CN104748538A - 一种低温红外辐射板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低温红外辐射板，包括低温红外辐射元件和封装装置，所述低温红外辐射元件设置在封装装置内，低温红外辐射元件包括绝缘底材、红外辐射涂层、银基电极、无机电热层和导线引出端，红外辐射涂层制备在绝缘底材的一侧表面，银基电极、无机电热层和导电引出端制备在绝缘底材的另一侧表面，本发明设计简洁合理，实现了近距离低温面辐射，在物料低温干燥脱水的时，达到表里干燥均匀，可最大限度的保持物料原有的活性物质、营养成分，色香味、柔韧性及原始形态，特别适用于茶叶、燕窝、中草药等中高端物料的低温精细干燥。

Description

一种低温红外辐射板

技术领域

本发明涉及红外辐射应用技术领域，特别是一种低温红外辐射板。 

背景技术

在生活中和工业生成中，存在对物品、食物等各种各样的物料进行干燥的需求，以便达到延长保持周期的目的。目前通常采用的是热干燥，即以空气为传热介质，通过提高空气的温度，将热能传给被干燥物体，实现对物体干燥脱水，常见的有电加热、火加热、电阻丝加热等，这些技术均已经相当成熟，应用方便。但是干燥过程，特别是食品加工过程存在以下问题：表面脱水干燥较快、内部干燥缓慢，干燥质量较差，耗能高；难以实现低温干燥，需要通过提高空气温度，才能达到提高干燥速度的目的，才能使被干燥食品不变质，但干燥后的产品干脆，容易断裂、破碎，运输极其不便，造成大量损失，同时难以保持物体原有的活性物质、营养物质，色香味容易受到影响。 

与现有技术相比较，本发明利用红外线实现干燥，红外线是波长介乎微波与可见光之间的电磁波，波长在760纳米至1毫米之间，是波长比红光长的非可见光，红外干燥脱水具有以下优势： 

（1）动物/植物这类生命体和一般非生命物体的体内及体表存在大量的水，水基本存在形式有三种：表水、游离水和生化结构水，水分子对红外线的吸收率接近100%，水分子吸收红内外线后，其红外线的波能量直接转变成水分子的动能，可在低温下使水分子快速蒸发，实现低温快速干燥；

（2）红外线能直接穿透到物体内部，深度可达6-10厘米，因此可对物体内部及表层同时干燥脱水，达到内外均匀干燥的目的；

（3）红外线是公认的生命光波，在实现低温干燥脱水的同时，可最大限度保持物体原有的活性物质、营养物质，色香味、柔韧性及原始形态。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种面辐射、低温辐射、干燥脱水效果佳的低温红外辐射板。 

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种低温红外辐射板，包括低温红外辐射元件和封装装置，所述低温红外辐射元件设置在封装装置内，低温红外辐射元件包括绝缘底材、红外辐射涂层、银基电极、无机电热层和导线引出端，红外辐射涂层制备在绝缘底材的一侧表面，银基电极、无机电热层和导电引出端制备在绝缘底材的另一侧表面，银基电极设置在无机电热层两端，银基电极与导电引出端电连接。 

进一步的，所述的封装装置包括封装塑料框、锁扣、隔热毡和绝缘板，所述低温红外辐射元件的数量为1个，低温红外辐射元件设置在封装塑料框内部，低温红外辐射元件制备有银基电极、无机电热层和导电引出端的一侧上方依次设置有隔热毡和绝缘板，封装塑料框外部用锁扣紧固。 

进一步的，所述的封装装置包括封装塑料框和锁扣，所述低温红外辐射元件的数量为2个，两个低温红外辐射元件相向一起设置于封装塑料框内部，制备有红外辐射涂层的一侧表面均向外，封装塑料框外部锁扣紧固。 

