CN109781314A - 复合功能材料、压力传感装置以及智能温控系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种复合功能材料、压力传感装置以及智能温控系统，复合功能材料具有压热效应，具有导热性能受压力调控的特点，在传感、温控等领域具有较好的应用；基于复合功能材料实现的压力传感装置具有结构简单、传感特性方便可调的特点，可根据不同的目标需求选用不同的功能材料，应用范围广；基于复合功能材料实现的智能温控系统，可以充分利用环境条件达到控温目的，极大地减小对其它温控资源的消耗，达到节能减排的目的。

Description

复合功能材料、压力传感装置以及智能温控系统

技术领域

本发明涉及功能材料及应用技术领域，更具体地，涉及复合功能材料、压力传感装置以及智能温控系统。

背景技术

功能材料是指通过光、电、磁、热、力、化学、生化等作用后具有特定功能的材料。功能材料的物理特性具有受外界作用调控的特点，可以实现如力、电、热等物理量之间的相互转换，在传感、执行、探测、侦查等各种领域都具有广泛用途。材料的导热特性(如导热系数)是材料的基本物理性质，对材料的导热特性的调控往往是在材料制备前或制备中，通过对材料的成分或组成相进行设计以及调节制备工艺条件来实现，通常认为材料制备完成后其导热特性就不再发生变化。

目前，还没有一种功能材料，其导热特性与受到的压力之间存在关联。

发明内容

为弥补上述空白或者至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种复合功能材料、压力传感装置以及智能温控系统。

第一方面，本发明提供了一种复合功能材料，所述复合功能材料由多种组成相复合而成，所述多种组成相中至少存在两种导热系数和杨氏模量均不相同的组成相；

所述复合功能材料的导热系数随所述复合功能材料所受压力的变化而变化。

可选地，所述多种组成相复合的方式包括：

所述多种组成相层叠排列，所述多种组成相层叠排列的延伸方向与所述多种组成相中每种组成相的热传导方向成预设角度的夹角。

可选地，所述多种组成相复合的方式还包括：

所述多种组成相互相混合在一起；或者，

所述多种组成相中的一种组成相作为基材，除所述基材外的其他组成相作为分散相，所述分散相分散在所述基材中。

可选地，所述复合功能材料的导热系数随所述复合功能材料所受压力的变化特性，通过改变所述多种组成相的材料种类、材料属性或者所述多种组成相的配比进行调节。

第二方面，本发明提供了一种压力传感装置，包括：如第一方面提供的复合功能材料和加热测温器件；

所述复合功能材料覆盖在所述加热测温器件上方或下方，且与所述加热测温器件的上表面或下表面接触；

所述加热测温器件用于对所述复合功能材料进行加热，并测量待测压力施加至所述复合功能材料使其温度产生的变化。

可选地，所述压力传感装置还包括：基底、引线和调理电路；

所述复合功能材料、所述加热测温器件和所述引线均设置在所述基底上；

所述加热测温器件的两端通过所述引线接入所述调理电路，所述调理电路用于为所述加热测温器件供电，使所述加热测温器件工作。

可选地，所述加热测温器件具体为集加热功能和测温功能于一体的器件。

可选地，所述加热测温器件具体包括：加热器和温度传感器；

所述加热器用于对所述复合功能材料进行加热；

所述温度传感器用于测量所述待测压力施加至所述复合功能材料使其温度产生的变化。

可选地，所述调理电路具体包括：第一子调理电路和第二子调理电路；

所述第一子调理电路用于为所述加热器供电，并使所述加热器工作；

所述第二子调理电路用于为所述温度传感器供电，并使所述温度传感器工作。

第三方面，本发明提供了一种智能温控系统，包括：由第一方法提供的复合功能材料构成的温控层、第一温度传感器、第二温度传感器、处理器和执行器；

所述第一温度传感器和所述第二温度传感器分别与所述处理器连接，所述处理器与所述执行器连接；

所述温控层构成目标物的侧壁，或者所述温控层设置在所述目标物的内侧壁或外侧壁上；

所述第一温度传感器设置在所述目标物内，所述第一温度传感器用于测量所述目标物的内部温度；所述第二温度传感器设置在所述目标物外，所述第二温度传感器用于测量所述目标物的外部温度；

