本發明涉及家用及醫療輔助儀器技術領域,特別涉及一種電子降溫儀。
背景技術:
兒童發燒是一種常見疾病,當體溫在39℃以下時臨床上建議采用物理降溫,特別是體溫超過39℃以后,由于兒童身體尚不完全發育,對大腦損害最大,甚至容易產生大腦功能紊亂而造成意識不清、全身抽搐等癥狀,醫學上稱高溫驚厥。如不及時護理,抽搐次數過多,會造成腦細胞損傷,影響智力發育。傳統的物理降溫方式如降溫貼、冰袋、濕毛巾、酒精擦拭等都存在種種缺陷,因此,市場需要一種安全、有效、輕便、可隨身攜帶的降溫設備。
現有技術中,利用半導體制冷片為制冷部件的降溫儀產品的制冷結構主要由以下等部件構成:
a.半導體制冷片,作用為產生冷源,一面制冷,另一面制熱;
b.散熱片,作用為增大散熱面積;
c.風扇,作用為加強通風,制造連續的空氣對流,循環散熱;
d.導冷金屬板,作用為將制冷片冷面的冷源傳遞給導冷介質;
e.導冷介質,因半導體制冷片所連接的導冷金屬板無法將冷源均勻傳遞出去,所以需要利用水囊或水袋等導冷介質,將導冷金屬板上不均勻的冷源均勻傳遞出去,以減少傳遞過程所損耗的冷量。
上述技術方案有以下缺陷:降溫儀形狀(尤其是導冷組件的形狀)固定不能變形,只能貼合一種人體額頭形狀,通用性差、貼合度低、舒適度低。而貼合不完全則傳冷面積減小,降溫效率低,并且局部溫度過低會導致冷量消耗大、功耗大,不僅不能很好地起到降溫作用,而且功耗大、制作成本高。
因此,如何提高降溫儀的通用性、貼合度和舒適度,是目前本領域技術人員亟待解決的技術問題。
技術實現要素:
有鑒于此,本發明的目的在于提供一種電子降溫儀,采用金屬編帶作為柔性導冷材料,代替現有技術中的金屬導冷板,能貼合適應不同形狀的額頭,不僅成本低廉,而且具有較高的通用性、貼合度和舒適度。
為實現上述目的,本發明提供如下技術方案:
一種電子降溫儀,通過金屬編帶將制冷片冷面的冷源傳遞給導冷介質,所述金屬編帶為由多根金屬絲編制而成的柔性帶狀體。
優選地,在上述電子降溫儀中,所述金屬絲為鋁材質。
優選地,在上述電子降溫儀中,還包括起毛布,
所述起毛布位于所述金屬編帶靠近所述制冷片的一側,且與所述金屬編帶固連;
所述導冷介質位于所述金屬編帶的靠近人體額頭的一側,通過薄膜包覆定型,且與所述金屬編帶固連。
優選地,在上述電子降溫儀中,所述導冷介質為水凝膠材料,所述薄膜為PU薄膜或TPU薄膜。
優選地,在上述電子降溫儀中,所述起毛布、所述金屬編帶、所述導冷介質和所述薄膜通過模具熱壓成型,以固連構成導冷組件。
優選地,在上述電子降溫儀中,還包括底座,
PCB板組、所述制冷片、散熱片、散熱風扇均安裝在所述底座內;
控制按鈕安裝在所述底座的外側;
頭帶通過頭帶壓條安裝在所述底座的兩端;
所述底座的底部設置有安裝孔,所述制冷片位于所述安裝孔內,且與所述導冷組件接觸。
優選地,在上述電子降溫儀中,
所述起毛布上與所述制冷片對應的位置設置有避位通孔;
所述金屬編帶上與所述制冷片對應的位置設置有銅片,螺絲穿過所述銅片和所述避位通孔,將所述銅片與所述底座固連。
優選地,在上述電子降溫儀中,還包括:
網罩,所述網罩上與所述散熱風扇對應的位置設置有進風孔,與所述散熱片對應的位置設置有出風孔,所述網罩的兩端分別與所述底座連接;
防塵網架,為框架結構,且位于所述網罩的內側面和所述底座之間;
設置于所述框架結構上的篩網,所述篩網上設置有防塵孔,所述防塵孔的孔徑小于所述進風孔和/或所述出風孔的孔徑;
擋片,設置于所述網罩的內側且位于所述進風孔和所述出風孔之間,防止熱風回流到所述進風孔。
優選地,在上述電子降溫儀中,所述篩網由尼龍線編織制作而成,并且,所述防塵網架和所述篩網一起注塑成型。
優選地,在上述電子降溫儀中,所述電子降溫儀采用USB接口、5V-1A輸出的移動電源供電;
和/或,所述散熱片為整體加工而成的密齒散熱片;
和/或,所述散熱風扇為無框風扇。
