一种基于石墨烯的链式发热的电阻器及热辐射系统技术方案

一种基于石墨烯的链式发热的电阻器及热辐射系统，涉及电阻器技术领域，一种基于石墨烯的链式发热的电阻器，用电阻材料制成单元电阻片并设置两个连接端，单元电阻片的正面设置若干石墨烯孤立体，石墨烯孤立体的表面分布若干锥形表面，若干单元电阻片通过串联或者并联形成链式发热的电阻器；提高热量辐射的速率和效率。一种基于石墨烯的链式发热的电阻器的热辐射系统，数字信号处理器控制BOOST电路对直流电压进行升压，稳压二极管控制直流电压升压的上限，数字信号处理器控制MOS管Q2对直流电源的电流进行调整，数字信号处理器对链式发热的电阻器中的MOS管进行控制，提供了一种精确的控制方法，根据需求实时调整电阻器的温度。根据需求实时调整电阻器的温度。根据需求实时调整电阻器的温度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于石墨烯的链式发热的电阻器及热辐射系统


[0001]本专利技术涉及电阻器
，具体为一种基于石墨烯的链式发热的电阻器及热辐射系统。

技术介绍

[0002]传统的电阻器是一种被动元件，通过电阻来限制电流流过的路径，从而实现电路中的电阻效果，电阻器是电流通过电阻产生热量；电阻器通常由导电材料制成，如铜、铁和合金等，这些材料本身并不具备辐射红外线的特性；红外线是一种与可见光波长相近的电磁波，其频率范围在红光与微波之间，红外线主要由物体的热能辐射而产生，是由高温物体中的分子振动、转动以及电子跃迁所产生；电阻器本身没有辐射源，无法产生红外线；随着科技的发展，人们对于生活品质的要求越来越高，穿戴产品需要产生人体容易吸收的红外线，现有电阻器不能有效产生适合人体吸收的红外线。