所述处理器内存储有目标温度，所述处理器用于根据所述目标温度、所述目标物的内部温度以及所述目标物的外部温度，控制所述执行器对所述温控层施加压力，将所述目标物的内部温度调节至所述目标温度，或者使所述目标物的内部温度与所述目标温度之间的温差减小。

本发明提供了一种复合功能材料、压力传感装置以及智能温控系统，复合功能材料具有压热效应，具有导热性能受压力调控的特点，在传感、温控等领域具有较好的应用；基于复合功能材料实现的压力传感装置具有结构简单、传感特性方便可调的特点，可根据不同的目标需求选用不同的功能材料，应用范围广；基于复合功能材料实现的智能温控系统，可以充分利用环境条件达到控温目的，极大地减小对其它温控资源的消耗，达到节能减排的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种复合功能材料的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种复合功能材料的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种压力传感装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种压力传感装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种恒温差调理电路的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种智能温控系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种复合功能材料，所述复合功能材料由多种组成相复合而成，所述多种组成相中至少存在两种导热系数和杨氏模量均不相同的组成相；

所述复合功能材料的导热系数随所述复合功能材料所受压力的变化而变化。

具体地，本发明实施例中，功能材料是指通过光、电、磁、热、力、化学、生化等作用后具有特定功能的材料；复合功能材料是指由多种组成相复合而成的功能材料。构成复合功能材料的组成相至少有两种，即本发明实施例中的多种为至少两种。其中，构成复合功能材料的多种组成相中至少存在两种导热系数和杨氏模量均不相同的组成相。例如，复合功能材料由两种组成相复合而成，则这两种组成相的导热系数和杨氏模量均不相同。又例如，复合功能材料由三种组成相复合而成，则这三种组成相中至少有两种组成相的导热系数和杨氏模量均不相同，可以是三种组成相中的两种组成相，其导热系数和杨氏模量均不相同，也可以是三种组成相的导热系数和杨氏模量均不相同。

复合而成的复合功能材料的导热系数是一种等效导热系数，等效导热系数具体由各组成相的导热系数、各组成相的体积分数以及各组成相的形状等因素确定。

复合而成的复合功能材料的导热系数会随着复合功能材料所受压力的变化而变化，即由所受压力调控。本发明实施例中将材料的导热系数随所受压力的变化而变化的效应称为材料的压热效应。也就是说，具有压热效应的材料，其导热系数可以受压力作用而发生变化，可将材料所受压力转换为材料的导热特性的变化。

本发明实施例中提供的复合功能材料具有压热效应。这是因为，构成复合功能材料的多种组成相中至少有两种组成相的导热系数和杨氏模量均不相同。对于这些导热系数和杨氏模量均不相同的组成相来说：首先，由于杨氏模量的不同，当复合功能材料受压力作用时，会导致这些组成相产生的形变不同，进而导致复合功能材料中这些组成相各自所占的体积分数发生变化，而由于这些组成相的导热系数不同，将最终导致复合功能材料的导热系数发生变化。

本发明实施例中提供的一种复合功能材料，设置复合功能材料的多个组成相中至少存在两种导热系数和杨氏模量均不相同的组成相，当复合功能材料受压力作用后，会使复合功能材料的导热系数发生变化，复合功能材料的导热系数可由所受压力调控。本发明实施例中提供的复合功能材料具有压热效应，弥补了现有技术中的材料不具有压热效应的技术空白。利用这种复合功能材料，可以将复合功能材料所受压力信息转化为复合功能材料的导热信息，在测量、传感以及温控等领域具有较大的用途。比如，可以利用具有压热效应的复合功能材料，结合热敏温度测量方法，可以实现压力、距离的传感和测量。此外，还可以利用具有压热效应的复合功能材料对智能保温/散热腔室的调控，比如制备保温/散热特性可调的温控层，根据腔室内外温差和实际应用需求，调节温控层的传热特性，达到充分利用环境条件节约资源的目的。这种方法可以充分利用环境条件调控腔室内温度，可以应用于住房、工厂、蔬菜大棚等多种类型的建筑物或特种装备的保温控温层中，能够有效缓解如冬季暖气、夏季空调的供应压力，降低相应化石燃料、电力资源的消耗，达到节能减排的目的。

本发明实施例中提供的复合功能材料中各组成相的复合方式有多种，以下对各组成相的复合方式分别进行说明。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的复合功能材料，所述多种组成相复合的方式包括：

