CN107347662B - 一种远红外智能保温箱 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种远红外智能保温箱，该远红外智能保温箱的底板采用远红外发热板，所述远红外发热板由可快速加温的温度控制器控制，所述温度控制器具有断电记忆保护功能，系统断电后，原有设置的参数记忆，重新通电后按设置的参数继续工作。它解决了现有仔猪保温箱内部空间热，但底板冰凉，容易引起仔猪痢疾的问题；同时它的温度控制器可以实现快速加温和慢速接近所设定恒温值，大大缩短了预热时间；另外，由于具有断电记忆保护功能，即使停电、断电后，不需要重新去一个一个的设定，使控制更加便利，特别适用于养猪场的分娩床。此外，本发明还提供了一种远红外发热板的生产工艺，该工艺简单，易于实现，且造价低。

Description

一种远红外智能保温箱
技术领域
本发明涉及一种远红外智能保温箱，特别适用于养猪场的分娩床。本发明是申请号为201410601220X，申请日为2014年11月01日，名称为“远红外智能仔猪保温箱”的发明专利申请的分案申请。
背景技术
仔猪调节体温的机能不健全，对寒冷的应激能力差。初生仔猪处于13-24℃的环境中，生活 1 小时体温下降 1.7℃以上。仔猪被毛稀疏，皮下脂肪很少，抗寒能力低。因此，初生仔猪容易受冻并由此引起痢疾，严重的会造成仔猪的死亡，其原因在于初生仔猪保温能力差，皮下脂肪相对缺乏，体内可利用的热能基质很少，与体重相关的体表面积较大，体温的体内平衡控制尚未发育成熟。同时，低温寒冷环境会破坏仔猪的免疫机能，从而降低甚至失去对抵抗病毒和病菌侵袭的能力，因而初生仔猎保温至关重要。为此，通常需要采用保温方法对仔猪进行保温。
现有技术一，是采用加厚垫料的保温方式，多在家庭养猪中使用。方法是：第一天铺 10 厘米厚的垫草，第二天再添加 10-20 厘米垫草，使垫草厚度 30-40 厘米，外侧钉上挡草板，防止垫草四散。在舍温 10-15℃时，垫草的温度可达 21℃以上。这种方法虽经济易行，但保温效果不佳。
现有技术二，是采用火源加热方式，即采用烟道和炭炉两种，烟道又有地上烟道和地下烟道两种。用煤炭等燃料供温时，不论采用哪种供温方式，均容易引起火灾，增加猪舍内的有害气体，导致煤气中毒等。
现有技术三，是采用红外线保温箱，目前广泛采用红外线保温灯箱，是用红外线灯泡吊挂在仔猪躺卧的护仔架上面或保温间内给仔猪保温取暖，此方法设备简单，缺点在于保温效果欠佳，电热光源的距离比较难控制，电热面积受到灯具的局限，仅能解决很小一部分面积的取暖，有时还会烫伤仔猪的皮肤。保温灯长时间使用，寿命低，需经常更换，造价高；而且保温灯长时间使用容易爆炸，炸伤仔猪。
为此，本领域技术人员也设计了一种动物保温箱（专利申请号：201220024393.6），包括箱体，在箱体上设有箱盖，在箱体一侧设有门，箱盖为凸型穹顶设计，在箱盖的凸型反射面上设有远红外线发热板及与远红外线发热板连接的可控温度元件。虽然该专利技术从根本上改善了电热源的发热方式，从点发热到面发热，并且智能化的自动调节温度，满足仔猪的温暖安全生存需求。但其只在箱盖上设置远红外线发热板，还是无法克服底板得不到有效的加热，相对其他板而言始终比较冰凉，容易引起仔猪痢疾，严重的会造成仔猪死亡的问题。另外，该专利技术中的可控温度元件没有具体设计到断电后是否具有保持和记录工作状态的功能，当发生意外断电时，在复电后无法及时开启保温箱的发热元件，导致仔猪得不到及时的保暖，容易造成仔猪大量痢疾或死亡，造成直接经济损失。如果及时发现的话，也需要挨个的去重新开启和设置温度，繁琐且费时。
发明内容
