一种基于石墨烯的层叠式发热的电阻器及电热系统技术方案

一种基于石墨烯的层叠式发热的电阻器及电热系统，涉及电阻器技术领域，一种基于石墨烯的层叠式发热的电阻器，单位串联电阻片采用第一种电阻材料，长方形石墨烯薄膜层中间段外表面设置环带电阻，环带电阻采用第二种电阻材料，并设置在两片单位串联电阻片之间，形成层叠式发热的电阻器。一种基于石墨烯的层叠式发热的电阻器的电热系统，将贴片热敏电阻设置在层叠式发热的电阻器的表面，数字信号处理器接收温度控制信息，通过数模转换器输出温度控制电压，作为电压比较器的正极或者负极输入，电压比较器的输出端与直流电源的正极之间串联层叠式发热的电阻器，电压比较器的输出端的信号反馈给数字信号处理器。提高石墨烯薄膜层的热辐射能力。热辐射能力。热辐射能力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于石墨烯的层叠式发热的电阻器及电热系统


[0001]本专利技术涉及电阻器
，具体为一种基于石墨烯的层叠式发热的电阻器及电热系统。

技术介绍

[0002]现有电阻器不能有效产生适合人体吸收的红外线，其具体问题在于，低效：现有电阻器不能有效产生适合人体吸收的红外线，其产生的红外线能量较低，无法达到人体吸收的标准，从而无法发挥红外线的理疗作用和热效应；集成度不高；体积大：现有电阻器的体积较大，无法满足小型化、轻量化的需求，限制了在一些具体应用场景中的使用；稳定性差：现有电阻器的稳定性较差，易受环境温度、湿度等因素的影响，从而影响其产生的红外线能量的稳定性和一致性。
[0003]人体吸收红外线的频谱主要集中在6到14微米波段，人体不吸收或者吸收量小的波段为无效热能，无效热量大量堆积引起烫伤、电解质、内分泌紊乱等热应激反应，随着科技的发展，人们对于生活品质的要求越来越高，现有的穿戴产品无法产生人体容易吸收的红外线。