所述多种组成相层叠排列，所述多种组成相层叠排列的延伸方向与所述多种组成相中每种组成相的热传导方向成预设角度的夹角。

具体地，本发明实施例中提供的复合功能材料中各组成相的复合方式为层叠排列，层叠排列的延伸方向与多种组成相中每种组成相的热传导方向成预设角度的夹角。预设角度的具体取值可以为0度，此时层叠排列的延伸方向与多种组成相中每种组成相的热传导方向平行；预设角度的具体取值还可以为90度，此时层叠排列的延伸方向与多种组成相中每种组成相的热传导方向垂直；预设角度的具体取值还可以为除0度和90度外的其它角度值，例如45度等。

本发明实施例提供了一种由两种组成相平行层叠排列复合而成的复合功能材料，结构示意图如图1所示，组成相1-1和组成相1-2按上下的排列方式层叠且平行设置。复合功能材料所受压力可以垂直于组成相1-1的上表面施加在复合功能材料上。需要说明的是，图1中所示的垂直于组成相1-1的上表面施加在复合功能材料上的压力可以为某一力的竖直分量。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的复合功能材料，所述多种组成相复合的方式还包括：

所述多种组成相互相混合在一起；或者，

所述多种组成相中的一种组成相作为基材，除所述基材外的其它组成相作为分散相，所述分散相分散在所述基材中。

具体地，本发明实施例中复合功能材料中各组成相的复合方式还可以是混合方式，可以是所有组成相相互混合在一起，也可以是其中一种组成相作为基材，其它组成相作为分散相分散在基材中。

本发明实施例中提供了一种由一种分散相分散在一种基材内形成的复合功能材料，结构示意图如图2所示，分散相2-1分散在基材2-2内。复合功能材料所受压力可垂直施加在基材2-2的上表面。分散相2-1可以是颗粒状、棒状、管状，也可以是不规则形状；分散相2-1可以是互相连接的，也可以是相互孤立的，也可以是部分相互连接、部分相互孤立；分散相2-1的分布方式可以是有规律的，也可以是无规律的。基材2-2可以是弹性材料。分散相2-1的导热系数可以高于基材2-2的导热系数，也可以低于基材2-2的导热系数。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的复合功能材料的压热效应，即复合功能材料的导热系数随所受压力的变化而变化的特性，可以通过改变所述复合功能材料中各个组成相的材料种类、材料属性或者各个组成相的配比进行调节。其中，组成相的材料属性包括导热系数、杨氏模量等，组成相的配比是指各个组成相在复合功能材料中所占的体积分数。

本发明实施例中，将复合功能材料在所受压力为单位压力时导热系数变化量的大小定义为复合功能材料的灵敏度。

复合功能材料的灵敏度可以通过调整组成相的材料种类或材料属性进行调节。例如，对于如图1所示的由两种组成相平行布置复合而成的复合功能材料，组成相1-1的材料可选择使用金属、玻璃、陶瓷等大导热系数材料，组成相1-2可选择使用海绵、棉花、空气等小导热系数材料，则复合功能材料可以在所受压力作用下获得较大的导热系数变化量，实现高灵敏度。又例如，当组成相1-1的材料固定不变时，若选取海绵、空气等低杨氏模量的材料作为组成相1-2的材料，可实现高灵敏度；若选取橡胶等高杨氏模量的材料作为组成相1-2的材料，则可实现低灵敏度、大压力作用范围。

复合功能材料的灵敏度还可以通过调整各个组成相的配比实现调节。例如，对于如图2所示的由一种分散相分散在一种基材内形成的复合功能材料，基材2-2可以选择使用弹性橡胶，分散相2-1选择使用空气，则增大分散相2-1的体积分数，可以实现高灵敏度，减小分散相2-1的体积分数，可以获取低灵敏度、大压力作用范围。

在上述实施例的基础上，本发明中提供的复合功能材料，构成复合功能材料的多种组成相中的每一种组成相的材料，本身既可以是普通材料，也可以是具有压热效应的复合功能材料。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供了一种压力传感装置，包括：上述实施例中所述的复合功能材料和加热测温器件；

