一种温度调控系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种温度调控系统，具体涉及一种遵循人体大脑自身的制冷机制，使因高强度脑力劳动而升温的大脑恢复正常温度的温度调控系统。
【背景技术】
[0002]—般而言，青少年(16岁以上)及成人脑组织重约1.35kg，占体重的2 %，但它所需要的血液供应占心血管输出量的15%，所需氧量占人体安静状态时总氧耗量的20% -30%。由于脑细胞代谢旺盛，因此，人体大脑活动过程中势必产生大量的热，大脑也成为人体的高产热区，人体在休息时，整个大脑单位质量的产热量高于其他部位平均产热量的6倍。多项研究表明，大脑的平均温度在37.4°C -38.2°C之间，不仅比体表温度高，同时也显著高于核心体温(直肠温度，36.7°C )，在体表与核心处于正常温度范围时，大脑可能已处于“高热”状态。
[0003]与此同时，脑细胞功能复杂且特别娇嫩，对温度恒定的要求很高，即使细微的温度变化都会影响到大脑功能。在正常情况下，除了中枢神经系统对脑内温度的恒定调节外(下丘脑在接收到热刺激和冷刺激时促使机体进行散热和产热)，大脑自身还有一套冷却机制，即头颈部动、静脉血管血液的逆流交换和双向血流。人体头皮、面部和颈部静脉与动脉在位置上紧密相邻，由于该处热量的高度扩散(传导和对流)，形成了动静脉血液在相邻血管内逆向流动时伴随着可观的热交换，称为逆流交换。这样的机制使颈动脉血在进入脑组织前得到一定程度的预冷，有利于人体的正常颅内温度的维持；而双向血流现象是指头面部存在所谓的导静脉，当体温过高时，头面部出汗引起蒸发制冷，受冷的血液由皮肤表面经导静脉(如引导额部和面上部血液的眼静脉)直接流向颅内，为大脑降温。也就是说，血液流动就像散热片，颅内血管血流的温度和速度是决定大脑温度正常与否的关键因素。
[0004]人体在某些极端情况下，比如高强度认知作业后，上述大脑自身的温度调节机制会出现异常，这是因为血管的收缩舒张是受植物神经系统的调控，而大脑皮质神经直接支配和调节植物神经系统，长时间的用脑会导致大脑皮质部分区域过度活跃，统一协调功能失常，交感神经兴奋而副交感神经被抑制，致使大脑的血管紧张痉挛，血行缓慢淤滞，动静脉血液逆流交换和双向血流机制受阻，导致颅内不正常的温度升高。
[0005]颅内温度升高不仅是大脑疲劳的象征，也会对脑细胞造成伤害，影响物质代谢，使负责认知学习能力(记忆力、注意力等)的前额叶和海马体中多种神经递质(乙酰胆碱、去甲肾上腺素、五羟色胺、谷氨酸等)分布异常，继而影响到了个体的信息处理能力，如判断力下降、计划性差、执行能力变弱、思维僵化、保持注意和动机困难等。
[0006]我们在缺乏睡眠或长时间脑力劳动后经常打哈欠，实际上就是通过舒展面部肌肉，使头面部血管的血流增快，促进交换过程来给大脑降温，但情况比较严重时单靠“打哈欠”是无法恢复脑部温度调节机制的。
[0007]儿童青少年、脑力工作者以及长期值夜班的人员大脑活动量较高，颅内温度也略高于一般人，例如处在初三、高三阶段复习准备考试的关键期的学生，每天的上课学习都是强大极大的脑力劳动，而且经常出现熬夜备考的现象，最为容易出现上述所说的植物神经紊乱，颅内温度也会随之增加，大脑在“高热”状态下，不仅会影响到认知能力，致使学习效率下降，脑组织也会有所损伤，造成长期的不良影响。这类人群通常会够买一些健脑的营养品或咖啡、清凉油类的产品，但其只是补充了大脑工作所需养料或是短时间刺激脑组织兴奋，并没有让大脑恢复正常的工作温度和工作动力，长期使用还会影响到人体激素分泌和青少年生长发育。因此，在高强度用脑期间，使用一款能够及时降低颅内温度的产品，醒脑的同时让大脑恢复正常工作能力，保护大脑组织和功能不受破坏是至关重要的。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术存在的一些问题，提供了一种温度调控系统。
[0009]本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下:一种温度调控系统，包括:
[0010]热交换装置；
[0011]温度传感器，所述温度传感器分别与待热交换物体和热交换装置相连；
[0012]控制器，所述控制器分别与所述温度传感器和热交换装置相连；
[0013]散热装置，所述散热装置与所述热交换装置固定连接。
[0014]本实用新型的有益效果是:本实用新型通过设置温度传感器和热交换装置，可根据待热交换物体的温度信号通过控制器控制驱动热交换装置进行制冷或制热，通过设置散热装置，可将热交换装置制冷时产生的热量散去，避免热交换装置过热而损毁。
[0015]在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
[0016]进一步，所述散热装置包括:
[0017]导热部，所述导热部与所述热交换装置固定连接；
[0018]吸热部，所述吸热部与导热部相连。
[0019]进一步，所述热交换装置为热交换片，所述热交换片包括散热面和热交换面，所述散热面通过导热硅胶粘贴在所述散热装置上；所述热交换面上设有导热硅胶垫，所述温度传感器设置在所述导热硅胶垫内，所述温度传感器为测量温度的薄膜热敏电阻。
