專利名稱：頭部溫度調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種頭部溫度調(diào)節(jié)器，特別涉及一種以半導(dǎo)體致冷塊為冷源的頭部溫度調(diào)節(jié)器。
夏季處于駕駛等高溫崗位的人們，以及處發(fā)燒狀態(tài)的病人，需要較大功率冷卻頭部。
中國實用新型專利CN 98 2 32645.9報道了一種半導(dǎo)體致冷清涼頭環(huán)。它采用與頭部形狀相適應(yīng)的排列成弧形的半導(dǎo)體致冷堆為冷源，實現(xiàn)對頭部的局部降溫。由于該技術(shù)將半導(dǎo)體致冷堆排列成弧形，造成其生產(chǎn)復(fù)雜，成本上升。同時存在半導(dǎo)體致冷塊的散熱功率限制，不能達到較大功率的頭部溫度調(diào)節(jié)要求。
中國實用新型專利00 2602288報道了一種以半導(dǎo)體致冷塊為冷源的頭部溫度調(diào)節(jié)器。其技術(shù)方案是將半導(dǎo)體致冷塊的散熱面粘貼在散熱器的熱傳入面上，組成半導(dǎo)體溫度調(diào)節(jié)單元，并安裝在頭帶環(huán)上。半導(dǎo)體致冷塊的工作電流是由脈沖控制電路提供的脈動電流。通過調(diào)整所述半導(dǎo)體致冷塊的工作脈動電流的脈沖長短，與兩次脈沖之間的時間間隔，即可實現(xiàn)調(diào)節(jié)頭部溫度與刺激間歇。這一方案雖然解決了溫度調(diào)節(jié)問題及實現(xiàn)了間隔溫度刺激，但存在半導(dǎo)體致冷塊的散熱功率限制，也不能達到較大功率的頭部溫度調(diào)節(jié)要求。
本發(fā)明的目的就在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，能提供較大功率的頭部溫度調(diào)節(jié)器。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種頭部溫度調(diào)節(jié)器，它包括半導(dǎo)體溫度調(diào)節(jié)單元，泵，頭部液體冷卻部件。所述半導(dǎo)體溫度調(diào)節(jié)單元由半導(dǎo)體致冷塊，散熱片，冷卻風(fēng)機，液體冷卻器組成。所述散熱片緊貼所述半導(dǎo)體致冷塊的散熱面；所述冷卻風(fēng)機冷卻所述散熱片；所述液體冷卻器緊貼所述半導(dǎo)體致冷塊的致冷面；所述泵將所述液體冷卻器中被冷卻的液體送入所述頭部液體冷卻部件，并使之循環(huán)。
為增強使用效果，可以增加溫度控制電路，以控制前述半導(dǎo)體致冷塊工作，或控制前述泵工作，實現(xiàn)調(diào)節(jié)頭部溫度。
為增強使用效果，還可以增加間歇工作電流控制電路，以控制前述半導(dǎo)體致冷塊工作，或控制前述泵工作，實現(xiàn)調(diào)節(jié)溫度刺激間歇。
所述溫度控制電路由無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器與開關(guān)電路組成，所述無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的輸出端接開關(guān)電路的輸入端，所述開關(guān)電路的輸出端接前述半導(dǎo)體致冷塊，或前述泵。通過調(diào)節(jié)所述無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器輸出脈沖的占空比實現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)。
所述間歇工作電流控制電路由無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器與開關(guān)電路組成，所述無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的輸出端接開關(guān)電路的輸入端，所述開關(guān)電路的輸出端接前述半導(dǎo)體致冷塊，或前述泵。通過調(diào)節(jié)所述無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器輸出脈沖的占空比實現(xiàn)工作電流的間歇控制。
當溫度控制電路與間歇工作電流控制電路同時采用時，則溫度控制電路與間歇工作電流控制電路由兩個獨立的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器組成，其中，頻率高的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器作溫度控制；頻率低的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器作間歇工作電流控制；所述兩個獨立的無穩(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，或控制前述泵工作。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現(xiàn)工作電流間歇調(diào)節(jié)。
采用本發(fā)明的頭部溫度調(diào)節(jié)器，由于半導(dǎo)體致冷塊的散熱片采用了冷卻風(fēng)機冷卻，使得頭部溫度冷卻功率可以大大提高；同時，由于起冷卻作用的頭部液體冷卻部件沒有半導(dǎo)體致冷塊及散熱片，因而重量輕，佩帶舒適。
下面結(jié)合附圖，詳細介紹本發(fā)明的一種實施例。
圖1是本發(fā)明的一種實施例頭部溫度調(diào)節(jié)器的總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是實施例的溫度與間歇工作電流控制電路。
參照圖1，頭部溫度調(diào)節(jié)器由半導(dǎo)體溫度調(diào)節(jié)單元IV，泵8，頭部液體冷卻部件1。所述半導(dǎo)體溫度調(diào)節(jié)單IV元由半導(dǎo)體致冷塊5，散熱片6，冷卻風(fēng)機7，液體冷卻器4組成。所述散熱片6緊貼所述半導(dǎo)體致冷塊5的散熱面；所述冷卻風(fēng)機7冷卻所述散熱片6；所述液體冷卻器4緊貼所述半導(dǎo)體致冷塊5的致冷面；所述泵8將所述液體冷卻器4中被冷卻的液體經(jīng)管道2送入所述頭部液體冷卻部件1，并使之經(jīng)過頭部液體冷卻部件1的水道3循環(huán)。
頭部液體冷卻部件1與管道2可以采用軟塑料或硅膠等柔性材料制造；頭部液體冷卻部件1呈便于頭部佩帶的弧形。其貼皮膚一面，采用薄壁結(jié)構(gòu)，如，厚度小于0.3毫米，以利于導(dǎo)熱。為增強導(dǎo)熱效果，也可以在貼皮膚一面鑲?cè)虢饘倨?，使金屬片一面與皮膚接觸，另一面與前述冷卻的液體接觸。
工作時，人體頭部的熱量被頭部液體冷卻部件1的水道3中的冷卻水帶走；當冷卻水在泵8的作用下流經(jīng)液體冷卻器4時，所述熱量被半導(dǎo)體致冷塊5的致冷面吸取，并在帕帖爾效應(yīng)的作用下，送到半導(dǎo)體致冷塊5的散熱面；所述熱量再傳人散熱片6，然后被冷卻風(fēng)機7送出的空氣帶入大氣。
以下參照圖2，介紹圖1實施例的溫度與間歇工作電流控制電路的構(gòu)成與工作原理。