所述复合功能材料覆盖在所述加热测温器件上方或下方，且与所述加热测温器件的上表面或下表面接触；

所述加热测温器件用于对所述复合功能材料进行加热，并测量待测压力施加至所述复合功能材料使其温度产生的变化。

具体地，加热测温器件测量的温度变化是由于复合功能材料受压变形导致导热特性发生变化而引起的。如图3所示，压力传感装置中包括复合功能材料31和加热测温器件32。复合功能材料31设置在加热测温器件32上，且与加热测温器件32的上表面接触。复合功能材料在待测压力作用下，导热系数发生变化，导致复合功能材料中的热传导发生变化，从而使得加热测温器件32测量得到的温度发生变化，实现了将压力转换为温度的变化，并通过温度传感器输出。

需要说明的是，本发明实施例中的加热测温器件，既可以是两个独立的加热器和温度传感器，也可以是集加热功能和测温功能于一体的器件。

本发明实施例中，压力传感装置的传感性能可以由复合功能材料的压热效应进行调控，比如通过组成相材料的选择或者各组成相的配比进行调控，从而满足不同传感应用的需求。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的压力传感装置，还包括：基底、引线和调理电路；

所述复合功能材料、所述加热测温器件和所述引线均设置在所述基底上；

所述加热测温器件的两端通过所述引线接入所述调理电路，所述调理电路用于为所述加热测温器件供电，使所述加热测温器件工作。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的压力传感装置中，所述加热测温器件具体包括：加热器和温度传感器；

所述加热器用于对所述复合功能材料进行加热；

所述温度传感器用于测量所述待测压力施加至所述复合功能材料使其温度的变化。

所述加热器和所述温度传感器可以是两个独立的器件，也可以是合二为一的器件。

具体地，本发明实施例中的加热测温器件是兼具加热和测温功能的合二为一的加热测温器件。其中，加热方式可以是电加热，使用恒定电流加热，也可以是恒定电压加热，也可以是通过反馈控制方式实现的恒定温度加热，即恒温差加热等。本发明实施例中对此不作具体限定。由于复合功能材料覆盖在加热测温器件上方或下方，且与加热测温器件的上表面或下表面接触，则温度传感器测量得到的复合功能材料的温度，也就是温度传感器所在位置的温度。

具体地，如图4所示，压力传感装置包括：基底3-1、薄膜热敏电阻3-2、引线3-3和复合功能材料3-4。复合功能材料3-4、薄膜热敏电阻3-2和引线3-3均设置在基底3-1上。薄膜热敏电阻3-2的两端通过引线3-3接入调理电路(图4中未示出)，调理电路用于为薄膜热敏电阻供电，使薄膜热敏电阻升温，薄膜热敏电阻通电加热至高于环境温度的工作温度进行工作。图4中的薄膜热敏电阻3-2是一种集加热与测温功能于一体的单独器件。一方面，薄膜热敏电阻通电后升温，对复合功能材料进行加热以实现加热功能；另一方面，由于薄膜热敏电阻的阻值与温度之间具有确定的对应关系，确定出薄膜热敏电阻的阻值即可确定待测压力施加至复合功能材料使其温度产生的变化以实现测温功能。采用薄膜热敏电阻3-2进行测温时，测量方式可以通过电阻表直接测量得到薄膜热敏电阻的阻值，也可以通过差分放大电路将薄膜热敏电阻的阻值转为电压信号。

当复合功能材料3-4感受到待测压力时，将待测压力信息转为自身导热特性的变化，从而改变复合功能材料3-4和薄膜热敏电阻3-2的传导换热，进而改变薄膜热敏电阻3-2的温度，通过检测薄膜热敏电阻3-2的电阻变化即可实现待测压力测量。

本发明实施例中，基底3-1可以为柔性基底，也可以为硬质基底；薄膜热敏电阻3-2可以为陶瓷封装的铂电阻，也可以为利用微加工工艺制备的薄膜电阻，如金薄膜电阻、铂薄膜电阻；引线3-3可以用印刷电路工艺、柔性印刷电路工艺、微加工工艺等制备；复合功能材料3-4可以根据具体的压力传感性能需求，选择相应特性的复合功能材料，比如，可以选择多孔类弹性材料、纳米颗粒掺杂类复合材料等。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的压力传感装置中，所述调理电路具体包括：第一子调理电路和第二子调理电路；

