CN217335934U - 一种温控发热毯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种温控发热毯，包括：加热模块、温控模块以及电源模块，电源模块与加热模块电连接，电源模块用于为加热模块供电；温控模块与加热模块电连接，温控模块用于检测加热模块的实时温度，并根据实时温度向加热模块输出脉宽调制信号；加热模块与温控模块电连接，加热模块用于根据脉宽调制信号形成通电回路并进行加热或者断开通电回路并停止加热。本申请通过温控模块检测加热模块的实时温度，并根据实时温度控制加热模块的通断，从而使加热模块加热或停止加热；并且，温控模块向加热模块输出脉宽调制信号，以通过调节脉宽调制信号的占空比来实时调节加热模块的加热速度和温度。

Description

一种温控发热毯

技术领域

本实用新型涉及发热毯技术领域，尤其涉及一种温控发热毯。

背景技术

目前医疗操作过程中，尤其是在临床手术时，由于麻醉和输液等会使患者的温度下降，需要对人体的部分或整个机体进行升温。现有的升温方式为提供一个气囊，患者躺在气囊上，使用专用加热暖风机向气囊内不断补充热气，从而为患者升温，这种升温方式无法实现温度自动控制，且进气口的温度一般较高，远离进气口的地方温度则较低，无法做到升温温度的一致性；同时，由于暖风机工作时产生噪声较大，十分影响医疗人员的正常工作。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种温控发热毯，以解决现有升温方式无法实现温度自动控制的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种温控发热毯，包括：加热模块、温控模块以及电源模块，

所述电源模块与所述加热模块电连接，所述电源模块用于为所述加热模块供电；

所述温控模块与所述加热模块电连接，所述温控模块用于检测所述加热模块的实时温度，并根据实时温度向所述加热模块输出脉宽调制信号；

所述加热模块与所述温控模块电连接，所述加热模块用于根据所述脉宽调制信号形成通电回路并进行加热或者断开通电回路并停止加热。

进一步的，所述温控模块包括：

温度检测单元，所述温度检测单元与所述加热模块连接，用于检测所述加热模块的实时温度，并输出温度检测信号；

处理单元，所述处理单元与所述温度检测单元电连接，用于获取所述温度检测信号，并根据所述温度检测信号向所述加热模块输出所述脉宽调制信号。

进一步的，所述加热模块包括：开关单元和加热单元；

所述开关单元分别与所述处理单元和所述加热单元电连接，所述开关单元用于获取所述脉宽调制信号，并根据所述脉宽调制信号控制所述加热单元的通断；

所述加热单元用于在所述开关单元导通时进行加热，以及在所述开关单元断开时停止加热。

进一步的，还包括若干个排列连接的加热分体，所述加热分体上设置有所述加热单元、开关单元以及所述温度检测单元。

进一步的，相邻的所述加热分体之间，所述开关单元接收的所述脉宽调制信号的相位差为180°。

进一步的，所述加热单元包括石墨烯发热体，所述石墨烯发热体的正极连接所述电源模块，所述石墨烯发热体的负极连接所述开关单元。

进一步的，所述处理单元包括与若干个所述开关单元一一对应连接的处理芯片，若干个所述处理芯片之间通信连接。

进一步的，所述温度检测单元包括温度传感器，所述温度传感器连接所述处理单元，所述温度传感器的探头位于所述石墨烯发热体的正极和负极之间。

进一步的，所述开关单元包括：第一电阻和场效应管；

所述电阻的一端与所述处理单元连接，所述第一电阻的另一端与所述场效应管的栅极连接；所述场效应管的源极连接所述加热单元，所述场效应管的漏极接地。

进一步的，所述温控发热毯还包括通信模块，所述通信模块分别与所述温控模块以及外部的计算机连接，所述通信模块用于控制所述温控模块和所述计算机之间的数据以及指令的传输。

本实用新型的有益效果在于：通过温控模块检测加热模块的实时温度，并根据实时温度控制加热模块的通断，从而使加热模块加热或停止加热；并且，温控模块向加热模块输出脉宽调制信号，以通过调节脉宽调制信号的占空比来实时调节加热模块的加热速度和温度。另外，由于是使用导电发热的原理进行加热，便于通过合理布置加热模块的发热体，实现升温区域温度的一致性，且不会产生噪声。