基于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种远红外智能保温箱，它解决了现有仔猪保温箱内部空间热，但底板冰凉，容易引起仔猪痢疾的问题；同时它的温度控制器可以实现快速加温和慢速接近所设定恒温值，大大缩短了预热时间；另外，由于温度控制器具有断电记忆保护功能，即使停电或断电后，不需要重新去一个一个的设定，使控制更加便利，且使用的安全性高，特别适用于养猪场中分娩床上的仔猪保温箱。
本发明的技术方案之一在于：一种远红外智能保温箱，适用于养猪场中分娩床上的仔猪保温箱，它包括保温箱箱体，所述保温箱箱体设置有底板，所述底板为远红外发热板，所述远红外发热板由可快速加温的温度控制器控制；所述远红外发热板自下而上依次为保温板、热反射膜、碳纤维发热线、温度传感器、铁丝网和水泥面层，所述碳纤维发热线和温度传感器固定在铁丝网上，所述碳纤维发热线、温度传感器和铁丝网共同嵌在水泥面层中，所述温度传感器设置在碳纤维发热线的旁侧，以便实时监测碳纤维发热线的温度；所述碳纤维发热线和温度传感器与温度控制器相连接；所述温度控制器具有断电记忆保护功能，系统断电后，原有设置的参数记忆，重新通电后按设置的参数继续工作。
在另一方案中，上述远红外发热板可替换为石材面板的远红外发热板，所述石材面板的远红外发热板自下而上依次为保温板、热反射膜、碳纤维发热线、温度传感器和石材面板，所述碳纤维发热线和温度传感器嵌在石材面板的底面凹槽中。
为了实现快速加温和慢速接近所设定恒温值的温度控制，以及在断电或停电时，能记录当前的工作状态，以便在复电后，能按照原来的工作状态继续工作，需对上述温度控制器进行设计。在本发明中，上述温度控制器包括电源线、工作状态指示灯、LED数码显示屏、开/关键、加温输入按键、减温输入按键、第一继电器和第二继电器、微控制器及电源模块；所述电源模块与电源线相连接，所述电源模块向微控制器供电，该微控制器分别与工作状态指示灯、LED数码显示屏、加温输入按键、减温输入按键、第一继电器和第二继电器和温度传感器相连接，构成控制电路；所述电源线、第一继电器、第二继电器、碳纤维发热线、热熔断器依次串联成主电路，所述第二继电器上还并联有二极管。其主要原理是利用控制电路去控制主电路，并且利用并联在第二继电器上的二极管实现半功率加温。
上述温度控制器的控制方法为：
接通电源线，按下开/关键，温度控制器启动，工作状态指示灯亮起；微控制器接收温度传感器检测来的信号，并通过LED数码显示屏显示出此时远红外发热板上的温度值；
当该温度值小于所设置的第一温度阀值时，微控制器发出指令，让第一继电器和第二继电器同时通路，此时二极管因被短接而不工作，碳纤维发热线全功率工作，实现全功率快速加温；
当该温度值大于或等于所设置的第一温度阀值，微控制器发出指令，让第一继电器通路，而第二继电器开路，此时二极管工作，碳纤维发热线半功率工作，实现半功率慢速加温；
当温度值大于或等于所设定的第二温度阀值时，微控制器发出指令，让第一继电器开路，此时主电路断路，碳纤维发热线停止加热工作，使温度值可以基本保持在第二温度阀值所设定的温度值；
当需要设定第二温度阀值时，根据需要按加温输入按键或减温输入按键，当加温输入按键或减温输入按键向微控制器输入信号时，微控制器改变LED数码显示屏上的显示值，即由原来显示温度控制器上的温度值改为显示当前第二温度阀值的所设定的温度值；
当需要关机时，按下开/关键，温度控制器停止工作。
对于保温箱的箱体结构，本发明还对其做了一些附属型的设计，例如：所述保温箱箱体扣置在底板上，所述保温箱箱体的下边缘与底板的边缘之间留有空隙，所述保温箱箱体的箱盖可以开启。当需要对保温箱进行清洗时，可以开启箱盖，将水管朝保温箱内冲洗即可，水流可以从箱体的下边缘与底板的边缘之间的空隙流出箱体，滴落到分娩床下侧的地面上，并通过排水沟排出室外，有利于方便快速地清洗保温箱，并保持保温箱的清洁干净。
