所述開關元件繼電器J的常閉端接所述電源DC的負極。
調節前述電位器RW1，就可以調節前述電容C1的充電時間，從而調節時基集成電路IC1輸出端3的輸出正脈衝的長短；調節前述電位器RW2，就可以調節前述電容C1的放電時間，從而調節時基集成電路IC1輸出端3的輸出零脈衝的長短。從所述時基集成電路IC1輸出端3輸出的脈衝信號，驅動所述開關元件繼電器J斷開與閉合，使前述串聯的半導體致冷塊4(即圖3中的部件ZLK)的電流脈動變化，最終實現致冷的溫度變化與刺激間歇變化。
權利要求
1.一種頭部溫度調節器，它包括半導體溫度調節單元(2)，頭帶環(3)。所述半導體溫度調節單元(2)由半導體致冷塊(4)，散熱器(5)構成；所述半導體致冷塊(4)的散熱面(42)粘貼在所述散熱器(5)的熱傳入面上。其特徵在於它還包括脈衝控制電路。所述脈衝控制電路包括無穩態多諧振蕩器(I)，與開關元件(II)。所述無穩態多諧振蕩器(I)的輸出端接所述開關元件(II)的控制端；所述開關元件(II)的輸出端接所述半導體致冷塊(4)的正電極或負電極，相應地所述半導體致冷塊的負電極接直流電源(DC)的負極的或正極。根據不同需要可以採用多個所述半導體溫度調節單元(2)。
2.一種如權利要求1所述的頭部溫度調節器，其特徵在於所述無穩態多諧振蕩器(I)的充電電路與放電電路兩者可以均採用可變電阻。所述充電電路包括固定電阻(R1)，可變電阻(RW1)，開關二極體(D1)。所述固定電阻(R1)一端接電源(DC)正極，另一端接所述可變電阻(RW1)的固定端，而所述可變電阻(RW1)的調節端接所述開關二極體(D1)的正極與前述無穩態多諧振蕩器(I)的放電端，所述開關二極體(D1)的負極接前述無穩態多諧振蕩器(I)的充放電電容(C1)正極；所述放電電路包括固定電阻(R2)，可變電阻(RW2)，開關二極體(D2)。所述固定電阻(R2)一端接所述無穩態多諧振蕩器(I)的放電端，另一端接所述可變電阻(RW2)的固定端，而所述可變電阻(RW2)的調節端接所述開關二極體(D2)的負極，所述開關二極體(D2)的正極接所述無穩態多諧振蕩器(I)的充放電電容(C1)正極。
3.一種如權利要求1所述的頭部溫度調節器，其特徵在於所述無穩態多諧振蕩器(I)還可以充電電路與放電電路共用一個可變電阻。所述充電電路與放電電路包括兩個固定電阻與一個可變電阻。所述固定電阻之一的一端接電源正極，另一端接所述可變電阻的固定端，而所述可變電阻的調節端接前述無穩態多諧振蕩器(I)的放電端，所述可變電阻的另一固定端接所述固定電阻之二的一端，所述固定電阻之二的另一端接所述無穩態多諧振蕩器的充放電電容正極。
4.一種如權力要求1所述的頭部溫度調節器，其特徵在於所述開關元件是下述元件之一a.電磁繼電器；b.開關三極體；c.場效應管；d.晶閘管；e.固體繼電器。
全文摘要
一種頭部溫度調節器,它包括半導體溫度調節單元,脈衝控制電路,頭帶環。採用本發明的頭部溫度調節器,由於半導體溫度調節單元的半導體致冷塊採用平面結構,大大方便了生產。特別是採用了可調脈衝控制電路,使用者可以根據環境溫度與各自的喜好調整脈衝寬度,以達到各自喜好的溫度與刺激間歇。
文檔編號F25B21/02GK1357306SQ00134018
公開日2002年7月10日 申請日期2000年12月7日 優先權日2000年12月7日
發明者張徵宇, 朱旦 申請人:張徵宇