從上述技術方案可以看出,本發明提供的電子降溫儀中,采用金屬編帶,作為柔性導冷材料,代替現有技術中的金屬導冷板,即通過金屬編帶將制冷片冷面的冷源傳遞給導冷介質。該金屬編帶由于是編制或編織而成,故具有一定的柔度,可以彎曲變形,能貼合適應不同形狀的額頭,其通用性、貼合度和舒適度均得到有效提高。而且,貼合度高,則不會出現局部溫度過低,冷量消耗大的問題,故有利于提高熱傳遞效率,利于節能。此外,相對于現有技術中的導冷金屬板,該金屬編帶成本更加低廉。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案,下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明實施例提供的電子降溫儀的整體結構示意圖;
圖2為本發明實施例提供的電子降溫儀的佩戴效果圖;
圖3為本發明實施例提供的電子降溫儀的分解示意圖;
圖4為本發明實施例提供的導冷組件的分解示意圖;
圖5為本發明實施例提供的電子降溫儀的側視剖視圖;
圖6為本發明實施例提供的底座的結構示意圖;
圖7為本發明實施例提供的底座、頭帶、頭帶壓條的裝配結構示意圖;
圖8為圖7的俯視圖;
圖9為本發明實施例提供的散熱風扇和散熱片的裝配結構示意圖;
圖10為圖9的俯視圖;
圖11為本發明實施例提供的底座、散熱風扇、散熱片、制冷片的裝配結構示意圖;
圖12為圖11的俯視圖;
圖13為本發明實施例提供的底座、制冷片、PCB板組的裝配結構示意圖;
圖14為圖13的俯視圖;
圖15為本發明實施例提供的電源方案圖。
其中:1-網罩,2-防塵網架,3-散熱風扇,4-散熱片,5-擋片,
6-制冷片,7-PCB板組,8-底座,9-控制按鈕,10-頭帶,
11-頭帶壓條,12-導冷組件,13-電源線,
121-起毛布,122-金屬編帶,123-導冷介質,124-薄膜。
具體實施方式
本發明公開了一種電子降溫儀,采用金屬編帶作為柔性導冷材料,代替現有技術中的金屬導冷板,能貼合適應不同形狀的額頭,不僅成本低廉,而且具有較高的通用性、貼合度和舒適度。
下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。
請參閱圖1至圖15,圖1為本發明實施例提供的電子降溫儀的整體結構示意圖,圖2為本發明實施例提供的電子降溫儀的佩戴效果圖,圖3為本發明實施例提供的電子降溫儀的分解示意圖,圖4為本發明實施例提供的導冷組件的分解示意圖,圖5為本發明實施例提供的電子降溫儀的側視剖視圖,圖6為本發明實施例提供的底座的結構示意圖,圖7為本發明實施例提供的底座、頭帶、頭帶壓條的裝配結構示意圖,圖8為圖7的俯視圖,圖9為本發明實施例提供的散熱風扇和散熱片的裝配結構示意圖,圖10為圖9的俯視圖,圖11為本發明實施例提供的底座、散熱風扇、散熱片、制冷片的裝配結構示意圖,圖12為圖11的俯視圖,圖13為本發明實施例提供的底座、制冷片、PCB板組的裝配結構示意圖,圖14為圖13的俯視圖,圖15為本發明實施例提供的電源方案圖。
本發明實施例提供的電子降溫儀中,通過金屬編帶122將制冷片6冷面的冷源傳遞給導冷介質123。其中,金屬編帶122為由多根金屬絲編制而成的柔性帶狀體。其中,金屬編帶122由多根金屬絲編制而成,是指金屬編帶122可通過手工編織而成,也可利用機器編織得到,本發明對其制造過程不做具體限定。
從上述技術方案可以看出,本發明實施例提供的電子降溫儀中,采用金屬編帶122,作為柔性導冷材料,代替現有技術中的金屬導冷板,即通過金屬編帶122將制冷片6冷面的冷源傳遞給導冷介質123。該金屬編帶122由于是編制或編織而成,故具有一定的柔度,可以彎曲變形,能貼合適應不同形狀的額頭,其通用性、貼合度和舒適度均得到有效提高。而且,貼合度高,則不會出現局部溫度過低,冷量消耗大的問題,故有利于提高熱傳遞效率,利于節能。此外,相對于現有技術中的導冷金屬板,該金屬編帶122成本更加低廉。
本發明實施例提供的電子降溫儀的基本工作原理:制冷片6通電后將產生的冷量傳遞到金屬編帶122,然后傳遞到導冷介質123,再傳遞到人體表皮。由于人體溫度高于導冷介質123的溫度,故人體表皮和導冷介質123之間根據熱傳遞原理進行熱交換,以到達對人體降溫的目的。此外,主要通過散熱風扇3與散熱片4將制冷片6另一面產生的熱量強制傳遞到空氣中去,整個過程持續循環,從而達到恒定的降溫效果。