所述第一子调理电路用于为所述加热器供电，并使所述加热器工作，使复合功能材料升温。所述第二子调理电路用于为所述温度传感器供电，并使所述温度传感器工作。

当采用合二为一的加热测温器件时，如薄膜热敏电阻，第一子调理电路和第二子调理电路也合二为一，如恒定电压源调理电路、恒定电流源调理电路或者通过反馈控制方式实现的恒温差调理电路，既可以实现对薄膜热敏电阻的电加热，也可以实现对薄膜热敏电阻的温度测量。其中，恒温差调理电路具有灵敏度高、响应快的优点。

具体地，如图5所示，为本发明实施例中提供的恒温差调理电路，薄膜热敏电阻3-2、温度补偿电阻4-1和可调电阻4-4以及两个定值电阻4-2和4-3构成惠斯通电桥的四个桥臂，惠斯通电桥的两个输出节点和运算放大器4-5的两个输入节点相连，运算放大器4-5的输出反馈至惠斯通电桥的桥顶构成闭环反馈回路。本发明实施例中温度补偿电阻4-1具有热敏特性，其电阻值大于薄膜热敏电阻3-2的电阻值，如可以为薄膜热敏电阻3-2的电阻值的4～12倍。图5中各电阻满足如下关系：R_4-2/R_4-3＝(α_3-2×R_3-2,0)/(α_4-1×R_4-1,0)，其中R_3-2,0和R_4-1,0分别为薄膜热敏电阻3-2和温度补偿电阻4-1在0℃下的电阻值，α_3-2和α_4-1分别为薄膜热敏电阻3-2和温度补偿电阻4-1的电阻温度系数(电阻温度系数是指：单位温度变化引起的电阻变化率)；可调电阻4-4用于调节薄膜热敏电阻3-2的工作温度。

在待测压力作用下，复合功能材料的导热系数发生变化，引起薄膜热敏电阻3-2的电阻发生变化，最终导致运算放大器4-5输出电压U的变化，可由此进行待测压力测量。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供了一种智能温控系统，包括：由上述实施例中所述的复合功能材料构成的温控层、第一温度传感器、第二温度传感器、处理器和执行器；

所述第一温度传感器和所述第二温度传感器分别与所述处理器连接，所述处理器与所述执行器连接；

所述温控层构成目标物的侧壁，或者所述温控层设置在所述目标物的内侧壁或外侧壁上；

所述第一温度传感器设置在所述目标物内，所述第一温度传感器用于测量所述目标物的内部温度；

所述第二温度传感器设置在所述目标物外，所述第二温度传感器用于测量所述目标物的外部温度；

所述处理器内存储有目标温度，所述处理器用于根据所述目标温度、所述目标物的内部温度以及所述目标物的外部温度，控制所述执行器对所述温控层施加压力，将所述目标物的内部温度调节至所述目标温度，或者使所述目标物的内部温度与所述目标温度之间的温差减小。

具体地，本发明实施例中，将提供的智能温控系统应用于目标建筑物中，这里的目标建筑物可简化为一个腔室或房间。温控层可直接构成建筑物的侧壁，也可以设置在目标建筑物的内侧壁或外侧壁上。第一温度传感器具体可放置在目标建筑物内的空气中，以测量目标建筑物内的室内环境温度；第一温度传感器还可紧贴目标建筑物侧壁的内侧，以测量目标建筑物的侧壁的内表面温度。也就是说，室内温度既可以指目标建筑物内的室内环境温度，也可以指目标建筑物的侧壁的内表面温度，可以根据需要进行选择并测量。同理，第二温度传感器具体可放置在目标建筑物外的空气中，以测量目标建筑物外的室外环境温度；第二温度传感器还可紧贴目标建筑物侧壁的外侧设置，以测量目标建筑物的侧壁的外表面温度。也就是说，室外温度既可以指目标建筑物外的室外环境温度，也可以指目标建筑物的侧壁的外表面温度，可以根据需要进行选择并测量。

需要说明的是，本发明实施例中，除了采用第二温度传感器测量室外温度，还可以设置传感器测量太阳的辐射强度，用于辅助温度控制。测量太阳的辐射强度可以通过第二温度传感器集成辐射强度测量功能实现，也可以单独设置辐射传感器进行测量。

处理器根据其内存储的目标温度、第一温度传感器测量得到的室内温度以及第二温度传感器测量得到的室外温度，控制执行器增加对温控层施加的压力，或减小对温控层施加的压力，或保持对温控层施加的压力不变，实现对温控层进行施压或放压的形变调节，以改变温控层的传热特性，即导热/隔热特性，进而改变目标建筑物内外的传热情况，以充分利用环境条件调节室内温度，将室内温度调节至目标温度，或者使所述目标物的内部温度与所述目标温度之间的温差减小。

