[發(fā)明專利]一種可控中紅外輻射劑量的可穿戴中紅外理療軟墊

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110556117.8
• 申請(qǐng)日: 2021-05-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113368399A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉煥明;孫浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 佛山巧鸞科技有限公司
• 主分類號(hào): A61N5/06
• 分類號(hào): A61N5/06
• 代理公司: 北京德崇智捷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11467
• 代理人: 王欣

本發(fā)明提供一種可控中紅外輻射劑量的可穿戴中紅外理療軟墊，所述理療軟墊的疊置結(jié)構(gòu)包括頂面親水覆蓋層、多孔聚乙烯熱絕緣透中紅外層、電轉(zhuǎn)中紅外發(fā)射膜層、熱絕緣層、及底面覆蓋層，每層皆具透氣可拉伸性能，軟墊頂面覆蓋層包括面向穿戴者的第一表面，底面覆蓋層包括遠(yuǎn)離穿戴者的第二表面；理療軟墊還包括電控結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括位于軟墊頂面覆蓋層第一表面的測(cè)量中紅外光強(qiáng)度的光度計(jì)、位于軟墊頂面覆蓋層第一表面的第一測(cè)溫裝置、以及測(cè)量電轉(zhuǎn)中紅外發(fā)射膜層溫度的第二測(cè)溫裝置。本發(fā)明的紅外理療產(chǎn)品在穿戴使用場(chǎng)景中顛覆性地提供了動(dòng)態(tài)測(cè)量與顯示中紅外輻射劑量的新療程監(jiān)控功能。此外，在穿戴者皮膚接觸溫度安全范圍內(nèi)，顛覆性地提供了一種以脈沖供電達(dá)到在相同電功率下供給穿戴者強(qiáng)紅外脈沖的革新中紅外輻射理療方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及中紅外光學(xué)工程、熱絕緣工程、紅外理療科技、可穿戴貼身物件科技、納米工程和智能制造技術(shù)，具體涉及一種美觀安全的可控中紅外輻射劑量的可穿戴中紅外理療軟墊。

技術(shù)背景

波長(zhǎng)范圍在3μm-50μm的中紅外輻射對(duì)人類健康的重要性已經(jīng)得到了充分的證實(shí)和評(píng)估[7-10]。總而言之，人體被3μm-50μm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的紅外輻射可提高血液循環(huán)和免疫力[11-14]，增強(qiáng)傷口愈合能力[15]，減輕疼痛[16-17]，減輕抑郁壓力[18]，改善睡眠質(zhì)量[19]，并延緩記憶力衰退[20]。將紅外輻射的這些知識(shí)與個(gè)人熱管理的新興領(lǐng)域協(xié)同整合[21-22]，出現(xiàn)了新的科學(xué)研究領(lǐng)域并制造出新的產(chǎn)品。不過(guò)，目前市場(chǎng)里理療用的紅外發(fā)射產(chǎn)品都普遍犯如下通病：

(1)早期行業(yè)普遍采用電熱石英密封的鎢絲在熾熱高溫下產(chǎn)生強(qiáng)紅外輻射制造理療用的紅外燈，工作原理與烤箱石英封裝鎢絲管相同，分別在烤箱紅外燈是千瓦級(jí)功率、鎢絲熱源溫度＞1000℃和工作環(huán)境烤箱溫度200-400℃而理療紅外燈是200-400瓦功率、熱源溫度＜1000℃和工作環(huán)境溫度25-45℃。這類產(chǎn)品通病是體積大而重幾公斤，不便攜和操作與存放不便。

(2)新興電熱膜在低于100℃下大面積均勻發(fā)熱和輕便柔軟，已廣泛用于制造可穿戴供暖軟墊和紅外理療軟墊。這類通病是熱源封裝成紅外發(fā)射器并無(wú)依據(jù)紅外光物理學(xué)確保熱源發(fā)射的紅外輻射能透過(guò)封裝層而輸送到穿戴者皮膚去，毫無(wú)例外地所有產(chǎn)品熱源發(fā)射的紅外輻射都被封裝層吸收，封裝層因固體熱傳導(dǎo)和因吸收紅外輻射而升溫，封裝層頂面以材料紅外發(fā)射特性和根據(jù)普朗克定律所述的所有暖物體都發(fā)出光譜輻射，封裝層頂面輻射強(qiáng)度(I)與輻射波長(zhǎng)(λ)隨溫度(T)的函數(shù)關(guān)系的定量描述如下[6]：

假設(shè)電熱膜紅外發(fā)射器的封裝層頂面溫度在37℃的情況下運(yùn)作，紅外發(fā)射光譜峰位于9.3μm和理想輻射強(qiáng)度為524W/m²(見(jiàn)圖1)，雖然有不算低的紅外輻射供應(yīng)，但當(dāng)發(fā)射器在穿戴狀態(tài)下，發(fā)射器頂面與穿戴者皮膚構(gòu)成相對(duì)窄小空間和空間氛圍容易達(dá)熱平衡而后全空間溫度均勻，而且發(fā)射器頂面與穿戴者皮膚的紅外發(fā)射率都接近100％，在這情況下發(fā)射器頂面與穿戴者皮膚的紅外輻射強(qiáng)度大致相同，發(fā)射器根本不可能有供應(yīng)額外紅外輻射給穿戴者皮膚的功能。

(3)當(dāng)前紅外理療與其他應(yīng)用紅外輻射的產(chǎn)業(yè)在實(shí)踐中描述與定標(biāo)實(shí)際采用的紅外光譜非常隨意，這種隨意性阻礙了這一新興行業(yè)的發(fā)展和市場(chǎng)的可持續(xù)接受能力。例如，僅參考文獻(xiàn)11-20中的示例性作品就在紅外中顯示出以下從窄到寬的波長(zhǎng)跨度的極大不同的光譜帶：“5μm-12μm”[11]，“3μm-14μm”[14]，“3μm-15μm”[18]，“4μm-16μm”[16，17，19]，“5μm-20μm”[20]，“4μm-20μm”[13]和“5.6μm-25μm”[15]。顯然，此行業(yè)中的光譜帶的范圍必須得到規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)化。