在具體實施例中,上述金屬編帶122采用的金屬絲為鋁材質。但是并不局限于此,采用其他金屬材料(例如鋼絲、銅絲等)也可以,但是鋁絲在這些金屬材料中具有質量輕、導冷性能優的特點,所以采用鋁絲制造上述金屬編帶122是本發明要保護的首選方案。
其中,鋁材質的金屬絲的線經是通用規格,制造過程中一般對金屬絲的根數有要求,而鋁編織方法有多種方式,本發明在此不做特定要求。
在具體實施例中,如圖3和圖4所示,上述電子降溫儀中的導冷組件12具體包括起毛布121、金屬編帶122、導冷介質123和薄膜124。其中,起毛布121位于金屬編帶122的靠近制冷片6的一側,且與金屬編帶122固連;導冷介質123位于金屬編帶122的靠近人體額頭的一側,通過薄膜124包覆定型,且與金屬編帶122固連。
現有技術中的電子降溫儀,因為導冷金屬板傳遞冷量不均勻,故需要增加另外一種導冷介質將冷量均勻傳導到人體表皮,該導冷介質一般為水袋。但是,通過水袋將冷源均勻傳遞到人體表皮,不僅制造工藝較為復雜,而且熱效率(作用于人體的有效熱交換水平)低,傳遞損耗的冷源較大,導致功耗大,續航能力弱,必須使用專用的電池或電源適配器供電,續航能力僅為1-2h(輸入功率9V-2A),使用時間短,如果要增加續航時間則會使電池體積成倍增加,增加攜帶負擔。
針對上述問題,本發明使用水凝膠材料作為導冷介質123,將冷源均勻傳遞到人體表皮,導冷速度快,熱效率較高,降低了冷量損耗,降低了功耗。從而可以使用常規的USB接口的5V-1A輸出的移動電源(輸入功率5W,作用于人體的能量只有少許衰減),使用更加便捷、靈活,在相同電量的條件下,續航時間為4個小時,比現有技術方案增加3小時左右的使用時間,而且很方便更換移動電源以獲得更長的使用時間。
并且,在具體實施例中,上述薄膜124為PU薄膜或TPU薄膜。其中,起毛布121和薄膜124起到封閉和密封的作用,以防止凝膠材料水分蒸發。但是,并不局限于此,上述導冷組件中還可以采用其它柔軟不透氣材料作為密封層,本發明對此不作具體限定。
具體地,金屬編帶122的邊緣是先通過模具壓成固定的尺寸,然后被起毛布121、水凝膠材料和薄膜124包裹并利用熱壓設備熱壓成型,以達到封裝的目的。這樣制得的導冷組件12,不僅冷量傳遞效果好,而且非常柔軟,舒適性好,可適應不同頭型。
此外,在具體實施例中,上述電子降溫儀中還包括底座8。其中,如圖3和圖4所示,導冷組件12中,起毛布121上與制冷片6對應的位置設置有避位通孔(優選為方形孔);金屬編帶122上與制冷片6對應的位置設置有銅片(優選為方形銅片),螺絲穿過銅片和避位通孔,將銅片與底座8固連。可見,起毛布121的中心開設避位通孔是為了讓制冷片6與銅片直接接觸,起到避位作用。由于金屬編帶材質柔軟,螺絲不能直接鎖在金屬編帶上,故金屬編帶122上設置有銅片,其作用是為了將導冷組件12和底座8進行鎖附固定。
進一步地,如圖3和圖5所示,在上述電子降溫儀中,PCB(Printed Circuit Board,印制電路板)板組7、制冷片6、散熱片4、散熱風扇3均安裝在底座8的內部,按鈕9安裝在底座的外側,頭帶10通過頭帶壓條11安裝在底座8的兩端,底座8的底部設置有安裝孔,制冷片6位于安裝孔內,且與導冷組件接觸,制冷片6為半導體制冷片。其中,制冷片6和散熱風扇3的電能由移動電源供給。
現有技術中使用鋁型材作為散熱片,因工藝的限制,單位體積的散熱表面積有限,且與散熱風扇之間的固定方式為疊加,這樣的方式導致電子降溫儀的體積較大,質量較重,不便于佩戴。而本發明具體實施例中,采用的散熱片4為密齒散熱片,通過整體加工而成,整個散熱片4中的每個散熱單片厚度更薄,整個散熱片4中單位體積的散熱面積更大。從而,與現有技術相比,本發明具體實施例提供的密齒散熱片,利用更小的體積便可達到同樣的散熱面積,占用空間更小;或者散熱片的體積相同,但其散熱面積更大,散熱效果得到有效提升。