进一步的，所述的绝缘底材可采用建筑瓷砖、玻化陶瓷板、钢化玻璃、微晶玻璃、陶瓷玻璃、石英玻璃、氧化锆陶瓷或表面做绝缘处理的金属板。 

进一步的，所述的无机电热层由石墨粉和易熔非晶瓷粉制成，无机电热层的厚度范围是0.1—0.5毫米。 

进一步的，所述的银基电极和导电引出端由银粉和易熔非晶瓷粉制成。 

进一步的，低温红外辐射元件的工作温度范围是55℃～150℃，低温红外辐射元件的功率密度范围是0.06瓦/平方厘米—0.50瓦/平方厘米。 

进一步的，所述的低温红外辐射元件上粘结固定有热偶电阻或热敏电阻。 

进一步的，所述隔热毡的材质为硅酸铝棉、岩棉或陶瓷纤维棉。 

进一步的，所述绝缘板的材质为人工云母板、耐温塑料板或经绝缘处理的金属板。

本发明具有以下优点： 

1、设计开发合理结构的低温红外辐射板，实现面辐射、低温辐射，能够达到内外干燥均匀，在实现低温干燥脱水的同时，可最大限度保持物体原有的活性物质、营养物质，色香味、柔韧性及原始形态，特别适用于茶叶、燕窝等物品干燥，方便干燥后的运输，保证物品的完整性和原始形态；

2、结构设计合理简单，生产成本低，容易实现产业化，可以方便根据实际需求需要，改变具体形状结构，应用范围广。

附图说明

图1为低温红外辐射板元件示意图。 

图2为含有热偶电阻的低温红外单面辐射板元件示意图。 

图3为低温红外辐射板封装单元结构示意图。 

图4为低温红外单面辐射板封装单元结构分解示意图。 

图5为低温红外双面辐射板封装单元结构分解示意图。 

图6为多个低温红外辐射板封装单元封装成组件的示意图。 

图7为易熔非晶瓷粉制作工艺流程示意图。 

图中：1-低温红外辐射板元件，2-封装塑料框，3-锁扣，4-线槽盖板，5-导线引出端，6-电源接线焊点，7-银基电极，8-绝缘底材，9-无机电热层，10-红外辐射涂层，11-隔热毡，12-绝缘板，13-热偶电阻，14-组件固定架。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。 

如图1、图2所示，低温红外辐射元件1是实现低温红外干燥的关键部件，包括绝缘底材8、红外辐射涂层10、银基电极7、无机电热层9和导线引出端5，红外辐射涂层10制备在绝缘底材8的一侧表面，银基电极7、无机电热层9和导电引出端5制备在绝缘底材8的另一侧表面，银基电极7设置在无机电热层9两端，银基电极7与导电引出端5电连接。其中在绝缘底材8上设置有电源接线焊点6，用于银基电极7与导电引出端5的电连接。 

其中，绝缘底材8可采用建筑瓷砖、玻化陶瓷板、钢化玻璃、微晶玻璃、陶瓷玻璃、石英玻璃、氧化锆陶瓷或表面做绝缘处理的金属板；无机电热层9由石墨粉和易熔非晶瓷粉制成，无机电热层的厚度范围是0.1—0.5毫米；银基电极7和导电引出端5由银粉和易熔非晶瓷粉制成。 

上述的易熔非晶瓷粉的化学成分重量百分含量为： 

二氧化锂（Li₂O):    8%-----27%；

氧化铅（PbO):  23%----36%；

五氧化二憐(P₂0₅):9%-----33%；

三氧化二硼(B₂0₃):7% ----29%；

二氧化硅(Si0₂)：3%-----16%；

氧化铜(CuO)：0-----0.5%。

如图7所示，易熔非晶瓷粉制作实施例1：选择设计的易熔非晶瓷粉的产品配比为（重量%）：五氧化二憐(P205):26%；二氧化锂（Li2O):30%；氧化铅（PbO):18%；三氧化二硼（B203):16%；二氧化硅(Si02)：9%；氧化铜(CuO)：1% ；按照化学当量换算准备原材料，全部原原材料必须经粉碎并能通过80目标准筛，五氧化二憐(P205)和二氧化锂（Li₂O)较易吸湿，应注意防潮，氧化铜(CuO)是添加剂，应最后加入，全部原料严格按配比称重并混合在一起后，须经混料机仔细混匀，其不均匀度应小于2%；高温合成可在厢式马弗炉内进行，使用高铝坩埚、粘土坩埚或化学瓷坩埚，高温合成的温度为790摄氏度，高温反应的时间一般应持续40分钟以上，反应完全的特征是坩埚内的熔融料均匀澄清，必要时可用不锈钢棒搅拌均匀，出料后经粉碎球磨，过300膜标准筛，即完成了易熔非晶瓷粉的制备。本实施例制备的易熔非晶瓷粉的烧结起始软化温度为380-400摄氏度。 