附图说明

图1为本实用新型实施例的温控发热毯的原理框图；

图2为本实用新型实施例的温控发热毯的另一原理框图；

图3为本实用新型实施例的温控发热毯的结构示意图；

图4为本实用新型实施例的温控模块输出的脉宽调制信号的示意图；

图5为本实用新型实施例的温控模块输出的脉宽调制信号的另一示意图；

图6为本实用新型实施例的温控发热毯的电路原理图；

图7为本实用新型实施例的石墨烯发热体的结构示意图；

图8为本实用新型实施例的通信模块的电路原理图。

标号说明：

100、加热模块；110、开关单元；120、加热单元；121、石墨烯发热体；

200、温控模块；210、温度检测单元；211、温度传感器；220、处理单元；300、电源模块；400、加热分体；500、通信模块。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

实施例

请参照图1至图8，本实用新型的实施例为：

一种温控发热毯，应用于医疗场景中，也可以应用于家庭场景中，用于对人体的温度进行调节。

请参照图1和图4，所述温控发热毯包括：加热模块100、温控模块200以及电源模块300，所述电源模块300与所述加热模块100电连接，所述电源模块300用于为所述加热模块100供电；所述温控模块200与所述加热模块100电连接，所述温控模块200用于检测所述加热模块100的实时温度，并根据实时温度向所述加热模块100输出脉宽调制信号；所述加热模块100与所述温控模块200电连接，所述加热模块100用于根据所述脉宽调制信号形成通电回路并进行加热或者断开通电回路并停止加热。

本实施例中的温控发热毯的工作原理为：加热模块100接入电源模块300的输入电源，温控模块200检测加热模块100的实时温度，并根据实时温度向加热模块100输出脉宽调制信号，以使加热模块100形成通电回路并进行加热，或者使通电回路断开并停止加热，通过调节脉宽调制信号的占空比以调节加热模块100的加热速度和温度。当患者躺在温控发热毯上时，可以通过温控发热毯调节体温。

可以理解的，通过这种设置，通过温控模块200检测加热模块100的实时温度，并根据实时温度控制加热模块100的通断，以使加热模块100加热或停止加热，从而实现实时温控；并且，温控模块200向加热模块100输出脉宽调制信号，以通过调节脉宽调制信号的占空比来实时调节加热模块100的加热速度和温度。另外，由于是使用导电发热的原理进行加热，相较于现有技术，便于通过合理布置加热模块100的发热体，实现升温区域温度的一致性，且不会产生噪声。

请参照图2，具体的，所述温控模块200包括：温度检测单元210，所述温度检测单元210与所述加热模块100连接，用于检测所述加热模块100的实时温度，并输出温度检测信号；处理单元220，所述处理单元220与所述温度检测单元210电连接，用于获取所述温度检测信号，并根据所述温度检测信号向所述加热模块100输出所述脉宽调制信号。

可以理解的，检测单元检测加热模块100的实时温度，并根据实时温度输出温度检测信号，处理单元220接收温度检测信号并进行处理，同时向加热模块100输出脉宽调制信号，以控制加热模块100加热或停止加热。

具体的，所述加热模块100包括：开关单元110和加热单元120；所述开关单元110分别与所述处理单元220和所述加热单元120电连接，所述开关单元110用于获取所述脉宽调制信号，并根据所述脉宽调制信号控制所述加热单元120的通断；所述加热单元120用于在所述开关单元110导通时进行加热，以及在所述开关单元110断开时停止加热。

可以理解的，温度检测单元210用于检测加热单元120的实时温度，并根据实时温度输出温度检测信号，处理单元220接收温度检测信号并进行处理，同时向开关单元110输出脉宽调制信号，开关单元110根据脉宽调制信号控制加热单元120通电回路的通断，从而控制加热单元120加热或停止加热。

由于在医疗护理过程中，特别是手术操作时，人体进行手术的部位的体温低一些可以降低血液流动，有利于手术操作，其他部位则需要维持正常体温。因此，本实施例还实现了区域控温。请参照图3，具体的，所述温控发热毯还包括若干个排列连接的加热分体400，所述加热分体400上设置有所述加热单元120、开关单元110以及所述温度检测单元210。其中，若干个加热分体400共同组成用于接触患者的毯面，通过所述处理单元220分别连接所有加热分体中的所述开关单元110，任一个所述加热分体400中，所述开关单元110用根据脉宽调制信号控制同一加热分体400中的加热单元120，所述温度检测单元210用于检测同一加热分体400中的加热单元120的温度。