[0020]采用上述进一步方案的有益效果是:通过设置测量温度的薄膜热敏电阻，可实时检测热交换片的热交换面所感受到的温度，及时传递给控制器进行处理。
[0021]进一步，所述导热部包括:
[0022]导热金属管，所述导热金属管呈中空的“U”形结构；
[0023]导热金属片，所述导热金属片为多个；所述多个导热金属片均匀焊接在所述“U”形结构的导热金属管同一侧的竖直两臂上；每个导热金属片上均设有一个热交换片，所述热交换片通过导热硅胶粘贴在所述导热金属片上。
[0024]采用上述进一步方案的有益效果是:通过将导热金属管设置成“U”形结构，符合人体面部工学，方便接触人体面部皮肤。
[0025]进一步，所述导热金属片为4个，所述导热金属片对称焊接在所述导热金属管的竖直两臂上。
[0026]进一步，所述吸热部为一水循环装置，包括:
[0027]水栗，所述水栗的进水口通过水管与导热金属管的一端相连；
[0028]散热器，所述散热器的进水口通过水管与水栗的出水口相连，所述散热器的出水口通过水管与所述导热金属管的另一端相连。
[0029]进一步，所述控制器包括:
[0030]热交换驱动电路，所述热交换驱动电路与热交换片相连；
[0031]温度调节单元，所述温度调节单元与薄膜热敏电阻相连；
[0032]主处理器，所述主处理器分别与热交换驱动电路和温度调节单元相连。
[0033]采用上述进一步方案的有益效果是:通过采用脉冲宽带调制(PWM)波驱动热交换驱动电路，可根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或M0S管栅极的偏置，来实现晶体管或M0S管导通时间的改变，进而实现开关稳压电源输出的改变；此种利用数字信号对模拟电路进行控制的驱动方式能对加载在负载上的有效电压进行精确的控制。
[0034]进一步，所述热交换驱动电路为Η桥驱动电路，所述热交换片设置在所述Η桥驱动电路的中部，所述Η桥驱动电路包括:
[0035]制冷开关组，所述制冷开关组包括第一制冷开关QA和第二制冷开关QD，所述第一制冷开关QA分别与主处理器和热交换片的正极端相连，所述第二制冷开关QD分别与主处理器和热交换片的负极端相连；
[0036]制热开关组，所述制热开关组包括第一制热开关QB和第二制热开关QC，所述第一制热开关QB分别与主处理器和热交换片的正极端相连，所述第二制热开关QC分别与主处理器和热交换片的负极端相连。
[0037]采用上述进一步方案的有益效果是:所述热交换驱动电路的形状类似于字母“Η”，热交换片作为负载像“桥”一样架在所述驱动电路的中部，可方便制冷和制热模式的切换、以及电流的导通；当在“Η”桥驱动电路上加正电压时，制冷开关组开始工作，电流从正线流入热交换片，从负线流出热交换片，热交换片实现制冷功能；当在“Η”桥驱动电路上加负电压时，制热开关组开始工作，电流从负线流入热交换片，从正线流出热交换片，热交换片实现制热功能。
[0038]进一步，所述热交换片为半导体制冷片。
【附图说明】
[0039]图1为本实施例温度调控系统的连接结构示意图一；
[0040]图2为本实施例温度调控系统的连接结构示意图二 ；
[0041]图3为本实施例温度调控方法的控制流程图；
[0042]图4为本实施例Η桥驱动电路的连接结构图。
[0043]附图中，各标号所代表的部件列表如下:
[0044]1、导热金属管；2、导热金属片；3、热交换片；4、水管；5、水栗；6、散热器；7、控制器；8、薄膜热敏电阻；9、导热硅胶垫；QA、第一制冷开关；QD、第二制冷开关；QB、第一制热开关；QC、第一■制热开关。
【具体实施方式】
[0045]以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
[0046]本实施例主要针对人体大脑降温的人工控温方式，如图1和图2所示，本实施例的一种温度调控系统，包括热交换装置、温度传感器、控制器7和散热装置。
[0047]如图1和图2所示，热交换装置固定在散热装置上，热交换装置可与散热装置进行热传导；热交换装置包括热交换片3，热交换片3为半导体制冷片；热交换片3包括两面，分别为散热面和热交换面，散热面通过导热硅胶粘贴在散热装置上，热交换面上设有导热硅胶垫9，导热硅胶垫9内设有测量温度的温度传感器，温度传感器与待热交换物体间接相连；温度传感器为薄膜热敏电阻8，薄膜热敏电阻8与控制器7相连。通过设置测量温度的薄膜热敏电阻，可实时检测热交换片热交换面所感受到的温度(即待热交换物体的温度)，及时传递给控制器进行处理。通过设置热交换装置，可根据需要通过控制器控制驱动热交换装置进行制冷或制热，通过设置吸热装置，可将热交换装置制冷时产生的热量散去，避免热交换装置过热而损毁。
[0048]控制器7分别与温度传感器和热交换装置相连，控制器7用于接收温度传感器传递的温度信号，并进行判断后控制热交换装置进行制冷或制热。
[0049]散热装置与热交换装置固定连接，散热装置用于接收热交换装置在制冷过程中产生的热量。散热装置包括导热部和