CN105232210A - 一种热电制冷制热的医用手环 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热电制冷制热的医用手环，包括手环组件和半导体组件，手环组件包括表底盘和腕带，腕带连接在表底盘的两端以形成可佩带的表带；半导体组件包括热电模块、散热翅片、纽扣锂电池、控制器和隔热材料，热电模块安装在表底盘的上端，散热翅片安装在热电模块的上端；纽扣锂电池安装在热电模块的一侧，并为热电模块提供直流电流；控制器安装在纽扣锂电池的一侧，以控制直流电流的大小和方向；隔热材料填充在热电模块的两侧，并位于散热翅片与表底盘之间，以在散热翅片与表底盘之间形成绝热层。本发明利用热电制冷技术，通过改变热电模块工作电流的大小和方向，实现不同程度的制冷和制热功能，具有结构简单，使用方便，寿命长等优点。

Description

一种热电制冷制热的医用手环

技术领域

本发明属于医疗设备领域，更具体地，涉及一种热电制冷制热的医用手环。

背景技术

在炎炎夏日，温度较高时，给人体适当传导冷量有助于提升舒适度，且由于天气、季节等因素，常常容易导致人体感冒，并引起发烧，此时需采取措施辅助人体降温；在寒冷的冬天，给人体提供适当热量可抵御寒冷、提升人体舒适度。由于手腕处的动脉及血管密集，是人体最佳降温及升温点之一，可通过迅速降低手腕处血液温度带走人体内热量或迅速提高手腕处血液温度以提升人体内热量。

现有通常采用将冰袋或者其他低温物放于手腕处的方式，以暂时减少进入手腕处的血流量，通过局部降温从而控制身体的整体温度，或通过热水袋、保暖手套等方式，以通过局部升温的方式提升身体的整体温度。

然而，传统的冰袋、冰块冷敷的降温方式效率低下，使用不便，需提前冰冻，现有的局部医疗冷却器，如冷却袋，多使用冷却剂或冷却液等介质，携带不便，对环境有污染；而传统的热水袋等降温快，使用时需反复充电，使用不便。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种热电制冷制热的医用手环，其采用热电模块实现制冷与制热，使用高热导率金属与人体传热，同时通过控制热电模块的电流大小和电流方向，实现表底盘表面温度的快速调节及制冷制热模式的切换，具有可快速调节温度，温和改变人体温度的功能，解决了目前冰袋冷敷的降温方式效率低、需提前冷冻，且热水袋使用不便的问题，具有结构简单可靠、使用方便、寿命长、无污染、无噪音的优点。

为实现上述目的，本发明提出了一种热电制冷制热的医用手环，其特征在于，包括手环组件和半导体组件，其中：

该手环组件包括表底盘和腕带，所述腕带连接在所述表底盘的两端以形成可佩带的表带；

该半导体组件包括热电模块、散热翅片、纽扣锂电池、控制器和隔热材料，所述热电模块安装在所述表底盘的上端，所述散热翅片安装在所述热电模块的上端；所述纽扣锂电池安装在所述热电模块的一侧，并为所述热电模块提供直流电流；所述控制器安装在所述纽扣锂电池的一侧，用于控制所述直流电流的大小和方向；所述隔热材料填充在所述热电模块的两侧，并位于所述散热翅片与所述表底盘之间，以在所述散热翅片与所述表底盘之间形成绝热层。

作为进一步优选的，所述热电模块优选为两个，两个热电模块并行排列。

作为进一步优选的，所述控制器通过调节所述热电模块工作电流的大小以控制所述表底盘的温度。

作为进一步优选的，所述热电模块与所述表底盘之间，以及与所述散热翅片之间均涂抹有导热硅脂，以增强导热，减小接触热阻。

作为进一步优选的，所述表底盘采用钢材制成，其作为导热板与人体进行热传导；所述散热翅片与空气进行对流换热。

作为进一步优选的，所述隔热材料采用气凝胶粘硬性板状隔热材料、福乐斯发泡橡塑隔热材料或玻璃纤维。

作为进一步优选的，制冷模式下，所述表底盘的温度为16℃～25℃。

作为进一步优选的，制热模式下，所述表底盘的温度为35℃～40℃。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1.本发明提出的热电制冷制热的医用手环，结合热电制冷技术设计出一款不同于传统手环的热电装置，通过改变热电模块工作电流的大小和方向，实现不同程度的制冷和制热功能，可快速调节温度，温和改变人体温度，满足不同医疗需求，提高医疗体验和医疗效率。

2.本发明利用热电制冷技术，解决了目前冰袋冷敷的降温方式效率低的问题，解决了目前局部医疗冷却器需使用冷却剂或冷却液等介质的问题，无需额外添加介质就能实现制冷，并提升降温效果，且具备升温功能，本发明结构轻便、能随身携带，对人体无负担，具有能耗低、达到所需温度快、使用方便、无污染、无噪音的优点。

附图说明

图1是本发明医用手环的正视图；

图2是本发明医用手环的俯视图；

图3是本发明的热电模块排布示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明提供一种热电制冷制热的医用手环，其包括手环组件和半导体组件，热电制冷是一种基于帕尔贴效应的半导体制冷技术，其基本原理是给一个闭合的热电偶回路接上直流电源，就会在电偶结点处一端出现放热现象，另一端出现吸热现象，如果使接入的电流反向，则放热端和吸热端刚好相反。