可以理解的，本实施例设置若干个排列连接的加热分体400，即所述温控发热毯被划分成若干个区域，每个区域进行单独的温度调节控制，从而实现区域控温。

进一步的，相邻的所述加热分体400之间，所述开关单元110接收的所述脉宽调制信号的相位差为180°。示例性的，假设相邻的两个所述加热分体400为第一加热分体和第二加热分体，将该两个加热分体中的开关单元接收的脉宽调制信号设置一个180°的相位差，参照图5的信号示意图，信号1表示第一加热分体中开关单元接收的脉宽调制信号，信号2表示第二加热分体中开关单元接收的脉宽调制信号，由此可知，对于同样的电流输出，当所述电源模块300停止向第一加热分体供电时，同时向第二加热分体停止供电，即可以使电源模块300整体的供电电流维持平稳，不易出现较大波动，既可以保护所述电源模块300，还可以提高电能的利用效率，避免造成非必要的用电损耗。

请参照图6，常见的电热毯采用电阻丝进行加热，也存在着具有电阻丝的区域温度较高，远离电阻丝的区域温度较低的情况，因此，本实施例中，所述加热单元120包括石墨烯发热体121，所述石墨烯发热体121的正极连接所述电源模块300，所述石墨烯发热体121的负极连接所述开关单元110。具体的，所述石墨烯发热体121可以采用石墨烯膜片，发热温度均匀，发热效率高，进一步的，所述温度检测单元210对发热毯的温度检测也更加准确。除此之外，现有技术中的电热毯采用的是220V供电，由于手术操作过程中，手术台和部分手术器械为金属材料，存在极大的安全隐患，而本实施例中的发热毯采用24V直流电对石墨烯发热体121供电，即使发生漏电情况，也不会对人体造成较大损伤。

本实施例中，所述处理单元220包括与若干个所述开关单元110一一对应连接的处理芯片U2，若干个所述处理芯片U2之间通信连接。具体的，各个所述处理芯片U2之间可以通过RS485总线或其他总线进行连接，实现相互之间的数据传输。在其他实施例中，还可以通过使用单个功能更优的处理芯片U2控制所有加热分体400，进行温度调节控制。具体的，本实施例中，所述处理芯片U2会设定目标温度，以避免所述石墨烯发热体121升温过高，从而保护患者。

请参照图7，具体的，所述温度检测单元210包括温度传感器211，所述温度传感器211连接所述处理单元220，所述温度传感器211的探头位于所述石墨烯发热体121的正极和负极之间。可以理解的，将温度传感器211的探头设置于所述石墨烯发热体121的正极和负极之间，可以更加准确地检测发热毯的温度。本实施例中，所述处理芯片U2连接所述温度传感器211，所述处理芯片U2的数模转换接口不断扫描所述温度传感器211回传的温度数据，并根据温度数据与目标温度之间的差异，实时进行升温或停止升温的操作。在所述温控发热毯温度较高时，所述处理芯片U2关闭加热模块100，保留温度传感器211进行工作，由于患者身体一直保持与温控发热毯接触，因此，温度传感器211可以实时检测患者体温，便于医生把握患者身体状况。在其他实施例中，所述温度检测单元210还可以设置另一个温度传感器对人体温度进行实时检测，并输出人体的实时体温，处理单元220根据加热单元120的实时温度和/或人体的实时体温控制开关单元110通断，以控制加热单元120进行加热或停止加热。

请参照图6，具体的，所述开关单元110包括：第一电阻R1和场效应管Q1；所述第一电阻R1的一端与所述处理单元220连接，所述第一电阻R1的另一端与所述场效应管Q1的栅极连接；所述场效应管Q1的源极连接所述加热单元120，所述场效应管Q1的漏极接地。其中，所述场效应管Q1为N沟道场效应管，所述场效应管Q1的栅极连接所述处理芯片U2，所述场效应管Q1的源极连接所述石墨烯发热体121的负极。图4为所述温控发热毯工作时，所述处理芯片U2输出的脉宽调制信号示意图，可以理解的，因为石墨烯发热体121满足功率公式：P＝I2*R，式中P为石墨烯发热体121的功率，I为通过石墨烯发热体121的电流,R为石墨烯发热体121的电阻，当电流I发生变化时，功率则会发生变化。因此，本实施例通过处理芯片U2调节场效应管Q1接收的信号的占空比，从而调节石墨烯发热体121的发热速度。当所述处理芯片U2输出高电平时，所述场效应管Q1导通，电流通过所述石墨烯发热体121，以使所述石墨烯发热体121加热升温；当所述处理芯片U2输出低电平时，所述场效应管Q1截断，所述石墨烯发热体121为断路，停止加热升温。

