一种感温自动断电的环保型石墨烯加热板的制作方法

1.本实用新型属于石墨烯加热设备技术领域，更具体地说，涉及一种感温自动断电的环保型石墨烯加热板。


背景技术：

2.目前市面上流通的家用制热板，一般都采用电取暖或水取暖，在取暖过程中会产生风机噪音、光辐射、废水污染等不利于人类家具生活的负作用代谢物。
3.石墨烯是是一种以sp
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杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。
4.现有的石墨烯发热板，大多只能单纯的加热，无法控制加热的时间和温度，当加热时间过长时，发热板的表面温度过高，会烧伤使用者的体表皮肤，甚至会引发火灾，发热板的内部温度过高，会烧损内部元器件，造成维修成本提高和使用寿命缩短的问题。


技术实现要素：

5.1．要解决的技术问题
6.针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种感温自动断电的环保型石墨烯加热板，它可以实现实时测量板体温度，当板体温度超过限定温度时，发热电性回路自动断电，有效避免板体温度过高造成人体和配件的损伤，当板体温度过低时发热电性回路连通，石墨烯发热件通电发热，使板体温度升高，有效保证板体温度保持恒定。
7.2．技术方案
8.为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。
9.一种感温自动断电的环保型石墨烯加热板，包括板体1、测温元件2、控制器3、调节电阻4和插头5。
10.板体1内设有石墨烯发热件，石墨烯发热件通电后发出热量。
11.插头5与外界电源电性连接。
12.石墨烯发热件、调节电阻4、插头5和外界电源构成发热电性回路。
13.测温元件2、控制器3、插头5和外界电源构成控制电性回路。
14.测温元件2用于测量石墨烯发热件的温度。
15.控制器3与调节电阻4电性连接。
16.控制器3可设定加热温度阈值。
17.控制器3可接收测温元件2反馈的温度信号，并与设定的加热温度阈值进行比较。
18.控制器3通过判断实时温度与加热温度阈值的大小来控制调节电阻4在发热电性回路中的电阻值。
19.调节电阻4的电阻值调整范围在零至正无穷之间。电阻值的不同直接影响石墨烯发热件在发热电性回路中的发热效率。电阻值为零时，石墨烯发热件发热效率为原始发热
效率，随电阻值的升高发热效率逐渐降低，当电阻值为正无穷时，发热电性回路断电，石墨烯发热件不再发热。
20.进一步的，板体1包括依序叠加的导热层102、绝缘层103、发热层104和保护层105。导热层102、绝缘层103、发热层104和保护层105外侧套设有装饰层101。发热层104为石墨烯发热件。绝缘层103和保护层105由隔热阻燃的材料制成。导热层102由导热金属制成。装饰层101由硬度较高的材料制成。
21.进一步的，装饰层101、导热层102、绝缘层103、发热层104和保护层105之间均在200℃温度和60kg/cm[1]压力状态下压合连接。有效提高板体1各层的连接强度，不易发生脱落。
[0022]
进一步的，导热层102为铝板，石墨烯发热件包括多条石墨烯条，多条石墨烯条呈“井”字状覆盖满导热层102。在保证发热面积全覆盖的情况下，有效减少石墨烯的材料量。
[0023]
进一步的，调节电阻4的电阻可调整值为零和正无穷。调节电阻4的变化只存在发热电性回路通路或断路的情况，有效降低调节电阻4的成本。
[0024]
进一步的，加热温度阈值包括温度上限和温度下限。当实时温度大于温度上限时，控制器3控制调节电阻4电阻值为正无穷。有效避免板体1温度过高而损伤人体或部件。当实时温度小于温度下限时，控制器3控制调节电阻4电阻值为零。有效保持板体1温度的恒定。
