CN207306183U - 一种半导体智能降温头盔 - Google Patents

Abstract

本实用新型具体涉及一种半导体智能降温头盔，解决了目前的头盔存在制冷效果不佳、不能感知人体生命体征信息的问题。冷智能降温头盔包括头盔主体、MEMS生命体征信息采集系统、混合式供能设备、半导体制冷系统；MEMS生命体征信息采集系统用于监测人体生命体征；混合式供能设备将环境微弱能量自动采集并用于供电；半导体制冷系统包括半导体制冷设备、半导体导冷设备和半导体散热设备，半导体制冷设备包括半导体制冷片和隔热垫片，半导体散热设备包括散热翅片和散热风扇。本实用新型提供了一种具有微弱多模环境能量自动收集、生命体征信息动态感知、混合式供能、高制冷效率的半导体智能降温头盔。

Description

一种半导体智能降温头盔

技术领域

本实用新型涉及个体防护领域，具体涉及一种半导体智能降温头盔。

背景技术

高温热害是工业生产中一类重要的职业危害因素。长期暴露在高温工作环境中，严重影响人的工作效率，容易造成人的中枢神经系统失调，使人疲劳、精神恍惚，严重时可能危及人员生命，导致安全生产事故。头颈部中枢神经系统集中，代谢活跃，脑组织对体内温度环境的感知极为敏感，因此头颈部降温调节在全身温度调节中占有重要地位。从职业危害防治的角度考虑，有效维持工人颅内温度恒定，以保证对身体各系统的正常调节尤其重要。因此，在高温环境下工作时，人体需要不断地进行温度调节，佩戴降温帽很有必要，特别是在建筑业、道路桥梁工程、炼钢厂、造船厂及特种空间的高温环境条件，工人又必须佩带安全帽的工况场所，佩带智能降温头盔既能改善工人作业条件，又能减少职业危害对人的伤害，作用及意义巨大。

经调研，目前市场上已经存在以交联聚丙烯酰胺为蓄冷剂的医用冰帽、冷空气降温帽、电池充电型风扇智能降温头盔、物理降温帽、以相变材料制冷剂的矿用降温智能降温头盔等，但是普遍存在价格昂贵、制冷效果不佳、不能感知人体的生命体征信息等问题。

实用新型内容

为解决目前的降温头盔存在制冷效果不佳、不能感知人体生命体征信息的问题，本实用新型提供了一种具有微弱多模环境能量自动收集、生命体征信息动态感知、混合式供能、高制冷效率等功能的半导体智能降温头盔。

本实用新型的技术方案是：

一种半导体智能降温头盔，包括头盔主体、均设置在头盔主体上的MEMS生命体征信息采集系统4、混合式供能设备、半导体制冷系统10；MEMS生命体征信息采集系统4与手机移动客户端或电脑通信连接；MEMS生命体征信息采集系统4用于监测人体生命体征；混合式供能设备包括环境微弱能量自动采集电路7和电池，环境微弱能量自动采集电路7和电池连接；环境微弱能量自动采集电路7和电池分别与MEMS生命体征信息采集系统4和半导体制冷系统10连接；环境微弱能量自动采集电路7将环境微弱能量自动采集，收集转化的环境微弱能量可直接供电或储存于电池中。半导体制冷系统10包括半导体制冷设备、半导体导冷设备和半导体散热设备，半导体制冷设备包括半导体制冷片3和隔热垫片6，半导体散热设备包括散热翅片2和散热风扇1，半导体导冷设备通过导热硅脂粘接在半导体制冷片3上，半导体制冷片3嵌于隔热垫片6中通过导热硅脂粘接在散热翅片2上，散热风扇1设置于散热翅片2的上方。

进一步地，为提高半导体制冷系统10的效率，还包括有调速电位器8，调速电位器8设置在半导体制冷系统10与混合式供能设备之间。

进一步地，为保证制冷效果，半导体导冷设备为导冷铜箔5。

进一步地，为了全面的收集环境中的能量，环境微弱能量自动采集电路7可以包括有太阳能、电磁能、风能、振动能低阈值整流滤波电路和低阈值升压电路。高效获取振动、射频、热、风等环境能量，为传感器提供持久工作的能量补充。