技术实现思路

[0003]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单元电阻片发热，若干单元电阻片通过串联或者并联形成链式发热的电阻器，通过反射膜的反射，将热能集中到石墨烯孤立体，石墨烯孤立体吸收热能并辐射出红外线，提供一种基于石墨烯的链式发热的电阻器及热辐射系统。
[0004]实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种基于石墨烯的链式发热的电阻器，包括：单元电阻片、绝缘体、反射膜，用电阻材料制成单元电阻片并设置两个连接端，单元电阻片的背面分布绝缘体，在绝缘体的表面镀反射膜，单元电阻片的正面设置若干石墨烯孤立体，石墨烯孤立体采用阵列方式排布，任意石墨烯孤立体与周围的石墨烯孤立体都不直接连接，石墨烯孤立体从接触到远离单元电阻片的正面，石墨烯孤立体的横截面积由大变小，石墨烯孤立体的表面分布若干锥形表面；单元电阻片将电转热，单元电阻片的热能传输通道集中在正面，石墨烯孤立体吸收单元电阻片的热能，通过石墨烯孤立体的表面，锥形表面向外辐射热能；若干单元电阻片通过串联或者并联形成链式发热的电阻器；需要说明的是，链式发热的电阻器是利用焦耳热效应，当电流通过链式发热的电阻器时，将电能转化为热能，通过反射膜的反射，将热能集中到石墨烯孤立体，石墨烯孤立体吸收热能，石墨烯孤立体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；单元电阻片背面分布绝缘体的作用在于，隔绝电流，预防产生短路或漏电的情况，从而保证电阻片在工作时电流正常流动，并且起到保温的作用；在绝缘体的表面镀反射膜，其作用是，反射膜可以反射热辐射，减少能量的辐射损失，从而提高保温效果，将单元电阻片的热辐射通道调整到正面；石墨烯孤立体是指在单元电阻片上单独存在不与其它石墨烯连接的石墨烯，由于石墨烯是一种具有高导电性的材料，石墨烯孤立体改变了单元电阻片接触区域的电阻，石墨烯孤立体会增加单元电阻片的导电性，从而降低整个单元电阻片的电阻；若干单元电阻片通过串联或者并联形成链式发
热的电阻器，链式发热电阻器是将若干单元电阻片通过串联或者并联形成的电阻器，在串联中设置并联，在并联中设置串联，用于产生可调节的热效应，每个单元电阻片的阻值可以相同或不同，且可以通过调整电流或电压来控制整个电阻器的热效应，当单元电阻片串联时，电流依次通过每个电阻片，使得每个电阻片均产生热效应，热效应相互叠加，此时，整个电阻器的总阻值为各电阻片阻值之和，热效应由总电流和总电阻决定；当电阻片并联时，电流同时通过每个单元电阻片，使得每个单元电阻片均产生热效应，热效应相互独立，此时，整个电阻器的总阻值为各电阻片阻値之间的倒数之和，热效应由电流和各单元电阻片的阻值决定；通过串联或者并联形成链式发热电阻器，可以根据需要选择不同阻值的电阻片，从而实现不同的热效应；其效果在于，均匀加热：串联或并联的电阻片能够将电能均匀地分散到各个电阻片上，使得整个电阻器的发热效果更加均匀，这可以避免热点集中在某个局部区域，减少了温度梯度对电阻器的热损伤，延长了使用寿命；增加功率：通过串联或并联形式，可以增加电阻器的总功率，串联时，总电阻等于各个电阻片电阻之和，总功率等于电流平方乘以总电阻；并联时，总电阻等于各个电阻片电阻之和的倒数，总功率等于电流平方乘以总电阻的倒数。
[0005]一种基于石墨烯的链式发热的电阻器的热辐射系统，包括：BOOST电路、数字信号处理器DSP、数模转换器ADC、MOS管、稳压二极管、直流电源，其中，数模转换器ADC包括第一个数模转换器ADC1和第二个数模转换器ADC2，直流电源的正极接入BOOST电路的输入端，BOOST电路的输出端和直流电源的负极之间设置稳压二极管，BOOST电路的输出端连接链式发热的电阻器的输入端，链式发热的电阻器的输出端连接MOS管Q2的输入极，MOS管Q2的输出极连接直流电源的负极，数字信号处理器DSP通过第一个数模转换器ADC1连接BOOST电路内的MOS管Q1的栅极，数字信号处理器DSP通过第二个数模转换器ADC2连接MOS管Q2的栅极，数字信号处理器DSP控制BOOST电路对直流电压进行升压，稳压二极管控制直流电压升压的上限，数字信号处理器DSP控制MOS管Q2对直流电源的电流进行调整，数字信号处理器DSP对链式发热的电阻器中的MOS管进行控制，对链式发热的电阻器的结构进行实时控制，对流过链式发热的电阻器的电流和电压进行调整；需要说明的是，本BOOST电路用于将低电压电源转换为更高电压电源，它通过使用电感和MOS管来实现，通过周期性地开关和关闭开关，将输入电源的能量储存到电感上，然后释放到输出电路，在BOOST电路中，输入电源的电流通过MOS管和电感产生高频振荡，当开关打开时，电感上的电流增加，同时储存在电感上的电能也增加，当开关关闭时，电感上的储能会被释放到输出电路，并产生一个更高的输出电压，通过控制开关的开闭时间和频率，可以实现不同的输出电压；在BOOST电路中，稳压二极管通常在输出端设置，以保证输出电压的稳定，当负载变化时，稳压二极管会自动调整其导通状态，以保持输出电压恒定；在BOOST电路中，稳压二极管通常与电容器和电阻器等元件一起使用，以形成一个稳压回路，通过选择适当的稳压二极管和其他元件值，可以实现所需的输出电压稳定性；数字信号处理器DSP是一种专门用于数字信号处理的处理器，用于对数字信号进行各种数学算法和信号处理操作，DSP可以接收数字信号并对其进行处理，例如滤波、频谱分析、模拟信号生成等，数模转换器DAC可以将DSP生成的数字信号转换为模拟信号，通过控制BOOST电路的MOS管Q1调节升压电路的输出电压；DSP接收到数字信号，可以先对该信号进行必要的数字信号处理操作，例如将电压升到10伏，使用数模转换器DAC将DSP输出的数字信号转换为对应的模拟信号，DAC将数字信号转换为连续的模拟信号，以便于控
制BOOST电路；通过调节开关管的占空比，可以改变电路中电感储能和输出电压的比例关系，进而实现升压操作；数字信号处理器（DSP）通过第二个数模转换器，控制MOS管Q2来调整直流电源的电流，通过DSP产生控制信号，将其转换为数字信号，数字信号通过数模转换器DAC转为模拟信号，模拟信号为电压信号控制MOS管的导通或截止状态，通过调整MOS管Q2的导通时间和电流大小，直流电源本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯的链式发热的电阻器，包括：单元电阻片、绝缘体、反射膜，其特征在于，用电阻材料制成单元电阻片并设置两个连接端，单元电阻片的背面分布绝缘体，在绝缘体的表面镀反射膜，单元电阻片的正面设置若干石墨烯孤立体，石墨烯孤立体采用阵列方式排布，任意石墨烯孤立体与周围的石墨烯孤立体都不直接连接，石墨烯孤立体从接触到远离单元电阻片的正面，石墨烯孤立体的横截面积由大变小，石墨烯孤立体的表面分布若干锥形表面；单元电阻片将电转热，单元电阻片的热能传输通道集中在正面，石墨烯孤立体吸收单元电阻片的热能，通过石墨烯孤立体的表面，锥形表面向外辐射热能；若干单元电阻片通过串联或者并联形成链式发热的电阻器。2.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的链式发热的电阻器，其特征在于，采用激光的方式石墨烯孤立体热合到单元电阻片上。3.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的链式发热的电阻器，其特征在于，采用3D打印的方式将石墨烯孤立体打印到单元电阻片正面。4.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的链式发热的电阻器，其特征在于，单元电阻片（102）包括单元电阻片的第一个端（101）和单元电阻片的第二个端（104）。5.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的链式发热的电阻器，其特征在于，石墨烯孤立体（103）在单元电阻片（102）正面对称不相连排列。6.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的链式发热的...

【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：