專利名稱:溫度脈沖刺激的方法與溫度脈沖裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種溫度脈沖刺激的方法與溫度脈沖裝置,特別涉及一種利用半導(dǎo)體致冷塊的溫度變化實(shí)現(xiàn)溫度脈沖刺激的方法與溫度脈沖裝置。
利用半導(dǎo)體致冷塊致冷,降低頭部溫度或身體溫度的技術(shù)已經(jīng)有十多年的歷史了。八十年代至今,這方面的專利就有幾十個(gè)。如中國實(shí)用新型專利88213717提出的“溫控帽”;中國實(shí)用新型專利93204992提出的“太陽能半導(dǎo)體致冷調(diào)溫摩托車頭盔”;中國實(shí)用新型專利93242412提出的“清涼健腦器”;中國實(shí)用新型專利98232645提出的“半導(dǎo)體致冷清涼頭環(huán)”;中國實(shí)用新型專利00231096提出的“半導(dǎo)體制冷型眼睛疲勞消除儀”等。這些專利都是采用近于恒定的溫度給身體或頭部降溫。這些專利提出的裝置雖然使用不方便,但確實(shí)解決了人在高溫,高熱條件下的需求。
然而,當(dāng)人處于疲乏狀態(tài)需要外界刺激時(shí),采用近于恒定的溫度給身體或頭部降溫顯然是不合適的,因?yàn)槿撕芸炀湍苓m應(yīng)低溫而沒有刺激感覺。中國實(shí)用新型專利00260228.8“頭部溫度調(diào)節(jié)器”所提出的以間歇性脈沖實(shí)現(xiàn)頭部溫度交變,從而達(dá)到持續(xù)刺激頭部的目的。這一方案的不足之處是,要么溫度脈沖起始段刺激不明顯,要么溫度脈沖平穩(wěn)段溫度過低。
本發(fā)明的目的就是提出一種溫度脈沖刺激的方法與溫度脈沖裝置,使溫度脈沖起始段刺激極其明顯,而溫度脈沖平穩(wěn)段的溫度適宜。
本發(fā)明提出的方法包括以下步驟A.給出一時(shí)間較長的脈沖電壓加在半導(dǎo)體致冷塊兩端;
B.給出一連串占空比較大的脈沖電壓加在所述半導(dǎo)體致冷塊兩端,或,給出電平較所述步驟A為低但時(shí)間較長的脈沖電壓加在所述半導(dǎo)體致冷塊兩端;C.給出時(shí)間更長的一連串占空比較小的電壓,甚至等于零的低電壓加在所述半導(dǎo)體致冷塊兩端;D.重復(fù)所述步驟A,B,C。
本發(fā)明提出的步驟A在溫度脈沖起始段實(shí)現(xiàn)所述半導(dǎo)體致冷塊較大的平均制冷功率,使溫度迅速降低,從而使人皮膚感覺刺激十分明顯;所述步驟B在溫度脈沖平穩(wěn)段實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體致冷塊較小的平均制冷功率,從而使所述皮膚溫度不致過低,因而人感到舒適;所述步驟C使所述溫度脈沖處于谷底,使所述皮膚溫度在兩個(gè)溫度脈沖的間歇中得到回升,可以感覺下一次溫度脈沖刺激。
本發(fā)明所提出的溫度脈沖刺激的方法,可以由下述溫度脈沖裝置實(shí)現(xiàn)所述溫度脈沖裝置由兩個(gè)獨(dú)立的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器,脈沖延時(shí)電路,開關(guān)電路,半導(dǎo)體致冷塊組成。其中,頻率高的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器作溫度脈沖控制;頻率低的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器作溫度脈沖間歇控制;所述兩個(gè)獨(dú)立的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的輸出,以“邏輯與”的關(guān)系通過開關(guān)電路控制前述半導(dǎo)體致冷塊工作;所述脈沖延時(shí)電路的輸入端接所述作溫度脈沖控制的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的充電電路的充電電容正極,所述脈沖延時(shí)電路的輸出端接所述作溫度脈沖間歇控制的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的輸出端。
所述脈沖延時(shí)電路由二極管E,電容G以及二極管F組成。其中二極管E的正極作為所述脈沖延時(shí)電路的輸入端;二極管E的負(fù)極接電容G的正極,電容G的負(fù)極接地;所述電容G的正極接二極管F的正極;二極管F的負(fù)極作為所述脈沖延時(shí)電路的輸出端。