进一步地，为了全面的监测人体生命体征，MEMS生命体征信息采集系统4具体的可以包括体温传感器、心率传感器、血压监测传感器，上述传感器均与人体头部贴紧。

进一步地，MEMS生命体征信息采集系统4将检测到的生命体征信息通过GPRS通信模块传送至手机移动客户端或电脑中，用于人员安全健康检测及管理。

进一步地，为了提高制冷效果，半导体制冷设备包括至少两个并联连接的半导体制冷片3，其产生的制冷量可使头部降至适宜温度。

进一步地，为了减少导冷铜箔5的热损失，隔热垫片6采用耐高温、低导热系数的材料制成，如高铝棉制成。

进一步地，环境微弱能量自动采集电路7布置在头盔主体顶部，电池置于头盔主体的后部。

本实用新型的优点是：

1.本实用新型从人体热湿生理需求出发，采用半导体制冷系统，解决了制冷效果不佳的问题。

2.本实用新型MEMS生命体征信息采集系统，能够动态感知作业人员生命体征信息，具有续航时间长、节能环保、生命体征信息动态感知、环保、能耗小、智能化、携带便宜等优点。

3.本实用新型中的环境微弱能量自动采集电路设置于智能降温头盔主体上，具有高度集成、体积小、质量轻、功耗低、使用稳定等特点。

4.本实用新型中微弱多模环境能量自动采集电路和石墨烯蓄电池混合式供电，风冷散热的节能型半导体制冷降温智能降温头盔，可自动捕捉环境中微弱太阳能、风能、振动能、电磁能，为传感器网络提供持久工作的能量补充，具有续航时间长、节能环保的技术优点，可被广泛应用于高温生产领域的个人安全防护用具。

附图说明

图1是本实施例半导体智能降温头盔工作原理图；

图2是本实施例半导体智能降温头盔结构示意图；

图3本实施例半导体制冷系统结构爆炸示意图；

图4是环境微弱能量自动采集电路工作原理图。

图中标记：1-散热风扇；2-散热翅片；3-半导体制冷片；4-MEMS生命体征信息采集系统；5-导冷铜箔；6-隔热垫片；7-环境微弱能量自动采集电路；8-调速电位器；9-开关；10-半导体制冷系统；11-石墨烯蓄电池。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步详细描述：

如图1、图2所示，半导体智能降温头盔包括头盔主体、均设置在头盔主体上的MEMS生命体征信息采集系统4、混合式供能设备、半导体制冷系统10、调速电位器8和开关9；

MEMS生命体征信息采集系统4用于监测人体生命体征，MEMS生命体征信息采集系统4包括体温传感器、心率传感器、血压监测传感器，上述传感器均与人体头部贴紧。MEMS生命体征信息采集系统4将检测到的生命体征信息通过GPRS通信模块传输至手机移动客户端或电脑健康监测管理软件中，用于人员安全健康检测及管理。

混合式供能设备包括环境微弱能量自动采集电路7和石墨烯蓄电池11，用于其他设备的供能和储能，环境微弱能量自动采集电路7布置在头盔主体顶部，石墨烯蓄电池11置于头盔主体后部；石墨烯蓄电池11与环境微弱能量自动采集电路7连接，将环境微弱能量自动采集，可直接供电或储存于石墨烯蓄电池11中，当环境微弱能量自动采集电路7采集的电量不满足头盔运作所需电量时，石墨烯蓄电池11替代环境微弱能量自动采集电路7供电。环境微弱能量自动采集电路7包括太阳能、电磁能、风能、振动能低阈值整流滤波电路和低阈值升压电路。