处理器还可以根据室内温度以及室外温度的相对变化趋势，进行提前预判、动态调节、反馈控制等。

本发明实施例中提供的智能温控系统，可以充分利用对达到室内目标温度有利的因素，阻碍对达到室内目标温度不利的因素。通过温控层的自动调节，可降低对其它温控资源(比如空调和暖气等)的消耗，达到节能减排的目的。

本发明实施例中提供的智能温控系统中，第一温度传感器和第二温度传感器均可以是任何类型的温度计。处理器可以是单片机系统，也可以是台式机系统，也可以是云处理系统等。执行器根据具体使用需要进行选取，可以是机械传动装置，也可以是其它变形执行装置。需要说明的是，本发明实施例中提供的智能温控系统还可以由人工进行控制，由用户根据自身需求选择隔热或散热，并对执行器发送控制指令，以驱动温控层产生相应形变。

本发明实施例中提供的智能温控系统，可以应用在住房、工厂、蔬菜大棚等各种领域，在具体应用中，此具有压热效应的复合功能材料可以专门用于温控，另有单独的力学结构支撑材料用于房间支撑(即侧壁)；也可以选用强度合适的具有压热效应的复合功能材料既作为控温材料，又作为房间支撑材料。

如图6所示，为本发明实施例中提供的智能温控系统，使用具有压热效应的复合功能材料实现反馈式自调节智能隔热/散热。智能温控系统中包含由上述实施例中提供的复合功能材料构成的温控层5-1、第一温度传感器5-3、第二温度传感器5-4、处理器5-5以及执行器5-6。

温控层5-1构成目标建筑物的侧壁，目标建筑物的内部空间5-2设置有目标温度，即目标温度T_目，第一温度传感器5-3和第二温度传感器5-4分别用于测量内部空间5-2的内部温度T_内和目标建筑物外部的外部温度T_外，外部温度T_外在不同场景下，可以是室外的环境温度，也可以是温控层5-1的外表面温度；第一温度传感器5-3和第二温度传感器5-4分别将室内温度和室外温度传递给处理器5-5，处理器5-5根据内部温度、外部温度和目标温度，发出隔热或散热的控制指令，将控制指令传递给执行器5-6，执行器5-6驱动温控层5-1产生变形，从而改变温控层5-1的导热特性，实现隔热或散热的智能调节，从而充分利用环境条件，减小为控制目标建筑物的内部温度而需要的暖气、空调等其它资源的消耗。

比如，如果目标建筑物的内部温度的控制目标是人体比较舒适的20℃，在冬季时，需要暖气供应才能实现此控温需求。通过本发明实施例中提供的智能温控系统，则可以实现如下操作：白天阳光强烈时，第一温度传感器5-3和第二温度传感器5-4检测到内部温度低于20℃，即T_内<T_目＝20℃，而且室外墙壁吸收阳光辐射后能够给室内升温，即T_外＞T_内，则处理器5-5向执行器5-6下达导热的控制指令，驱动温控层5-1发生变形，增大温控层5-1的传热特性，利用太阳能给内部空间5-2升温，以达到或接近20℃的控制目标；在夜晚，第一温度传感器5-3和第二温度传感器5-4检测到环境温度降低需要对内部空间5-2进行保温处理时，处理器5-5向执行器5-6下达隔热的控制指令，驱动温控层5-1发生反向变形，减小温控层5-1的传热特性，锁住内部空间5-2的热量，达到保温的效果，以免内部温度降低很多，由此可以充分利用太阳能给内部空间5-2做温控处理，白天吸收热量，晚上锁住热量，从而维持较为舒适平稳的室内温度，减小暖气使用量。在夏季时，夜晚空气凉爽时，第一温度传感器5-3和第二温度传感器5-4检测到内部温度高于20℃，即T_内＞T_目，而且外部温度足够给室内降温，即T_外<T_内，则处理器5-5向执行器5-6下达散热的控制指令，驱动温控层5-1发生变形，增大温控层5-1的导热特性，将内部空间5-2中的热量散到目标建筑物外的环境中，从而降温，以使室内温度达到或接近20℃的控制目标；白天环境温度高时，如T_外＞T_内＞T_目，处理器5-5向执行器5-6下达隔热的指令，驱动温控层5-1发生反向变形，减小温控层5-1的导热特性，提高墙壁材料的隔热特性，防止外界高温进入内部空间5-2。白天抵挡外界热量，夜晚利用环境的低温，从而减小空调使用量。由此，可以充分利用环境条件调控内部温度，降低其它温控设备对资源的消耗，达到节能减排的目的。