脈沖延時(shí)電路的作用是,當(dāng)前述作溫度脈沖間歇控制的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的輸出端由低電位變?yōu)楦唠娢粫r(shí),作溫度脈沖控制的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的充電電路除向自身的充電電容充電外,還向電容G充電。因此,充電時(shí)間延長了,也因此延長了前述開關(guān)電路給半導(dǎo)體致冷塊提供工作電流的時(shí)間;而當(dāng)作溫度脈沖控制的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器再次充電時(shí),由于電容G在前一次已充電,且在二極管E作用下電容G的電壓得以保持,因而,作溫度脈沖控制的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器可以按自身的頻率振蕩,并通過前述開關(guān)電路實(shí)現(xiàn)給半導(dǎo)體致冷塊提供一連串占空比較大的脈沖電壓。當(dāng)前述作溫度脈沖間歇控制的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的輸出端由低電位變?yōu)榈碗娢粫r(shí),所述電容G通過二極管F向其放電,以便下一個(gè)溫度脈沖開始時(shí)發(fā)生充電過程。
通過調(diào)節(jié)所述頻率高的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器輸出脈沖的占空比實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)節(jié);通過調(diào)節(jié)所述頻率低的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器輸出脈沖的占空比實(shí)現(xiàn)工作電壓間歇調(diào)節(jié)。
依照本發(fā)明提出的溫度脈沖刺激的方法與溫度脈沖裝置制成的頭部溫度調(diào)節(jié)器,結(jié)構(gòu)簡單,成本低,溫度脈沖刺激顯著,溫度適宜,使人舒適,清醒。
下面結(jié)合附圖,詳細(xì)介紹本發(fā)明的一種實(shí)施例。
圖1是采用本發(fā)明的實(shí)施例頭部溫度調(diào)節(jié)器的溫度脈沖控制電路;圖2是采用本發(fā)明的一種實(shí)施例頭部溫度調(diào)節(jié)器的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
參照圖2,圖1,頭部溫度調(diào)節(jié)器由3個(gè)半導(dǎo)體溫度調(diào)節(jié)單元T2與柔性頭帶環(huán)T3構(gòu)成。所述3個(gè)半導(dǎo)體溫度調(diào)節(jié)單元T2安裝在所述柔性頭帶環(huán)上,呈對(duì)應(yīng)人體頭部的印堂穴與兩個(gè)太陽穴穴位式布置。也可以采用三個(gè)以上所述半導(dǎo)體溫度調(diào)節(jié)單元T2,對(duì)應(yīng)于人體頭部的更多穴位。
所述柔性頭帶環(huán)T3可以采用鋁合金帶材,上面可以布置與所述3個(gè)半導(dǎo)體溫度調(diào)節(jié)單元T2對(duì)應(yīng)的安裝孔或槽。所述半導(dǎo)體溫度調(diào)節(jié)單元T2可以在所述槽內(nèi)移動(dòng),以適應(yīng)不同頭圍的人使用。(圖2未示出)。
所述半導(dǎo)體溫度調(diào)節(jié)單元T2由半導(dǎo)體致冷塊T4與散熱器組成。半導(dǎo)體致冷塊T4的散熱面粘貼在所述散熱器的熱傳入面上。將所述散熱器插入前述柔性金屬頭帶環(huán)T3上的安裝孔或槽內(nèi),使所述半導(dǎo)體致冷塊T4的致冷面朝環(huán)內(nèi)。
以下參照圖1,介紹采用本發(fā)明的實(shí)施例頭部溫度調(diào)節(jié)器圖1的脈沖控制電路的構(gòu)成與工作原理。溫度脈沖控制電路由無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(I),無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(II),與開關(guān)電路(III),脈沖延時(shí)電路(V),半導(dǎo)體致冷塊T4組成。
所述無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(I)由555時(shí)基集成電路IC1,電阻R11,R12,可變電阻RW1,開關(guān)二極管D1,電容C1組成。所述無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(II)由555時(shí)基集成電路IC2,電阻R21,R22,可變電阻RW2,開關(guān)二極管D2,也容C2組成。所述無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(I)的充電電路包括固定電阻R11,可變電阻RW1,開關(guān)二極管D1。所述固定電阻R11一端接電源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(diào)節(jié)端接所述開關(guān)二極管D1的正極與前述時(shí)基集成電路IC1的放電端7,所述開關(guān)二極管D1的負(fù)極接前述無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(I)的充放電電容C1正極;所述無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(I)的放電電路包括固定電阻R12,可變電阻RW1。所述固定電阻R12一端接充放電電容C1正極,其另一端接所述可變電阻RW2的另一固定端。
