CN105125002A - 基于压力感应的节能电热毯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于压力感应的节能电热毯，包含外毯、电源模块、控制模块、温度调节模块、定时模块、以及若干均匀设置在外毯中的感应加热模块；控制模块分别和电源模块、定时模块、温度调节模块相连；电源模块用于供电，定时模块用于将定时指令输入至所述控制模块，温度调节模块用于将温度调节指令输入至所述控制模块；所述感应加热模块包含压力传感器、继电器和加热单元，其中，所述加热单元通过继电器与所述控制模块相连。本发明结构简单，使用方便，仅仅在感应到压力的部分进行加热，节能减排，减少安全隐患。

Description

基于压力感应的节能电热毯

技术领域

本发明涉及家用电器领域，尤其涉及一种基于压力感应的节能电热毯。

背景技术

电热毯，又名电褥，是一种接触式电暖器具，它将特制的，绝缘性能达到标准的软索式电热元件呈盘蛇状织入或缝入毛毯里，通电时即发出热量。主要用于人们睡眠时提高被窝里的温度来达到取暖目的。还可用于被褥的去潮除湿。它耗电量少、温度可调节、使用方便、使用广泛，已有100多年的历史。目前已经有新型无辐射电热毯获得国家专利，孕妇、儿童、老人可以放心使用无辐射电热毯。

随着科技的发展，传感器的应用已经日益广泛，传感器替代人们获取各种信息，多传感器信息融合技术的基本原理就像人的大脑综合处理信息的过程一样，将各种传感器进行多层次、多空间的信息互补和优化组合处理，最终产生对观测环境的一致性解释。在这个过程中要充分地利用多源数据进行合理支配与使用，而信息融合的最终目标则是基于各传感器获得的分离观测信息，通过对信息多级别、多方面组合导出更多有用信息。这不仅是利用了多个传感器相互协同操作的优势，而且也综合处理了其它信息源的数据来提高整个传感器系统的智能化。

压力传感器是使用最为广泛的一种传感器。传统的压力传感器以机械结构型的器件为主，以弹性元件的形变指示压力，但这种结构尺寸大、质量重，不能提供电学输出。随着半导体技术的发展，半导体压力传感器也应运而生。其特点是体积小、质量轻、准确度高、温度特性好。特别是随着MEMS技术的发展，半导体传感器向着微型化发展，而且其功耗小、可靠性高。

它由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成。根据不同的用途，电阻应变片的阻值可以由设计者设计，但电阻的取值范围应注意：阻值太小，所需的驱动电流太大，同时应变片的发热致使本身的温度过高，不同的环境中使用，使应变片的阻值变化太大，输出零点漂移明显，调零电路过于复杂。而电阻太大，阻抗太高，抗外界的电磁干扰能力较差。一般均为几十欧至几十千欧左右。

电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小，一般这种应变片都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路（通常是A/D转换和CPU）显示或执行机构。

金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。金属导体的电阻值R可用下式表示：

R=ρL/S

式中，ρ为金属导体的电阻率，S为导体的截面积，L为导体的长度。

我们以金属丝应变电阻为例，当金属丝受外力作用时，其长度和截面积都会发生变化，从上式中可很容易看出，其电阻值即会发生改变，假如金属丝受外力作用而伸长时，其长度增加，而截面积减少，电阻值便会增大。当金属丝受外力作用而压缩时，长度减小而截面增加，电阻值则会减小。只要测出加在电阻的变化（通常是测量电阻两端的电压），即可获得应变金属丝的应变情。

选择压力传感器的时候需要注意很多问题，比如，压力传感器的量程、精度、压力传感器的温度特性，化学特性都是要考虑的，而压力传感器的作业方式也是需要考虑的重要问题。

例如传感器用于气体压力的测量与液体压力的测量时情况便不同。气体是可压缩流体，增夺时会贮存一定的压缩能，减压时又以动能释放出来，给传感器弹性膜施加冲击波。要求压力传感器有较大的过载能力。液体是不可压缩流体，在压力传感器安装时，拧紧螺拴又无可压缩空间则可使液体压力升高超过弹性膜的耐压极限，导致弹性膜破裂。由于这种情况屡屡发生，也要求压力传感器有较大的过压能力。压力传感器的工作环境恶劣时，例如有大的振动、冲击，大的电磁干扰，对传感器提出更为严格的要求。不仅过压能力强，而且要求机械密封可靠，防松动，传感器安装正确。传感器自身的引线、引脚以及外导线都应加以电磁屏蔽，并将屏蔽良好接地。此外，应考虑压力传感器与所测流体介质的相容性问题。例如传感器的弹性膜结构应与腐蚀性介质相隔开，此时采有不锈钢波纹套传感器，传感器内用硅油作传压介质。传感器检测易燃、易爆介质压力时，使用小激励电流，防止弹性膜破裂时产生火花、火星，并增加压力传感器外套的耐压能力。

现有的电热毯一般在通电时直接工作，并不判断其上面是否有人，有时，人们会忘了拔掉电热毯的插头，一方面，造成电热毯长时间空运转，浪费电能，另一方面，容易出现火灾，安全隐患极大。