下面将对本发明的医用手环的关键组件逐一进行更为具体的说明。

如图1所示，作为本发明的关键组件之一，手环组件包括表底盘6和腕带7，表底盘6安装在热电模块1的下端，将热电模块产生的冷量或热量传导给人体；腕带7连接在表底盘6的两端形成可佩戴的手环。

作为本发明的另一关键组件，半导体组件包括热电模块1、散热翅片2、纽扣锂电池3、控制器4和隔热材料5，热电模块1安装在表底盘6的上端，散热翅片2安装在热电模块1上端，带走热端产生的热量；纽扣锂电池3安装在热电模块1的一侧，为热电模块1提供直流电流；控制器4安装在纽扣锂电池3的一侧，用于控制通过热电模块1直流电流的大小和方向；隔热材料5填充在热电模块1的两侧，并位于散热翅片2与表底盘6之间，以在散热翅片2与表底盘6之间形成绝热层，热电模块1与外界环境形成绝热层，该隔热材料5可采用气凝胶粘硬性板状绝热材料、福乐斯发泡橡塑绝热材料或玻璃纤维。

其中，热电模块的数量根据医用手环的最大制冷制热功率以及人体能接受的最高最低温度进行选定，本实施例中热电模块优选为两个，两个热电模块能恰好满足制冷制热功能的实现及符合电源供给，如图3所示，两个热电模块并行排列，置于表底盘6和散热翅片2之间，两个热电模块由控制器4控制，控制器4通过调节热电模块1工作电流的大小以控制表底盘6的温度。

为减少各接触面之间的热阻，热电模块1与散热翅片板2之间，热电模块1与表底盘6之间的接触面上均涂抹有导热硅脂，以增强导热、减小接触热阻。表底盘6采用钢材制成，其作为导热板与人体进行热传导，散热翅片2与周围空气进行对流换热。

下面将具体解释本发明医用手环的操作过程及其优点。

本发明医用手环的具体工作方式如下：采用纽扣锂电池3为热电模块1提供直流电源，控制器4控制热电模块1获得的电流的大小和方向，热电模块1的一端为冷端，一端为热端，改变表底盘6的温度；表底盘6与人体进行热传导，散热翅片2与空气进行对流换热，在不同的工作模式，可升高人体温度或者降低人体温度。

本发明的热电模块共有两种工作模式，通过改变接入热电模块的电流方向改变热电模块的冷端和热端，切换制冷制热模式。纽扣锂电池3作为直流电源，在制冷模式，热电模块均接通直流电源，热电模块1连接表底盘6的一端为冷端，使表底盘6温度降低到16～25℃的范围内，表底盘6与人体进行热传导，达到降低人体温度的目的，当冷负荷变化时，可通过控制热电模块的工作电流大小来调节表底盘表面温度，散热翅片带走热电模块热端的热量。在制热模式，改变接入热电模块的直流电方向，热电模块1的冷热端也改变，原冷端变为热端，原热端变为冷端，热电模块均接通直流电源，此时连接表底盘6的一端为热端，使表底盘6温度加热到35～40℃的范围内，表底盘6与人体进行热传导，达到升高人体温度的目的，当热负荷变化时，可通过控制热电模块的工作电流大小来调节表底盘表面温度。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种热电制冷制热的医用手环，其特征在于，包括手环组件和半导体组件，其中：

该手环组件包括表底盘(6)和腕带(7)，所述腕带(7)连接在所述表底盘(6)的两端以形成可佩带的表带；

该半导体组件包括热电模块(1)、散热翅片(2)、纽扣锂电池(3)、控制器(4)和隔热材料(5)，所述热电模块(1)安装在所述表底盘(6)的上端，所述散热翅片(2)安装在所述热电模块(1)的上端；所述纽扣锂电池(3)安装在所述热电模块(1)的一侧，并为所述热电模块(1)提供直流电流；所述控制器(4)安装在所述纽扣锂电池(3)的一侧，用于控制所述直流电流的大小和方向；所述隔热材料(5)填充在所述热电模块(1)的两侧，并位于所述散热翅片(2)与所述表底盘(6)之间，以在所述散热翅片(2)与所述表底盘(6)之间形成绝热层。

2.如权利要求1所述的热电制冷制热的医用手环，其特征在于，所述热电模块优选为两个，两个热电模块并行排列。

3.如权利要求1或2所述的热电制冷制热的医用手环，其特征在于，所述控制器(4)通过调节所述热电模块(1)工作电流的大小以控制所述表底盘(6)的温度。

4.如权利要求3所述的热电制冷制热的医用手环，其特征在于，所述热电模块(1)与所述表底盘(6)之间，以及与所述散热翅片(2)之间均涂抹有导热硅脂，以增强导热，减小接触热阻。

5.如权利要求3所述的热电制冷制热的医用手环，其特征在于，所述表底盘(6)采用钢材制成，其作为导热板与人体进行热传导；所述散热翅片(2)与空气进行对流换热。

6.如权利要求4或5热电制冷制热的医用手环，其特征在于，所述隔热材料(5)采用气凝胶粘硬性板状隔热材料、福乐斯发泡橡塑隔热材料或玻璃纤维。

7.如权利要求6所述的热电制冷制热的医用手环，其特征在于，制冷模式下，所述表底盘(6)的温度为16℃～25℃。

8.如权利要求7所述的热电制冷制热的医用手环，其特征在于，制热模式下，所述表底盘(6)的温度为35℃～40℃。