[0025]
进一步的，测温元件2位于板体1内部，测温元件2与发热层104抵接。有效保证测温元件2可精准测量发热层104的发热温度，且不易被外力撞击而损伤。控制器3和调节电阻4均位于板体1内部。有效保证控制器3和调节电阻4不易被外力撞击而损伤。
[0026]
进一步的，板体1外端嵌有显示屏，显示屏与控制器3电性连接，显示屏通过数字的形式显示测温元件2测得的实时温度。有效保证使用者可清楚得知当前温度值，便于使用者判断板体1是否适合使用者使用。
[0027]
进一步的，板体1后端面下侧固设有两个连接座6，两个连接座6对称分布在板体1后端，连接座6可将用于电路连接的电线包裹，连接座6可将板体1与墙壁可拆卸连接。控制器3可拆卸连接于连接座6外端，控制器3通过连接座6内的电线与测温元件2、调节电阻4、外界电源电性连接。
[0028]
进一步的，测温元件2、控制器3和调节电阻4均可拆连接于板体1外端。有效保证测温元件2测量的温度值为板体1外侧的温度，板体1外侧的温度为使用者直接接触的温度，更贴合使用者的适用性，且便于使用者直接操作控制器3调节加热温度阈值。有效减少加工和装配成本。
[0029]
3．有益效果
[0030]
相比于现有技术，本实用新型的优点在于：
[0031]
（1）本方案测温元件2测量板体1温度后，将温度信号传递给控制器3，控制器3判断实时温度与加热温度阈值的大小，当实时温度高于加热温度阈值时，控制器3控制调节电阻4的电阻值为无穷大，使发热电性回路断电，石墨烯发热件不再加热，有效避免板体1持续加热造成温度过高的问题发生。
[0032]
（2）本方案测温元件2测量板体1温度后，将温度信号传递给控制器3，控制器3判断实时温度与加热温度阈值的大小，当实时温度低于加热温度阈值时，控制器3控制调节电阻4的电阻值为零，使发热电性回路形成通路，石墨烯发热件通电加热，有效保证板体1的温度
持续恒定在设定温度范围内。
[0033]
（3）本方案测温元件2、控制器3和调节电阻4均位于板体1内，有效避免受到外力撞击时损坏的问题发生。
[0034]
（4）本方案测温元件2、控制器3和调节电阻4均位于板体1外端，有效保证测温元件2测量的温度值为板体1外侧的温度，板体1外侧的温度为使用者直接接触的温度，更贴合使用者的适用性，且便于使用者直接操作控制器3调节加热温度阈值。有效减少加工和装配成本。
[0035]
（5）本方案板体外端嵌有显示屏，使用者可清楚得知实时温度，有利于使用者判断当前温度是否适合使用。
[0036]
（6）本方案控制器3可调节加热温度阈值，有利于适应各种不同场景的温度需求。
附图说明
[0037]
图1为本实用新型的具体实施例一的正面立体结构示意图；
[0038]
图2为本实用新型的具体实施例一的板体的分层结构示意图；
[0039]
图3为本实用新型的具体实施例一的电路示意图；
[0040]
图4为本实用新型的具体实施例一的反面立体结构示意图；
[0041]
图5为本实用新型的具体实施例一的流程示意图。
[0042]
图中标号说明：
[0043]
板体1、装饰层101、导热层102、绝缘层103、发热层104、保护层105、测温元件2、控制器3、调节电阻4、插头5、连接座6。
具体实施方式
[0044]
具体实施例一：请参阅图1
‑
5的一种感温自动断电的环保型石墨烯加热板，包括板体1、测温元件2、控制器3、调节电阻4和插头5。
[0045]
板体1内设有石墨烯发热件，石墨烯发热件通电后发出热量。
[0046]
板体1包括依序叠加的导热层102、绝缘层103、发热层104和保护层105。导热层102、绝缘层103、发热层104和保护层105外侧套设有装饰层101。发热层104为石墨烯发热件。绝缘层103和保护层105由隔热阻燃的材料制成。导热层102为铝板。装饰层101由硬度较高的材料制成。