此外，现有的电热毯一般都是全毯加热，然而，加热毯上人体部分的面积一般相当有限，其余没有人体部分的加热很大程度上是不必要的，属于空转，浪费电能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种基于压力感应的节能电热毯。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

基于压力感应的节能电热毯，包含外毯、电源模块、控制模块、温度调节模块、定时模块、以及若干均匀设置在外毯中的感应加热模块；

所述控制模块分别和电源模块、定时模块、温度调节模块相连；

所述电源模块用于供电；

所述定时模块用于将定时指令输入至所述控制模块；

所述温度调节模块用于将温度调节指令输入至所述控制模块；

所述感应加热模块包含压力传感器、继电器和加热单元，其中，所述加热单元通过继电器与所述控制模块相连；

所述压力传感器与所述控制模块相连，用于感应其所在处的压力值，并将感应到的压力值传递给所述控制模块；

所述控制模块包含压力对比单元、加热控制单元、温度控制单元和定时控制单元；

所述压力对比单元用于将各个感应加热模块中压力传感器感应到的压力值与预设的压力阈值进行比较；

所述加热控制单元用于控制打开压力值大于等于预设的压力阈值的感应加热模块中的继电器、关闭压力值小于预设的压力阈值的感应加热模块中的继电器；

所述温度控制单元用于根据接收到的温度调节指令调节各个通电状态下的加热单元的功率；

所述定时控制单元用于根据接收到的定时指令控制电源模块工作。

作为本发明基于压力感应的节能电热毯进一步的优化方案，所述控制模块的处理器采用ARM系列单片机。

作为本发明基于压力感应的节能电热毯进一步的优化方案，所述控制模块的处理器采用SAA7750单片机。

作为本发明基于压力感应的节能电热毯进一步的优化方案，所述压力传感器采用压阻式压力传感器。

作为本发明基于压力感应的节能电热毯进一步的优化方案，所述压阻式压力传感器的型号为MPM380。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1.结构简单，使用方便；

2.通过压力感应控制加热开关，节能减排，减少安全隐患；

3.仅仅在感应到压力的部分进行加热，更加节能。

具体实施方式

下面对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

本发明公开了一种基于压力感应的节能电热毯，包含外毯、电源模块、控制模块、温度调节模块、定时模块、以及若干均匀设置在外毯中的感应加热模块；

所述控制模块分别和电源模块、定时模块、温度调节模块相连；

所述电源模块用于供电；

所述定时模块用于将定时指令输入至所述控制模块；

所述温度调节模块用于将温度调节指令输入至所述控制模块；

所述感应加热模块包含压力传感器、继电器和加热单元，其中，所述加热单元通过继电器与所述控制模块相连；

所述压力传感器与所述控制模块相连，用于感应其所在处的压力值，并将感应到的压力值传递给所述控制模块；

所述控制模块包含压力对比单元、加热控制单元、温度控制单元和定时控制单元；

所述压力对比单元用于将各个感应加热模块中压力传感器感应到的压力值与预设的压力阈值进行比较；

所述加热控制单元用于控制打开压力值大于等于预设的压力阈值的感应加热模块中的继电器、关闭压力值小于预设的压力阈值的感应加热模块中的继电器；

所述温度控制单元用于根据接收到的温度调节指令调节各个通电状态下的加热单元的功率；

所述定时控制单元用于根据接收到的定时指令控制电源模块工作。

所述控制模块的处理器采用ARM系列单片机，优先采用SAA7750单片机。

所述压力传感器采用压阻式压力传感器，型号为MPM380。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.基于压力感应的节能电热毯，其特征在于，包含外毯、电源模块、控制模块、温度调节模块、定时模块、以及若干均匀设置在外毯中的感应加热模块；

所述控制模块分别和电源模块、定时模块、温度调节模块相连；

所述电源模块用于供电；

所述定时模块用于将定时指令输入至所述控制模块；

所述温度调节模块用于将温度调节指令输入至所述控制模块；

所述感应加热模块包含压力传感器、继电器和加热单元，其中，所述加热单元通过继电器与所述控制模块相连；

所述压力传感器与所述控制模块相连，用于感应其所在处的压力值，并将感应到的压力值传递给所述控制模块；

所述控制模块包含压力对比单元、加热控制单元、温度控制单元和定时控制单元；

所述压力对比单元用于将各个感应加热模块中压力传感器感应到的压力值与预设的压力阈值进行比较；

所述加热控制单元用于控制打开压力值大于等于预设的压力阈值的感应加热模块中的继电器、关闭压力值小于预设的压力阈值的感应加热模块中的继电器；

所述温度控制单元用于根据接收到的温度调节指令调节各个通电状态下的加热单元的功率；

所述定时控制单元用于根据接收到的定时指令控制电源模块工作。

2.根据权利要求1所述的基于压力感应的节能电热毯，其特征在于，所述控制模块的处理器采用ARM系列单片机。

3.根据权利要求2所述的基于压力感应的节能电热毯，其特征在于，所述控制模块的处理器采用SAA7750单片机。

4.根据权利要求1所述的基于压力感应的节能电热毯，其特征在于，所述压力传感器采用压阻式压力传感器。

5.根据权利要求4所述的基于压力感应的节能电热毯，其特征在于，所述压阻式压力传感器的型号为MPM380。