考虑到冲洗保温箱时，水流可能会溅起或不小心把水流冲向温度控制器，引发漏电或温度控制器进水烧坏的问题，所述保温箱箱体外壁上竖直设置有穿线管，且所述穿线管的高度为1.5m-1.8m，所述温度控制器安装在穿线管的顶端，不仅便于操作，而且还可以防止清洗水流对温度控制器的损坏，所述碳纤维发热线和温度传感器的线头穿过该穿线管与温度控制器相连接。
考虑到保温箱内温度的均衡性，所述保温箱箱体的四周壁板和/或箱盖为远红外发热板。
本发明的技术方案之二在于：一种远红外发热板的生产工艺，按以下步骤进行：
（1）根据所需要制作的远红外发热板的形状和大小选用底板，并在底板的周围设置边框，所述边框采用角铁制作，在边框上钻一个穿线孔，所述穿线孔上还安装有电线弹簧保护管，完成模板的制作；
（2）在模板中顺序放入保温板、热反射膜、铁丝网、碳纤维发热线和温度传感器，并将碳纤维发热线沿S型绕制并绑扎在铁丝网上面，再将温度传感器绑扎在碳纤维发热线的旁侧，最后将碳纤维发热线以及温度传感器的线头沿穿线孔穿出，以便使用的时侯与温度控制器连接；
（3）将上述绑扎好碳纤维发热线和温度传感器的铁丝网上下翻转，即让碳纤维发热线和温度传感器位于铁丝网的下侧；
（4）在模板内浇筑混凝土，并养护一段时间，待混凝土凝固成型后，脱去模板，得到远红外发热板。
本发明的有益效果在于：
一是远红外智能保温箱的发热源主要是在箱体的底板上，由底板向保温箱内的空间逐步扩散热量，使仔猪不会躺在一个冰凉的底板上，仔猪不容易着凉，另外，由于底板与仔猪的腹部是直接接触的，相对于其他位置上的热源来说，它的热传递效率更高，仔猪在走出保温箱到分娩床上的活动或吸奶后，回到保温箱中，躺在底板就可以快速提高其体温。在实践中，该远红外智能保温箱明显降低了仔猪痢疾的发病率，仔猪成活了明显的提高。
二是本发明中的温度控制器不仅实现了快速预热加温和慢速接近所设定恒温值的温度控制方式，预热时间大幅缩短；在断电或停电时，还能记录下当前的工作状态，以便在复电后，能按照原来的工作状态继续工作，该温度控制器相对背景技术中的可控温度元件而言控温更加智能。在养猪场的分娩室中，分娩床通常是多排多个的并排设置（对于分娩床的理解，可以参阅专利号为201120094401.X，名称为“带保温箱的母猪产床”的实用新型专利，或者专利号为201210380508.X，名称为“一种新型母猪分娩床装置”的发明专利，母猪上分娩床生产和生活，仔猪可以在分娩床上活动，也可以在保温箱中活动），每个或每相邻的若干个分娩床床位都各自设置有温度控制器。当遇到断电时，如果温度控制器没有记忆功能，那么在重新送电后，就需要挨个的再去设置温度控制器的控制参数，相当费时，而且时间久了，仔猪又容易着凉。当半夜外电网遇到断电的时候，再外电网复电后，如果温度控制器没有记忆功能，很可能直到天亮才有人发现，那么那时仔猪将会被冻死了。另外，因为有了断电记忆的功能，在春秋季节，白天天气较为温暖暖不需要对仔猪进行保暖，这时可以直接关掉分娩室的电源总闸；到了夜里，天气凉了，需要对仔猪进行保暖，只需将电源总闸开启就可以了，使用相当方便。
三是在日常使用中，本发明的远红外智能保温箱的比普通发热板节省用电量超过30%，比红外线保温灯（浴霸灯）节省60%以上。
四是本申请的远红外发热板和温度控制器结合起来就可以得到远红外智能发热板，，它可以应用于其他牲畜的保暖设备中。
附图说明
图1为远红外智能保温箱立体结构示意图。
图2为实施例1中远红外发热板的侧视图。
图3为图2中A—A剖视结构示意图。
图4为实施例2中远红外发热板的侧视图。
图5为图4中B—B剖视结构示意图。