并且,本發明具體實施例中,采用的散熱風扇3為無框風扇(即取消現有技術中散熱風扇的外框所得到的風扇),該無框風扇3放置在密齒散熱片中,即如圖9和圖10所示,密齒散熱片的中間部位設置有用于放置無框風扇3的安裝空位,密齒散熱片的兩端為多個散熱單片以增大散熱面積、構成散熱通道,可有效提高散熱效率,減少散熱模塊的體積和重量。可見,無框風扇3和超薄密齒散熱片,結合風扇內置這樣的布置結構,可以令散熱模塊的布局空間更加合理,達到減小產品體積并使其更加輕薄、便于佩戴的目的。
進一步地,如圖3和圖5所示,在上述電子降溫儀中,還包括網罩1、防塵網架2、篩網和擋片5。其中,網罩1,網罩1上與散熱風扇對應的位置設置有進風孔,與散熱片4對應的位置設置有出風孔,網罩1的兩端分別與底座8連接;防塵網架2位于網罩1的內側面和底座5之間,并且防塵網架2為框架結構(尤其是與網罩1上的通風孔對應的位置為框架結構);篩網設置于該框架結構上,篩網上設置有防塵孔,該防塵孔的孔徑小于網罩1上的通風孔(進風孔和出風孔)的孔徑;擋片5設置于網罩1的內側且位于進風孔和出風孔之間,用于防止熱風回流到進風孔。具體地,上述篩網由尼龍線編織制作而成,構成300目的尼龍網,頭發都不能通過篩網上的防塵孔,防塵網架2和篩網一起注塑成型。并且,網罩1一般為金屬網罩,在通孔工藝上實現不了太小孔徑的設置,因此通過設置帶篩網的防塵網架2來達到防塵效果。
綜上可見,本發明具體實施例提供的電子降溫儀中各零部件的基本作用如下:
網罩1,作用為外觀件,設置通風孔(進氣孔和出氣孔),保護機器內部元器件;
防塵網架2,作用為防止頭發與異物進入機器內部;
散熱風扇3,作用為強制增加空氣對流,提升散熱效率;
散熱片4,作用為增大散熱面積;
擋片5,作用為防止熱風回流到進風孔處,增加散熱效果;
PCB板組7(又稱PCB主板),作用為控制機器運作程序;
制冷片6,作用為將電能轉化為制冷源;
底座8,作用為外觀件,并安裝和保護機器內部元器件;
控制按鈕9,作用為用于實現開關機機器和切換的功能;
頭帶10,作用為將機器佩戴在頭部;
頭帶壓條11,作用為固定頭帶;
起毛布121,作用為與PU薄膜或TPU薄膜一起熱壓封裝水凝膠材料和金屬編帶;
金屬編帶122,作用為作為柔性導冷材料將制冷片的冷量傳遞出去,因為是柔性材料,故可以彎曲變形以適應不同的額頭形狀和大小;
導冷介質123,作用為將金屬編帶上的冷量均勻傳導到人體表皮,柔軟舒適;
薄膜124,用于固定水凝膠材料。
最后,還需要說明的是,在本文中,術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含,從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素,而且還包括沒有明確列出的其他要素,或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下,由語句“包括一個……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述,每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處,各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
對所公開的實施例的上述說明,使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的,本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下,在其它實施例中實現。因此,本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例,而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。