本实施例中，所述温控发热毯还包括存储器，所述存储器与所述温控模块200连接，用于存储温度检测数据，在其他实施例中，也可以用本地单片机进行存储。更进一步的，所述温控发热毯还包括通信模块500，所述通信模块500分别与所述温控模块200以及外部的计算机连接，所述通信模块500用于进行所述温控模块200和所述计算机之间的数据以及指令的传输。其中，通信模块500的通信方式可以为有线方式，具体通过ETHERNET/CAN/RS485/RS422/RS232总线进行有线传输，也可以为无线方式，具体通过Wi-Fi/蓝牙/ZIGBEE进行无线传输。

请参照图8，所述通信模块500包括转换芯片U1，所述转换芯片U1分别连接所述温控模块200和所述计算机。其中，所述转换芯片U1将以串口信号输入的温度检测数据进行转换后输出至计算机的RS232端口上，从而实现计算机和所述温控发热毯之间的通讯。

综上所述，本实用新型提供的温控发热毯，通过温控模块检测加热模块的实时温度，并根据实时温度控制加热模块的通断，从而使加热模块加热或停止加热；并且，温控模块向加热模块输出脉宽调制信号，以通过调节脉宽调制信号的占空比来实时调节加热模块的加热速度和温度。另外，由于是使用导电发热的原理进行加热，便于通过合理布置加热模块的发热体，实现升温区域温度的一致性，且不会产生噪声。除此之外，采用石墨烯发热体，具有发热效率高，发热温度均匀的优点，进一步保证了升温的一致性；通过设置存储器以及通信模块，与外部计算机通信连接，以使计算机进行数据分析和指令设定，使得对发热毯的温度调节更加灵活便捷。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种温控发热毯，其特征在于，包括：加热模块、温控模块以及电源模块，

所述电源模块与所述加热模块电连接，所述电源模块用于为所述加热模块供电；

所述温控模块与所述加热模块电连接，所述温控模块用于检测所述加热模块的实时温度，并根据实时温度向所述加热模块输出脉宽调制信号；

所述加热模块与所述温控模块电连接，所述加热模块用于根据所述脉宽调制信号形成通电回路并进行加热或者断开通电回路并停止加热。

2.根据权利要求1所述的温控发热毯，其特征在于，所述温控模块包括：

温度检测单元，所述温度检测单元与所述加热模块连接，用于检测所述加热模块的实时温度，并输出温度检测信号；

处理单元，所述处理单元与所述温度检测单元电连接，用于获取所述温度检测信号，并根据所述温度检测信号向所述加热模块输出所述脉宽调制信号。

3.根据权利要求2所述的温控发热毯，其特征在于，所述加热模块包括：开关单元和加热单元；

所述开关单元分别与所述处理单元和所述加热单元电连接，所述开关单元用于获取所述脉宽调制信号，并根据所述脉宽调制信号控制所述加热单元的通断；

所述加热单元用于在所述开关单元导通时进行加热，以及在所述开关单元断开时停止加热。

4.根据权利要求3所述的温控发热毯，其特征在于，还包括若干个排列连接的加热分体，所述加热分体上设置有所述加热单元、开关单元以及所述温度检测单元。

5.根据权利要求4所述的温控发热毯，其特征在于，相邻的所述加热分体之间，所述开关单元接收的所述脉宽调制信号的相位差为180°。

6.根据权利要求3所述的温控发热毯，其特征在于，所述加热单元包括石墨烯发热体，所述石墨烯发热体的正极连接所述电源模块，所述石墨烯发热体的负极连接所述开关单元。

7.根据权利要求3所述的温控发热毯，其特征在于，所述处理单元包括与若干个所述开关单元一一对应连接的处理芯片，若干个所述处理芯片之间通信连接。

8.根据权利要求6所述的温控发热毯，其特征在于，所述温度检测单元包括温度传感器，所述温度传感器连接所述处理单元，所述温度传感器的探头位于所述石墨烯发热体的正极和负极之间。

9.根据权利要求3所述的温控发热毯，其特征在于，所述开关单元包括：第一电阻和场效应管；

所述电阻的一端与所述处理单元连接，所述第一电阻的另一端与所述场效应管的栅极连接；所述场效应管的源极连接所述加热单元，所述场效应管的漏极接地。

10.根据权利要求1所述的温控发热毯，其特征在于，还包括通信模块，所述通信模块分别与所述温控模块以及外部的计算机连接，所述通信模块用于控制所述温控模块和所述计算机之间的数据以及指令的传输。

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