溫度與間歇工作電流控制電路由無穩(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)組成。所述無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(I)由555時基集成電路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時基集成電路IC2，電阻R21，R22，可變電阻RW2，開關(guān)二極管D2，電容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的正極與前述時基集成電路IC1的放電端7，所述開關(guān)二極管D1的負極接前述無穩(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的正極與前述時基集成電路IC2的放電端7，所述開關(guān)二極管D2的負極接前述無穩(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組成的一級放大開關(guān)電路和由電阻R4，R5，三極管BG2組成的二級放大開關(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5的負極；相應(yīng)地，半導(dǎo)體致冷塊5的正極接電源DC的正極。
調(diào)節(jié)前述電位器RW1，就可以調(diào)節(jié)前述電容C1的充放電時間，從而調(diào)節(jié)時基集成電路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的充放電時間，從而調(diào)節(jié)時基集成電路IC2輸出端3的輸出正脈沖的長短。同時，由于無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(II)的充電電路受時基集成電路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，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5停止工作。
因此，時基集成電路IC2輸出端3輸出正脈沖的長短可以決定半導(dǎo)體致冷塊5電流通斷的比例，從而調(diào)節(jié)致冷平均功率，實現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)；時基集成電路IC1輸出端3輸出正脈沖的長短可以決定半導(dǎo)體致冷塊5先后兩波電流脈沖的間隔，實現(xiàn)致冷間歇調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求
1.一種頭部溫度調(diào)節(jié)器，它包括半導(dǎo)體溫度調(diào)節(jié)單元(IV)。所述半導(dǎo)體溫度調(diào)節(jié)單元(IV)包括半導(dǎo)體致冷塊(5)，散熱片(6)，冷卻風(fēng)機(7)。所述散熱片(6)緊貼所述半導(dǎo)體致冷塊(5)的散熱面；所述冷卻風(fēng)機(7)冷卻所述散熱片(6)；其特征在于它還包括頭部液體冷卻部件(1)，泵(8)，液體冷卻器(4)，所述液體冷卻器(4)緊貼所述半導(dǎo)體致冷塊(5)的致冷面，所述泵將所述液體冷卻器(4)中被冷卻的液體送入所述頭部液體冷卻部件(1)，并使之循環(huán)。
2.一種如權(quán)利要求1所述的頭部溫度調(diào)節(jié)器，其特征在于它可以包括溫度控制電路，所述溫度控制電路由無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器與開關(guān)電路組成，所述無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的輸出端接開關(guān)電路的輸入端，所述開關(guān)電路的輸出端接前述半導(dǎo)體致冷塊(5)，或前述泵(8)，通過調(diào)節(jié)所述無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器輸出脈沖的占空比實現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)。
3.一種如權(quán)利要求1所述的頭部溫度調(diào)節(jié)器，其特征在于它還可以包括間歇工作電流控制電路，所述間歇工作電流控制電路由無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器與開關(guān)電路組成，所述無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的輸出端接開關(guān)電路的輸入端，所述開關(guān)電路的輸出端接前述半導(dǎo)體致冷塊(5)，或前述泵(8)，通過調(diào)節(jié)所述無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器輸出脈沖的占空比實現(xiàn)工作電流間歇調(diào)節(jié)。
4.一種如權(quán)利要求1所述的頭部溫度調(diào)節(jié)器，其特征在于它還可以同時包括當溫度控制電路與間歇工作電流控制電路，所述溫度控制電路與間歇工作電流控制電路由兩個獨立的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器組成，其中，頻率高的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(II)作溫度控制；頻率低的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(I)作間歇工作電流控制；所述兩個獨立的無穩(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(III)控制前述半導(dǎo)體致冷塊(5)工作，或控制前述泵8工作。通過調(diào)節(jié)所述頻率高的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(II)輸出脈沖的占空比實現(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(I)輸出脈沖的占空比實現(xiàn)工作電流間歇調(diào)節(jié)。
全文摘要
一種頭部溫度調(diào)節(jié)器,它包括半導(dǎo)體溫度調(diào)節(jié)單元,泵,頭部液體冷卻部件。半導(dǎo)體溫度調(diào)節(jié)單元由半導(dǎo)體致冷塊,散熱片,冷卻風(fēng)機,液體冷卻器組成。由于半導(dǎo)體致冷塊的散熱片采用了冷卻風(fēng)機冷卻,使得頭部溫度冷卻功率可以大大提高；同時,由于起冷卻作用的頭部液體冷卻部件沒有半導(dǎo)體致冷塊及散熱片,因而重量輕,佩帶舒適。
文檔編號F25B21/00GK1422602SQ01140028
公開日2003年6月11日 申請日期2001年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月22日
發(fā)明者張征宇, 朱旦 申請人:張征宇, 朱旦