综上所述，本发明实施例中提供的复合功能材料、压力传感装置以及智能温控系统，复合功能材料具有压热效应，具有导热性能受外界压力调控的特点，在传感、温控等领域具有较好的应用；基于复合功能材料实现的压力传感装置具有结构简单、传感特性方便可调的特点，可根据不同的目标需求选用不同的功能材料，应用范围广；基于复合功能材料实现的智能温控系统，可以充分利用环境条件达到控温目的，极大地减小对其它温控资源的消耗，达到节能减排的目的。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种复合功能材料，其特征在于，所述复合功能材料由多种组成相复合而成，所述多种组成相中至少存在两种导热系数和杨氏模量均不相同的组成相；

所述复合功能材料的导热系数随所述复合功能材料所受压力的变化而变化。

2.根据权利要求1所述的复合功能材料，其特征在于，所述多种组成相复合的方式包括：

所述多种组成相层叠排列，所述多种组成相层叠排列的延伸方向与所述多种组成相中每种组成相的热传导方向成预设角度的夹角。

3.根据权利要求1所述的复合功能材料，其特征在于，所述多种组成相复合的方式还包括：

所述多种组成相互相混合在一起；或者，

所述多种组成相中的一种组成相作为基材，除所述基材外的其它组成相作为分散相，所述分散相分散在所述基材中。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的复合功能材料，其特征在于，所述复合功能材料的导热系数随所述复合功能材料所受压力的变化特性，通过改变所述多种组成相的材料种类、材料属性或者所述多种组成相的配比进行调节。

5.一种压力传感装置，其特征在于，包括：如权利要求1-4中任一项所述的复合功能材料和加热测温器件；

所述复合功能材料覆盖在所述加热测温器件上方或下方，且与所述加热测温器件的上表面或下表面接触；

所述加热测温器件用于对所述复合功能材料进行加热，并测量待测压力施加至所述复合功能材料使其温度产生的变化。

6.根据权利要求5所述的压力传感装置，其特征在于，还包括：基底、引线和调理电路；

所述复合功能材料、所述加热测温器件和所述引线均设置在所述基底上；

所述加热测温器件的两端通过所述引线接入所述调理电路，所述调理电路用于为所述加热测温器件供电，使所述加热测温器件工作。

7.根据权利要求6所述的压力传感装置，其特征在于，所述加热测温器件具体为集加热功能和测温功能于一体的器件。

8.根据权利要求6所述的压力传感装置，其特征在于，所述加热测温器件具体包括：加热器和温度传感器；

所述加热器用于对所述复合功能材料进行加热；

所述温度传感器用于测量所述待测压力施加至所述复合功能材料使其温度产生的变化。

9.根据权利要求8所述的压力传感装置，其特征在于，所述调理电路具体包括：第一子调理电路和第二子调理电路；

所述第一子调理电路用于为所述加热器供电，并使所述加热器工作；

所述第二子调理电路用于为所述温度传感器供电，并使所述温度传感器工作。

10.一种智能温控系统，其特征在于，包括：由权利要求1-4中任一项所述的复合功能材料构成的温控层、第一温度传感器、第二温度传感器、处理器和执行器；

所述第一温度传感器和所述第二温度传感器分别与所述处理器连接，所述处理器与所述执行器连接；

所述温控层构成目标物的侧壁，或者所述温控层设置在所述目标物的内侧壁或外侧壁上；

所述第一温度传感器设置在所述目标物内，所述第一温度传感器用于测量所述目标物的内部温度；所述第二温度传感器设置在所述目标物外，所述第二温度传感器用于测量所述目标物的外部温度；

所述处理器内存储有目标温度，所述处理器用于根据所述目标温度、所述目标物的内部温度以及所述目标物的外部温度，控制所述执行器对所述温控层施加压力，将所述目标物的内部温度调节至所述目标温度，或者使所述目标物的内部温度与所述目标温度之间的温差减小。