所述無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(II)的充電電路包括固定電阻R21,可變電阻RW2,開關(guān)二極管D2。所述固定電阻R21一端接前述555時(shí)基集成電路IC1的輸出端3,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(diào)節(jié)端接所述開關(guān)二極管D2的正極與前述時(shí)基集成電路IC2的放電端7,所述開關(guān)二極管D2的負(fù)極接前述無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(II)的充放電電容C2正極;所述無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(II)的放電電路包括固定電阻R22,可變電阻RW2。所述固定電阻R22一端接充放電電容C2正極,其另一端接所述可變電阻RW2的另一固定端。時(shí)基集成電路IC的輸出端3作為前述溫度與間歇工作電流控制電路的輸出端。
所述開關(guān)電路(III)由電阻R3,三極管BG1組成的一級(jí)放大開關(guān)電路和由電阻R4,R5,三極管BG2組成的二級(jí)放大開關(guān)電路構(gòu)成。電阻R3的一端作為所述開關(guān)電路(III)的輸入端接前述時(shí)基集成電路IC2的輸出端3,另一端接三極管BG1的基極,三極管BG1的發(fā)射極接地;電阻R4的一端接電源DC的正極,另一端接電阻R5的一端,并與三極管BG1的集電極相連;電阻R5的另一端接三極管BG2的基極;三極管BG2的發(fā)射極接地;三極管BG2的集電極作為所述開關(guān)電路(III)的輸出端接前述半導(dǎo)體致冷塊T4的負(fù)極;相應(yīng)地,半導(dǎo)體致冷塊T4的正極接電源DC的正極。
所述脈沖延時(shí)電路(V)的輸入端接所述作溫度脈沖控制的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(II)的充電電路的充電電容正極,所述脈沖延時(shí)電路(V)的輸出端接所述作溫度脈沖間歇控制的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(I)的輸出端。
所述脈沖延時(shí)電路(V)由二極管E,電容G以及二極管F組成。其中二極管E的正極作為所述脈沖延時(shí)電路(V)的輸入端;二極管E的負(fù)極接電容G的正極,電容G的負(fù)極接地;所述電容G的正極接二極管F的正極;二極管F的負(fù)極作為所述脈沖延時(shí)電路(V)的輸出端。
脈沖延時(shí)電路(V)的作用是,當(dāng)前述作溫度脈沖間歇控制的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(I)的輸出端3由低電位變?yōu)楦唠娢粫r(shí),作溫度脈沖控制的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(II)的充電電路除向自身的充電電容C2充電外,還向電容G充電。因此,延長了充電時(shí)間,也因此延長了前述開關(guān)電路(III)給半導(dǎo)體致冷塊T4提供工作電流的時(shí)間;而當(dāng)作溫度脈沖控制的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(II)再次充電時(shí),由于電容G在前一次已充電,且在二極管E作用下電容G的電壓得以保持,因而,作溫度脈沖控制的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(II)可以按自身的頻率振蕩,并通過前述開關(guān)電路(III)實(shí)現(xiàn)給半導(dǎo)體致冷塊T4提供一連串占空比較大的脈沖電壓。當(dāng)前述作溫度脈沖間歇控制的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(I)的輸出端3由高電位變?yōu)榈碗娢粫r(shí),所述電容G通過二極管F向其放電,以便下一個(gè)溫度脈沖開始時(shí)發(fā)生充電過程。