进一步的，低温红外辐射元件1的工作温度范围是55℃～150℃，如图2所示，在必要的时候可以通过粘接固定的热偶电阻13或热敏电阻，进行调控温度；低温红外辐射元件1的功率密度范围是0.06瓦/平方厘米—0.50瓦/平方厘米。 

如图3所示，低温红外辐射板封装单元结构，包含单片低温红外辐射板的封装结构，包括低温红外辐射元件1和封装装置，所述低温红外辐射元件1设置在封装装置内，其中，绝缘底材8具有绝缘作用，因此在低温红外辐射元件1具有绝缘底材8一侧可以直接暴露在外侧，而无需设置其他绝缘、隔热封装装置。在实施例中，封装装置还设置了线槽盖板4，用于装置使用时的一些电线，使得产品更为紧凑、整齐。 

如图4、图5所示，低温红外辐射板可采用两种基本配置，一种为低温红外单面辐射板封装单元，即含有单片低温红外辐射元件封装配置；另一种为低温红外双面辐射板封装单元，即含有双片低温红外辐射元件封装配置。 

如图4所示，低温红外单面辐射板封装单元结构分解示意图，封装装置包括封装塑料框2、锁扣3、隔热毡11和绝缘板12，低温红外辐射元件1设置在封装塑料框内部，低温红外辐射元件上方设置有隔热毡11，隔热毡11上方设置有绝缘板12，锁扣3设置在封装塑料框2外部。其中锁扣3包括上扣部和下扣部，下扣部和上扣部扣合将低温红外辐射元件1和封装装置固定在一起，确保各部件不脱落。 

其中，隔热毡11的材质为硅酸铝棉、岩棉或陶瓷纤维棉；绝缘板12的材质为人工云母板、耐温塑料板或经绝缘处理的金属板。 

如图5所示，低温红外双面辐射板封装单元结构分解示意图，封装装置包括封装塑料框和锁扣，两个低温红外辐射元件相向一起设置于封装塑料框内部，低温红外辐射单元的绝缘底材朝外，锁扣设置在封装塑料框外部，下扣部和上扣部扣合将低温红外辐射元件1和封装装置固定在一起，确保各部件不脱落。 

如图6所示，多个低温红外辐射板封装单元封装成组件的示意图，将多个低温红外辐射板封装单元固定于组件固定架14上，所安装低温红外辐射板封装单元的数量依据具体需要设定。其中，固定架14上设置有线槽，因此在封装多个单元组件时，封装单元无需设置线槽盖板4。 

优选实施例1：低温红外辐射板封装单元。 

绝缘底材采用200毫米×300毫米×7毫米的建筑釉面砖，低温红外辐射元件的数量为1个，设置在封装塑料框内（塑料框采用普通耐温塑料），红外辐射涂层制备在瓷砖粗陶面朝外，银基电极、无机电热层和导电引出端制备在瓷砖光亮釉面朝内，导电引出端与电源线连接，然后用5毫米厚的硅酸铝隔热毡和1毫米厚的人工云母板封盖，用锁扣紧固。无机电热层由石墨粉和易熔非晶瓷粉制成，厚度范围为0.2毫米，银基电极和导电引出端由银粉和易熔非晶瓷粉制成。本实施例的功率密度是0.12瓦/平方厘米，工作温度上限是120℃。本实施例的有益效果是：采用建筑釉面砖为绝缘底材，成本低寿命长，制成的低温红外辐射板能发出广谱远红外，可用于制造链板式烘干机、传动带式干燥机、厢式多层干燥箱等，很适于茶叶、蘑菇、中草药、燕窝、中药制剂等的中高端物料的低温精细干燥。 