技术实现思路

[0004]针对以上问题，至少解决其中一个问题，本专利技术的目的在于通过层叠的方式组成层叠式发热的电阻器，石墨烯层的中段内置于层叠式发热的电阻器，层叠式发热的电阻器将电能转化为热能，通过石墨烯吸收热能和辐射热能，提供一种基于石墨烯的层叠式发热的电阻器及电热系统。
[0005]实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种基于石墨烯的层叠式发热的电阻器，包括：单位串联电阻片、环带电阻、长方形石墨烯薄膜、绝缘体、反射膜，其中，电阻材料包括第一种电阻材料和第二种电阻材料，单位串联电阻片采用第一种电阻材料，单位串联电阻片采用长方形或者正方形薄片，单位串联电阻片之间通过带线串联，带线作为弯曲面，若干单位串联电阻片依次不交叉叠加，单位串联电阻片之间是平行的且不相互接触，每片单位串联电阻片的垂直投影重叠，形成长方体或者正方体的串联电阻片；第二种电阻材料的电阻率大于第一种电阻材料，长方形石墨烯薄膜层中间段外表面设置环带电阻，环带电阻采用第二种电阻材料，环带电阻的形状和大小与单位串联电阻片相同，并设置在两片单位串联电阻片之间，环带电阻的上下表面分别与上下单位串联电阻片表面叠合，完全隔离任意两片单位串联电阻片，若干长方形石墨烯薄膜向相同的两侧延伸，形成层叠式发热的电阻器，电阻器上除了长方形石墨烯薄膜和两端的引脚都设置绝缘体，在绝缘体的表面设置反射膜；单位串联电阻片为电转热的发热片，环带电阻为电转热的发热片，长方形石墨烯薄膜吸收发热片的热能并向外辐射热能；需要说明的是，层叠式发热的电阻器是利用焦耳热效应，当电流通过层叠式发热的电阻器时，将电能转化为热能，通过石墨烯吸收热能，由石墨烯内部的碳原子在运动状态被改变时，激
发出主要波长范围在6到14微米波段的红外线；根据常规的电阻产生热量的规律，其公式为：Q
J
=I2R= I2ρL
÷
sQ
J
表示电阻产生的热量，即焦耳热，I表示电阻通过的电流，ρ表示电阻率，R表示电阻，L表示长度，s表示截面积，
÷
表示除法，单位串联电阻片或者带线选取的材料决定了电阻率ρ的大小，长度L包含了单位串联电阻片或者带线的长度、宽度、厚度，截面积s为单位串联电阻片或者带线的截面积，截面积s越大电阻R越小，截面积s越小电阻R越大，当单位串联电阻片或者带线选取的材料确定的条件下，只要改变单位串联电阻片或者带线的长度、宽度和厚度，就改变单位串联电阻片或者带线的电阻值；单位串联电阻片的第一个作用是将电能转为热能，当电流通过单位串联电阻片时，电子在单位串联电阻片内部与原子碰撞，导致电子能量的损失，从而产生热能，在电流一定的情况下，电阻值越大，电流通过电阻片产生的热能就越多；单位串联电阻片的第二个作用是传递热能，当电阻片产生热能时，热能会向周围环境传递，这种传递方式主要有三种：对流、辐射和传导，对流是指热能通过流体（如空气）的运动传递，辐射是指热能通过电磁波的辐射传递，传导是指热能通过物质的直接接触传递；在单位串联电阻片中，传热主要是通过传导实现的，单位串联电阻片产生的热能传导给环带电阻，环带电阻将热能传导给石墨烯薄膜层；单位串联电阻片采用长方形或者正方形薄片，单位串联电阻片之间通过带线串联，带线起到能弯折，单位串联电阻片和带线都采用第一种电阻材料，采用激光裁剪带线，精准控制裁剪的精度，带线的横截面积小，有利于弯折成型，提高单位串联电阻片的层叠精度；在单位串联电阻片中，带线起到了两个作用，首先，它们将多个电阻片串联在一起，形成一个整体电阻，其次，带线的长度、宽度和厚度可以被调整，从而增加电阻值；第二种电阻材料的电阻率大于第一种电阻材料，其目的在于让单位串联电阻片和带线的电阻小于环带电阻的电阻，让单位串联电阻片和带线成为发热的主体，环带电阻主要起到传递热量和分隔电流的作用，让长方形石墨烯薄膜不带电，将长方形石墨烯薄膜内置于穿戴产品内部，长方形石墨烯薄膜不带静电；电阻器上除了长方形石墨烯薄膜和两端的引脚都设置绝缘体，在绝缘体的表面设置反射膜，需要说明的是，在电阻器上设置绝缘体可以有效地减少能量的损失和散失，提高电阻器的效率和效能，绝缘体可以阻止电流的泄漏和漂移，减少能量的流失，从而提高电阻器的功效；绝缘体可以有效地阻挡热量的传导和辐射，减少热量的散失，反射膜可以将电阻器表面的热能反射回来，保持电阻器的温度，并减少热量的自然散失，这样可以提高电阻器的热效应，提高其工作效率和稳定性；在电阻器的两端引脚之间设置绝缘体，可以有效地隔离电阻器与外界的接触，防止电流的泄露和短路现象发生，设置绝缘体可以提高电阻器的绝缘性能，避免电流的损耗和泄露，同时也能保护电阻器免受外界环境的影响。
[0006]一种基于石墨烯的层叠式发热的电阻器的电热系统，包括：层叠式发热的电阻器、贴片热敏电阻、普通电阻、电压比较器、数字信号处理器DSP、数模转换器ADC、直流电源，将贴片热敏电阻设置在层叠式发热的电阻器的表面，具体为串联电阻片的外表面，贴片热敏电阻与普通电阻组成串联分压电路，反映层叠式发热的电阻器温度变化的电压，作为电压比较器的负极或者正极输入，数字信号处理器DSP接收温度控制信息，通过数模转换器ADC输出温度控制电压，作为电压比较器的正极或者负极输入，电压比较器的输出端与直流电源的正极之间串联层叠式发热的电阻器，电压比较器的输出端的信号反馈给数字信号处理器DSP；需要说明的是，将贴片热敏电阻设置在层叠式发热的电阻器的表面，具体为串联电
阻片的外表面，这样做的目的是让贴片热敏电阻能够感知到电阻器的表面温度变化，并快速响应，由于层叠式发热电阻器会产生热量，通过将贴片热敏电阻设置在电阻器的表面，可以提高热敏电阻的热敏感应度，具体操作步骤如下：首先，选择一个合适尺寸的贴片热敏电阻，并确保其能够适应层叠式发热电阻器的表面，清洁层叠式发热电阻器的表面，以确保贴片热敏电阻能够充分接触，将贴片热敏电阻粘贴在电阻器的表面上，可以使用热敏导热胶或热敏导热片等材料进行固定，确保贴片热敏电阻与电阻器表面之间没有间隙；连接贴片热敏电阻的引脚与电路，可以通过焊接或其他方式进行连接；确保本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯的层叠式发热的电阻器，包括：单位串联电阻片、环带电阻、长方形石墨烯薄膜、绝缘体、反射膜，其中，电阻材料包括第一种电阻材料和第二种电阻材料，其特征在于，单位串联电阻片采用第一种电阻材料，单位串联电阻片采用长方形或者正方形薄片，单位串联电阻片之间通过带线串联，带线作为弯曲面，若干单位串联电阻片依次不交叉叠加，单位串联电阻片之间是平行的且不相互接触，每片单位串联电阻片的垂直投影重叠，形成长方体或者正方体的串联电阻片；第二种电阻材料的电阻率大于第一种电阻材料，长方形石墨烯薄膜层中间段外表面设置环带电阻，环带电阻采用第二种电阻材料，环带电阻的形状和大小与单位串联电阻片相同，并设置在两片单位串联电阻片之间，环带电阻的上下表面分别与上下单位串联电阻片表面叠合，完全隔离任意两片单位串联电阻片，若干长方形石墨烯薄膜向相同的两侧延伸，形成层叠式发热的电阻器，电阻器上除了长方形石墨烯薄膜和两端的引脚都设置绝缘体，在绝缘体的表面设置反射膜；单位串联电阻片为电转热的发热片，环带电阻为电转热的发热片，长方形石墨烯薄膜吸收发热片的热能并向外辐射热能。2.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的层叠式发热的电阻器，其特征在于，单位串联电阻片的间隔空间（102）内的上下表面与环带电阻的上下表面平行。3.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的层叠式发热的电阻器，其特征在于，单位串联电阻片的间隔空间（102）内的上下表面与环带电阻的上下外表面采用热合一体化。4.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的层叠式发热的电阻器，其特征在于，长方形石墨烯薄膜层采用非规则排列的小块石墨烯。...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓代荣，廖英翔，
申请(专利权)人：绵阳中物烯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：