图6为温度控制器与远红外发热板的电路连接原理图。
标号说明：1－保温箱箱体 2－底板 3－远红外发热板 4－温度控制器控制5－保温板 6－热反射膜 7－碳纤维发热线 8－温度传感器 9－铁丝网 10－水泥面层 11－石材面板的远红外发热板 12－石材面板 13－凹槽 14－电源线 15－工作状态指示灯 16－LED数码显示屏 17－开/关键 18－加温输入按键18 19－减温输入按键 20－第一继电器 21－第二继电器 22－微控制器 23－电源模块 24－热熔断器 25－二极管 26－控制面板 27－穿线管 28－线头 29－电线弹簧保护管 30－空隙。
具体实施方式
为了使本发明的技术内容更容易被一般技术人员所理解，下面结合说明书附图对本发明做具体的说明。建议在阅读以下内容时，结合以下两个专利一起阅读，有利于进一步理解本申请的技术方案、使用场合以及其所能达到的技术效果。专利号为201120094401.X，名称为“带保温箱的母猪产床”的实用新型专利，以及专利号为201210380508.X，名称为“一种新型母猪分娩床装置”的发明专利。
实施例1
结合图1、图2和图3，本发明的远红外智能保温箱，特别适用于养猪场中分娩床上的仔猪保温箱，它包括保温箱箱体1，所述保温箱箱体1设置有底板2，所述底板2为远红外发热板3，所述远红外发热板由可快速加温的温度控制器4控制；所述远红外发热板3自下而上依次为保温板5、热反射膜6、碳纤维发热线7和温度传感器8、铁丝网9以及水泥面层10，所述碳纤维发热线7和温度传感器8固定在铁丝网9上，所述碳纤维发热线7、温度传感器8和铁丝网9共同浇筑在水泥面层10中，所述温度传感器8设置在碳纤维发热线7的旁侧，以便实时监测碳纤维发热线7的温度；所述碳纤维发热线7和温度传感器8与温度控制器4相连接；所述温度控制器具有断电记忆保护功能，系统断电后，原有设置的参数记忆，重新通电后按设置的参数继续工作。
实施例2
结合图1、图4和图5，本发明的远红外智能保温箱，同样适用于养猪场中分娩床上的仔猪保温箱，它包括保温箱箱体，所述保温箱箱体设置有底板，所述底板为远红外发热板，所述远红外发热板由可快速加温的温度控制器控制；所述远红外发热板可替换为石材面板的远红外发热板11，所述石材面板的远红外发热板自下而上依次为保温板5、热反射膜6、碳纤维发热线7、温度传感器8和石材面板12，所述石材面板底面开设有S型或N型的凹槽13，所述碳纤维发热线7和温度传感器8嵌在石材面板12底面的凹槽13中，所述温度传感器8设置在碳纤维发热线7的旁侧，以便实时监测碳纤维发热线的温度；所述碳纤维发热线和温度传感器与温度控制器相连接；所述温度控制器具有断电记忆保护功能，系统断电后，原有设置的参数记忆，重新通电后按设置的参数继续工作。
实施例1中的远红外发热板比实施例2中的远红外发热板在造价上要低很多。
为了实现快速加温预热和慢速接近所设定恒温值的温度控制，以及在断电或停电时，能记录当前的工作状态，以便在复电后，能按照原来的工作状态继续工作，需对上述温度控制器进行设计。如图6所示，在实施例1和实施例2中，所述的温度控制器4包括电源线14、工作状态指示灯15、LED数码显示屏16、开/关键17、加温输入按键18、减温输入按键19、第一继电器20和第二继电器21、微控制器22及电源模块23。所述微控制器可以采用单片机，工作状态的参数值可以存在单片机的flash数据存储器中，其容量最大，可读可写，掉电不丢。当然微控制器还可以用其他集成电路板，并不局限于上述为单片机电路板。所述电源模块一端与电源线相连接，所述电源模块另一端与微控制器相连接，以便向微控制器供电。该微控制器分别与工作状态指示灯、LED数码显示屏、加温输入按键、减温输入按键、第一继电器和第二继电器和温度传感器相连接，构成控制电路（如图6中虚线框部分）。