[0047]
装饰层101、导热层102、绝缘层103、发热层104和保护层105之间均在200℃温度和60kg/cm[1]压力状态下压合连接。有效提高板体1各层的连接强度，不易发生脱落。
[0048]
导热层102为铝板，石墨烯发热件包括多条石墨烯条，多条石墨烯条呈“井”字状覆盖满导热层102。在保证发热面积全覆盖的情况下，有效减少石墨烯的材料量。
[0049]
插头5与外界电源电性连接。
[0050]
石墨烯发热件、调节电阻4、插头5和外界电源构成发热电性回路。
[0051]
测温元件2、控制器3、插头5和外界电源构成控制电性回路。
[0052]
测温元件2用于测量石墨烯发热件的温度。
[0053]
控制器3与调节电阻4电性连接。
[0054]
控制器3可设定加热温度阈值。
[0055]
控制器3可接收测温元件2反馈的温度信号，并与设定的加热温度阈值进行比较。
[0056]
控制器3通过判断实时温度与加热温度阈值的大小来控制调节电阻4在发热电性回路中的电阻值。
[0057]
调节电阻4的电阻可调整值为零和正无穷。调节电阻4的变化只存在发热电性回路通路或断路的情况，有效降低调节电阻4的成本。
[0058]
加热温度阈值包括温度上限和温度下限。当实时温度大于温度上限时，控制器3控制调节电阻4电阻值为正无穷。有效避免板体1温度过高而损伤人体或部件。当实时温度小于温度下限时，控制器3控制调节电阻4电阻值为零。有效保持板体1温度的恒定。
[0059]
测温元件2、控制器3和调节电阻4均位于板体1内部，测温元件2与发热层104抵接。有效保证测温元件2可精准测量发热层104的发热温度，且测温元件2、控制器3和调节电阻4均不易被外力撞击而损伤。
[0060]
具体实施例二：在具体实施例一的基础上，板体1外端嵌有显示屏，显示屏与控制器3电性连接，显示屏通过数字的形式显示测温元件2测得的实时温度。有效保证使用者可清楚得知当前温度值，便于使用者判断板体1是否适合使用者使用。
[0061]
具体实施例三：与具体实施例二不同的是，调节电阻4的电阻值调整范围在零至正无穷之间。电阻值的不同直接影响石墨烯发热件在发热电性回路中的发热效率。电阻值为零时，石墨烯发热件发热效率为原始发热效率，随电阻值的升高发热效率逐渐降低，当电阻值为正无穷时，发热电性回路断电，石墨烯发热件不再发热。使石墨烯发热件持续加热，板体1的温度持续稳定在设定的温度范围内，使板体1维持的温度值更精准。
[0062]
具体实施例四：与具体实施例三不同的是，测温元件2、控制器3和调节电阻4均可拆连接于板体1外端。有效保证测温元件2测量的温度值为板体1外侧的温度，板体1外侧的温度为使用者直接接触的温度，更贴合使用者的适用性，且便于使用者直接操作控制器3调节加热温度阈值。有效减少加工和装配成本。
[0063]
具体实施例五：与具体实施例四不同的是，板体1后端面下侧固设有两个连接座6，两个连接座6对称分布在板体1后端，连接座6可将用于电路连接的电线包裹，连接座6可将板体1与墙壁可拆卸连接。控制器3可拆卸连接于连接座6外端，控制器3通过连接座6内的电线与测温元件2、调节电阻4、外界电源电性连接。控制器3安装位置隐蔽，不易被外界物体撞伤，同时降低了内嵌控制器3的成本。
[0064]
具体实施例六：与具体实施例五不同的是，发热层104包括两个导电片和石墨烯片。石墨烯片呈面状，石墨烯片覆盖满保护层105的上端面，两个导电片均与石墨烯片固定连接，两个导电片均与控制器3电性连接。导电片材料为铜或铜合金，导电片作为通电介质，使石墨烯片通电后可进行发热。有效扩大板体1的发热点。