[發明專利]空調帽和空調衣

有效

• 申請號: 201310687994.4
• 申請日: 2013-12-16
• 公開（公告）號: CN103750578A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 劉銘健
• 申請（專利權）人: 劉銘健
• 主分類號: A41D13/005
• 分類號: A41D13/005;A42B1/24
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 孟阿妮

技術領域

本發明涉及特種作業工作服，更具體地說，涉及一種空調帽和空調衣。

背景技術

目前的半導體致冷器致冷的涼帽或致冷帽，一般利用溫感開關控制溫度，存在溫度波動大的問題，容易造成能量流失及人體不適。如有電流反向線路的，則更會引起熱循環在半導體制冷器上，令制冷器的壽命下降。

另外，使用半導體制冷器經常面對的問題是散熱片未能及時散熱，引致制冷效能下降，更可能引致熱能反饋，制冷不成反制熱。面對這個問題，一般會使用大型的散熱器或采用風扇輔助散熱來解決。這種解決方案增加了帽子重量，壓在頭上容易引起人體不適。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術中使用半導體致冷器致冷的涼帽存在致冷時溫度波動大、需要大型散熱器或風扇進行散熱，從而容易引起人體不適的缺陷，提供一種使用PID系統控制溫度的空調帽。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種空調帽，其上設置有半導體致冷器及其控制電路，所述半導體致冷器的致冷面及導冷部件設置在帽的內部，所述半導體致冷器的發熱面與散熱片連接，所述散熱片暴露于帽的外部，所述控制電路包括：

供電電路，用于為所述半導體致冷器提供驅動電流；

第一溫度傳感器，用于感測帽內空間的溫度；

第二溫度傳感器，用于感測所述散熱片的溫度；

第三溫度傳感器，用于感測環境的溫度；

微控制器，其根據所述帽內空間的溫度、預設的目標溫度、所述散熱片的溫度和所述環境的溫度以比例積分微分(PID)控制所述供電電路提供給所述半導體致冷器的驅動電流。

在本發明所述的空調帽中，所述微控制器包括：

第一減法器，用于根據所述帽內空間的溫度與預設溫度計算第一溫度差值，

第二減法器，用于根據所述散熱片的溫度與環境的溫度計算出第二溫度差值；

比例積分微分模塊，用于對所述第一溫度差值進行比例積分微分運算，得出比例積分微分運算結果；

比例微分模塊，用于對所述第二溫度差值進行比例微分運算，得出比例微分運算結果；

第一加權累加器，用于根據所述比例積分微分運算結果進行加權累加后得出第一電流量；

第二加權累加器，用于根據所述比例微分運算結果進行加權累加后得出上限電流量；及

判決模塊，用于比對所述第一電流量和所述上限電流量以確定出需要加在所述半導體致冷器上的驅動電流。

在本發明所述的空調帽中，所述加權是動態加權。

在本發明所述的空調帽中，所述半導體致冷器、供電電路及微控制器設置在所述空調帽的前額部。

在本發明所述的空調帽中，所述導冷部件包括石墨布條。

在本發明所述的空調帽中，所述石墨布條從前額向帽頂延伸。

在本發明所述的空調帽中，所述供電電路包括鋰電池及與其連接的開關電路；其中，所述開關電路包括用于切換所述半導體致冷器與鋰電池的連接極性的切換開關。

本發明還構造一種空調衣，其上設置有半導體致冷器及其控制電路，所述半導體致冷器的致冷面及導冷部件設置在衣的內部，所述半導體致冷器的發熱面與散熱片連接，所述散熱片暴露于衣的外部；衣上設置有密封部件，使得當人穿上該衣后，在人體與衣之間形成密閉的空間；所述控制電路包括：

供電電路，用于為所述半導體致冷器提供驅動電流；

第一溫度傳感器，用于感測衣內空間的溫度；

第二溫度傳感器，用于感測所述散熱片的溫度；

第三溫度傳感器，用于感測環境的溫度；

微控制器，其根據所述衣內空間的溫度、預設的目標溫度、所述散熱片的溫度和所述環境的溫度以比例積分微分(PID)控制所述供電電路提供給所述半導體致冷器的驅動電流。

在本發明所述的空調衣中，所述微控制器包括：

第一減法器，用于根據所述衣內空間的溫度與預設溫度計算第一溫度差值，

第二減法器，用于根據所述散熱片的溫度與環境的溫度計算出第二溫度差值；

比例積分微分模塊，用于對所述第一溫度差值進行比例積分微分運算，得出比例積分微分運算結果；

比例微分模塊，用于對所述第二溫度差值進行比例微分運算，得出比例微分運算結果；

第一加權累加器，用于根據所述比例積分微分運算結果進行加權累加后得出第一電流量；

第二加權累加器，用于根據所述比例微分運算結果進行加權累加后得出上限電流量；及