半导体制冷系统10用于调节头盔主体内温度，半导体制冷系统10包括半导体制冷设备、半导体导冷设备和半导体散热设备，半导体制冷设备包括半导体制冷片3和隔热垫片6；半导体导冷设备为导冷铜箔5，导冷铜箔5与头部进行热交换达到头部降温效果，半导体散热设备包括散热翅片2和散热风扇1。半导体制冷片3设置有冷端和热端，导冷铜箔5通过导热硅脂紧贴半导体制冷片3的冷端，半导体制冷片3嵌于隔热垫片6中，热端通过导热硅脂紧贴散热翅片2，接触表明涂抹导热硅脂有利于提高导热效率。隔热垫片6的作用为减少外界环境与导冷铜箔5之间的热传导，降低热损失，使导制冷效果更好。散热风扇1通过螺丝钉固定于散热翅片2上方，加速散热效率。半导体制冷设备包括至少两个并联连接的半导体制冷片3，其产生的制冷量可使头部降至适宜温度。为了减少导冷铜箔5的热损失，隔热垫片6采用耐高温、低导热系数的材料制成，如采用添加有无机或有机结合剂的高铝棉制成。当半导体制冷片3运行热端产生热量时，散热翅片2经热传导发挥其散热作用，将热量从半导体制冷片3热端带走，散热风扇1置于散热翅片2上方，加强散热翅片2的翅片之间的空气扰动，加快散热翅片2间空气对流。

上述装置还包括有调速电位器8，调速电位器8设置在半导体制冷系统10与混合式供能设备之间，置于头盔主体的一侧，通过调节电压从而调节半导体制冷系统10的效率，人可通过手动调节使半导体制冷达到最佳效果。开关9布置在智能降温头盔侧面，开关9打开，半导体制冷系统10中半导体制冷片3冷端开始导冷，热端开始散热。

本实用新型提出了一种制冷效果优异、节能性好、具有人体生命体征检测功能的智能降温头盔，适用于高温作业环境，例如，矿井、炼钢厂、铸造车间、锅炉间等。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种半导体智能降温头盔，其特征在于：包括头盔主体、均设置在头盔主体上的MEMS生命体征信息采集系统(4)、混合式供能设备、半导体制冷系统(10)；

MEMS生命体征信息采集系统(4)与手机移动客户端或电脑通信连接；

混合式供能设备包括环境微弱能量自动采集电路(7)和电池，环境微弱能量自动采集电路(7)和电池连接；环境微弱能量自动采集电路(7)和电池分别与MEMS生命体征信息采集系统(4)和半导体制冷系统(10)连接；

半导体制冷系统(10)包括半导体制冷设备、半导体导冷设备和半导体散热设备，半导体制冷设备包括半导体制冷片(3)和隔热垫片(6)，半导体散热设备包括散热翅片(2)和散热风扇(1)，半导体导冷设备通过导热硅脂粘接在半导体制冷片(3)上，半导体制冷片(3)嵌于隔热垫片(6)中通过导热硅脂粘接在散热翅片(2)上，散热风扇(1)设置于散热翅片(2)的上方。

2.根据权利要求1所述的半导体智能降温头盔，其特征在于：还包括有调速电位器(8)，调速电位器(8)设置在半导体制冷系统(10)与混合式供能设备之间。

3.根据权利要求2所述的半导体智能降温头盔，其特征在于：半导体导冷设备为导冷铜箔(5)。

4.根据权利要求1或2或3所述的半导体智能降温头盔，其特征在于：环境微弱能量自动采集电路(7)包括太阳能、电磁能、风能、振动能低阈值整流滤波电路和低阈值升压电路。

5.根据权利要求4所述的半导体智能降温头盔，其特征在于：MEMS生命体征信息采集系统(4)包括体温传感器、心率传感器和血压监测传感器。

6.根据权利要求5所述的半导体智能降温头盔，其特征在于：MEMS生命体征信息采集系统(4)将检测到的生命体征信息通过GPRS通信模块传送至手机移动客户端或电脑。

7.根据权利要求6所述的半导体智能降温头盔，其特征在于：半导体制冷设备包括至少两个并联连接的半导体制冷片(3)。

8.根据权利要求7所述的半导体智能降温头盔，其特征在于：隔热垫片(6)采用高铝棉制成。

9.根据权利要求8所述的半导体智能降温头盔，其特征在于：环境微弱能量自动采集电路(7)设置在头盔主体的顶部，电池设置于头盔主体后部。