所述电源线14、第一继电器20、第二继电器21、碳纤维发热线、热熔断器24依次串联成主电路（如图6中除虚线框以外的部分），所述第二继电器上还并联有二极管25。所述工作状态指示灯15、LED数码显示屏16、开/关键17、加温输入按键18、减温输入按键19安装在温度控制器箱体的控制面板26上。该温度控制器的主要原理是利用控制电路去控制主电路工作，并且利用并联在第二继电器上的二极管实现半功率加温。
在实施例1和实施例2中，上述温度控制器的控制方法为：
接通电源线，按下开/关键，温度控制器启动，工作状态指示灯亮起；微控制器接收温度传感器检测来的信号，并通过LED数码显示屏显示出此时远红外发热板上的温度值；
当该温度值小于所设置的第一温度阀值时，微控制器发出指令，让第一继电器和第二继电器同时通路，此时二极管因被短接而不工作，碳纤维发热线全功率工作，实现全功率快速加温；
当该温度值大于或等于所设置的第一温度阀值（25℃），微控制器发出指令，让第一继电器通路，而第二继电器开路，此时二极管工作，碳纤维发热线半功率工作，实现半功率慢速加温；
当温度值大于或等于所设定的第二温度阀值（30℃—38℃）时，微控制器发出指令，让第一继电器开路，此时主电路断路，碳纤维发热线停止加热工作，使温度值可以基本保持在第二温度阀值所设定的温度值；
当需要设定第二温度阀值时，根据需要按加温输入按键或减温输入按键，当加温输入按键或减温输入按键向微控制器输入信号时，微控制器改变LED数码显示屏上的显示值，即由原来显示温度控制器上的温度值改为显示当前第二温度阀值的所设定的温度值；
当需要关机时，按下开/关键，温度控制器停止工作。
这里需要说明的是，通常情况下第一温度阀值是在出厂时，根据使用对象的不同已经设置好了，例如在仔猪保温时，我们可以将其设置在25℃。人们在使用的过程中只需调节第二温度阀值，因为第二温度阀值才是所要保持的恒温温度，例如在仔猪保温的情况下，我们可以将第二温度阀值设置在30℃—38℃。
对于保温箱的箱体结构，本发明还对其做了一些优化设计，例如：所述保温箱箱体扣置在底板上，所述保温箱箱体的下边缘与底板的边缘之间留有空隙30，所述保温箱箱体的箱盖可以开启。当需要对保温箱进行清洗时，可以开启箱盖，将水管朝保温箱内冲洗即可，水流可以从箱体的下边缘与底板的边缘之间的空隙流出箱体，滴落到分娩床下侧的地面上，并通过排水沟排出室外，有利于方便快速地清洗保温箱，并保持保温箱的清洁干净。
考虑到冲洗保温箱时，水流可能会溅起或不小心把水流冲向温度控制器，引发漏电或温度控制器进水烧坏的问题，所述保温箱箱体外壁上竖直设置有穿线管27，且所述穿线管的高度为1.5m-1.8m，所述温度控制器安装在穿线管的顶端，不仅便于操作，而且还可以防止清洗水流对温度控制器的损坏，所述碳纤维发热线和温度传感器的线头28穿过该穿线管与温度控制器相连接。
考虑到保温箱内温度的均衡性，所述保温箱箱体的四周壁板和/或箱盖为远红外发热板。
实施例3
对于实施例1中远红外发热板的制作，本申请还给出了具体的生产工艺，按以下步骤进行：
（1）根据所需要制作的远红外发热板的形状和大小选用底板，并在底板的周围设置边框，所述边框采用角铁制作，在边框上钻一个穿线孔，所述穿线孔上还安装有电线弹簧保护管29，完成模板的制作；
（2）在模板中顺序放入保温板、热反射膜、铁丝网、碳纤维发热线和温度传感器，并将碳纤维发热线沿S型绕制并绑扎在铁丝网上面，再将温度传感器绑扎在碳纤维发热线的旁侧，最后将碳纤维发热线以及温度传感器的线头沿穿线孔穿出，以便使用的时侯与温度控制器连接；