优选实施例2：双面加热的低温红外辐射板封装单元。 

采用200毫米×300毫米×1.2毫米的人工云母板为绝缘底材，低温红外辐射元件的数量为2个，均设置在封装塑料框内，人工云母板制备有红外辐射涂层的一侧朝外，人工云母板制备有银基电极、无机电热层和导电引出端的另一侧朝内，导电引出端均与电源线连接，用锁扣紧固。无机电热层由石墨粉和易熔非晶瓷粉制成，厚度范围为0.3毫米，银基电极和导电引出端由银粉和易熔非晶瓷粉制成。本实施例的功率密度是0.15瓦/平方厘米，工作温度上限是160℃。本实施例的有益效果是：采用人工云母板为绝缘底材，材料易得，成本不高，轻巧不宜碎裂，其他同实施例1。 

优选实施例3：带热偶的低温红外辐射板。 

采用200毫米×300毫米×5毫米的钢化玻璃为绝缘底材，一侧制备有红外辐射涂层，另一侧制备有银基电极、无机电热层和导电引出端，在无机电热层的缝隙位置，采用粘接工艺固定一只K型热偶，导电引出端均与电源线连接。本实施例的有益效果是：粘接固定了K型热偶并配合K型控温仪表，可以十分方便的实现干燥设备的控温和调温。 

Claims (10)

1.一种低温红外辐射板，其特征在于：包括低温红外辐射元件和封装装置，所述低温红外辐射元件设置在封装装置内，低温红外辐射元件包括绝缘底材、红外辐射涂层、银基电极、无机电热层和导线引出端，红外辐射涂层制备在绝缘底材的一侧表面，银基电极、无机电热层和导电引出端制备在绝缘底材的另一侧表面，银基电极设置在无机电热层两端，银基电极与导电引出端电连接。

2.根据权利要求1所述的低温红外辐射板，其特征在于：所述的封装装置包括封装塑料框、锁扣、隔热毡和绝缘板，所述低温红外辐射元件的数量为1个，低温红外辐射元件设置在封装塑料框内部，低温红外辐射元件制备有银基电极、无机电热层和导电引出端的一侧上方依次设置有隔热毡和绝缘板，封装塑料框外部用锁扣紧固。

3.根据权利要求1所述的低温红外辐射板，其特征在于：所述的封装装置包括封装塑料框和锁扣，所述低温红外辐射元件的数量为2个，两个低温红外辐射元件相向一起设置于封装塑料框内部，制备有红外辐射涂层的一侧表面均向外，封装塑料框外部锁扣紧固。

4.根据权利要求1所述的低温红外辐射元件，其特征在于：所述的绝缘底材可采用建筑瓷砖、玻化陶瓷板、钢化玻璃、微晶玻璃、陶瓷玻璃、石英玻璃、氧化锆陶瓷、人工云母板或表面做绝缘处理的金属板。

5.根据权利要求1所述的低温红外辐射元件，其特征在于：所述的无机电热层由石墨粉和易熔非晶瓷粉制成，无机电热层的厚度范围是0.1—0.5毫米。

6.根据权利要求1所述的低温红外辐射元件，其特征在于：所述的银基电极和导电引出端由银粉和易熔非晶瓷粉制成。

7.根据权利要求1所述的低温红外辐射元件，其特征在于：所述的低温红外辐射元件的工作温度范围是55℃～150℃，低温红外辐射元件的功率密度范围是0.06瓦/平方厘米—0.50瓦/平方厘米。

8.根据权利要求1所述的低温红外辐射元件，其特征在于：所述的低温红外辐射元件上粘接固定热偶电阻或热敏电阻。

9.根据权利要求2所述的低温红外辐射元件，其特征在于：所述隔热毡的材质为硅酸铝棉、岩棉或陶瓷纤维棉。

10.根据权利要求2所述的低温红外辐射元件，其特征在于：所述绝缘板的材质为人工云母板、耐温塑料板或经绝缘处理的金属板。