調(diào)節(jié)前述電位器RW1,就可以調(diào)節(jié)前述電容C1的充放電時(shí)間,從而調(diào)節(jié)時(shí)基集成電路IC1輸出端3的輸出正脈沖的長短;調(diào)節(jié)前述電位器RW2,就可以調(diào)節(jié)前述電容C2的充放電時(shí)間,從而調(diào)節(jié)時(shí)基集成電路IC2輸出端3的輸出正脈沖的長短。同時(shí),由于無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(II)的充電電路受時(shí)基集成電路IC1輸出端3的控制,只有無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(I)輸出正脈沖時(shí),無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(II)才能振蕩。否則,無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(II)就輸出高電位,使三極管BG1導(dǎo)通,于是,三極管BG2截止,半導(dǎo)體致冷塊T4停止工作。
因此,時(shí)基集成電路IC2輸出端3輸出正脈沖的長短可以決定半導(dǎo)體致冷塊T4電流通斷的比例,從而調(diào)節(jié)致冷平均功率,實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)節(jié);時(shí)基集成電路IC1輸出端3輸出正脈沖的長短可以決定半導(dǎo)體致冷塊T4先后兩波電流脈沖的間隔,實(shí)現(xiàn)致冷間歇調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求
1.一種溫度脈沖刺激的方法,其特征在于它包括以下步驟A.給出一時(shí)間較長的脈沖電壓加在半導(dǎo)體致冷塊兩端;B.給出一連串占空比較大的脈沖電壓加在所述半導(dǎo)體致冷塊兩端,或,給出電壓較所述步驟A為低但時(shí)間較長的脈沖電壓加在所述半導(dǎo)體致冷塊兩端;C.給出時(shí)間更長的一連串占空比較小的電壓,甚至等于零的低電壓加在所述半導(dǎo)體致冷塊兩端;D.重復(fù)所述步驟A,B,C。
2.一種溫度脈沖裝置,由兩個(gè)獨(dú)立的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(I),(II),開關(guān)電路(III),半導(dǎo)體致冷塊(T4)組成,其中,頻率高的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(II)作溫度脈沖控制;頻率低的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(I)作溫度脈沖間歇控制;所述兩個(gè)獨(dú)立的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(I),(II)的輸出,以“邏輯與”的關(guān)系通過開關(guān)電路(III)控制前述半導(dǎo)體致冷塊(T4)工作;其特征在于它還包括脈沖延時(shí)電路(V),所述脈沖延時(shí)電路(V)的輸入端接所述作溫度脈沖控制的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(II)的充電電路的充電電容(C2)正極,所述脈沖延時(shí)電路(V)的輸出端接所述作溫度脈沖間歇控制的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(I)的輸出端(3)。
3.一種如權(quán)利要求2所述的溫度脈沖裝置,其特征在于所述脈沖延時(shí)電路(V)由二極管(E),電容(G)以及二極管(F)組成;其中二極管(E)的正極作為所述脈沖延時(shí)電路(V)的輸入端;二極管(E)的負(fù)極接電容(G)的正極,電容(G)的負(fù)極接地;所述電容(G)的正極接二極管(F)的正極;二極管(F)的負(fù)極作為所述脈沖延時(shí)電路的輸出端。
全文摘要
一種溫度脈沖刺激的方法與溫度脈沖裝置,在溫度脈沖的起始段使半導(dǎo)體致冷塊輸出較大的平均制冷功率,達(dá)到人體皮膚溫度迅速降低,感覺刺激十分明顯的效果;而在溫度脈沖的平穩(wěn)段使半導(dǎo)體致冷塊輸出較小的平均制冷功率,從而使皮膚溫度不致過低,因而使人感到舒適;然后使半導(dǎo)體致冷塊輸出更小的功率,使皮膚溫度在兩個(gè)溫度脈沖的間歇中得到回升,可以感覺下一次溫度脈沖刺激。依照本發(fā)明提出的溫度脈沖刺激的方法與溫度脈沖裝置制成的頭部溫度調(diào)節(jié)器,結(jié)構(gòu)簡單,成本低,溫度脈沖刺激顯著,溫度適宜,使人舒適,清醒。
文檔編號(hào)A61H39/06GK1451366SQ0211742
公開日2003年10月29日 申請日期2002年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月19日
發(fā)明者張征宇, 朱旦 申請人:張征宇, 朱旦