（3）将上述绑扎好碳纤维发热线和温度传感器的铁丝网上下翻转，即让碳纤维发热线和温度传感器位于铁丝网的下侧；
（4）在模板内浇筑混凝土，并养护一段时间，待混凝土凝固成型后，脱去模板，得到远红外发热板。
将实施例中的远红外发热板（3或11）和温度控制器4结合起来就可以得到远红外智能发热板，它可以应用于其他牲畜的保暖设备中。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种远红外智能保温箱，包括保温箱箱体，所述保温箱箱体设置有底板，其特征在于：所述底板为远红外发热板，所述远红外发热板由可快速加温的温度控制器控制；
所述远红外发热板自下而上依次为保温板、热反射膜、碳纤维发热线、温度传感器、铁丝网和水泥面层，所述碳纤维发热线和温度传感器固定在铁丝网上，所述碳纤维发热线、温度传感器和铁丝网共同嵌在水泥面层中，所述温度传感器设置在碳纤维发热线的旁侧，以便实时监测碳纤维发热线的温度；
所述碳纤维发热线和温度传感器与温度控制器相连接；所述温度控制器具有断电记忆保护功能，系统断电后，原有设置的参数记忆，重新通电后按设置的参数继续工作；
所述温度控制器包括电源线、工作状态指示灯、LED数码显示屏、开/关键、加温输入按键、减温输入按键、第一继电器和第二继电器、微控制器及电源模块；所述电源模块与电源线相连接，所述电源模块向微控制器供电，该微控制器分别与工作状态指示灯、LED数码显示屏、加温输入按键、减温输入按键、第一继电器和第二继电器和温度传感器相连接，构成控制电路；所述电源线、第一继电器、第二继电器、碳纤维发热线、热熔断器依次串联成主电路，所述第二继电器上还并联有二极管；
所述温度控制器的控制方法为：接通电源线，按下开/关键，温度控制器启动，工作状态指示灯亮起；微控制器接收温度传感器检测来的信号，并通过LED数码显示屏显示出此时远红外发热板上的温度值；
当该温度值小于所设置的第一温度阀值时，微控制器发出指令，让第一继电器和第二继电器同时通路，此时二极管因被短接而不工作，碳纤维发热线全功率工作，实现全功率快速加温；
当该温度值大于或等于所设置的第一温度阀值，微控制器发出指令，让第一继电器通路，而第二继电器开路，此时二极管工作，碳纤维发热线半功率工作，实现半功率慢速加温；
当温度值大于或等于所设定的第二温度阀值时，微控制器发出指令，让第一继电器开路，此时主电路断路，碳纤维发热线停止加热工作，使温度值可以基本保持在第二温度阀值所设定的温度值；
当需要设定第二温度阀值时，根据需要按加温输入按键或减温输入按键，当加温输入按键或减温输入按键向微控制器输入信号时，微控制器改变LED数码显示屏上的显示值，即由此时远红外发热板上的温度值改为显示当前第二温度阀值的所设定的温度值；
当需要关机时，按下开/关键，温度控制器停止工作。
2.根据权利要求1所述的远红外智能保温箱，其特征在于：所述远红外发热板替换为石材面板的远红外发热板，所述石材面板的远红外发热板自下而上依次为保温板、热反射膜、碳纤维发热线、温度传感器和石材面板，所述碳纤维发热线和温度传感器嵌在石材面板的底面凹槽中。
3.根据权利要求1所述的远红外智能保温箱，其特征在于，所述保温箱箱体扣置在底板上，所述保温箱箱体的下边缘与底板的边缘之间留有空隙，所述保温箱箱体的箱盖可以开启。
4.根据权利要求1所述的远红外智能保温箱，其特征在于，所述保温箱箱体外壁上竖直设置有穿线管，所述温度控制器安装在穿线管的顶端，所述碳纤维发热线和温度传感器的线头穿过该穿线管与温度控制器相连接。
5.根据权利要求1所述的远红外智能保温箱，其特征在于，所述保温箱箱体的四周壁板和/或箱盖为远红外发热板。
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