具有红外增透特性的加热部件的制作方法

1.本实用新型涉及一种具有红外增透特性的加热部件。


背景技术：

2.目前使用一种用于加热烟草的低温加热不燃烧装置，其包括一壳体，壳体内装设有加热器、控制器、电池，所述控制器连接所述加热器，所述电池为控制器、加热器的工作提供电能，所述加热器包括一主体，所述主体上设置有加热片，加热片一般由陶瓷材料制成，然后在加热片的表面涂布发热电阻(导电轨迹)，然后在涂布保护层，例如釉层，釉层本身具有耐磨性，将发热电阻密封于所述主体，釉层既可以防止发热电阻与外界氧气接触，又可以防止发热电阻收到烟丝的摩擦，导致发热电阻磨损，还可防止高温时重金属的析出。使用时，将加热片插置于烟支的烟丝中，发热电阻通电，产生的热量通过釉层传递给烟丝，这种通过热传导的方式将发热传递到烟支中，其能量利用率低，且传导的时间慢，不利于烟支的快速加热。
3.鉴于此，还有一种设计，将发热电阻采用红外涂层的方式取代，但是这种设计由于红外涂层的外侧被釉层包覆，红外涂层产生的红外线90％被釉层阻隔，只有10％的红外线通过釉层对烟丝进行热辐射，90％的红外线留着釉层内，转换为热能，通过热传递的方式传给烟丝，同样存在上述传导时间慢，能量利用率低的问题。另外90％的红外线留着釉层内，长时间积累的热量，导致陶瓷主体烧坏，导致产品报废。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种具有红外增透特性的加热部件，其具有红外高透射、能力利用率高的特性。
5.本实用新型是这样实现的：一种具有红外增透特性的加热部件，其包括：
6.一主体；
7.一红外发射层，设置于所述主体的侧面；
8.一红外增透膜，包覆所述红外发射层的表面。
9.所述主体为一薄片状的陶瓷，所述红外发射层为涂布于所述陶瓷的侧面的浆料，或者丝印于所述陶瓷的侧面的丝印电阻，所述红外增透膜将红外发射层固定于所述主体，且隔离氧气。所述红外发射层为涂布于所述主体的一红外涂层。
10.本实用新型红外增透膜包覆所述红外发射层的表面，红外发热层产生红外线，通过红外增透膜透射出去，将烟支进行热辐射，90％的红外线通过红外增透膜透出，10％的红外线以热能的形式通过红外增透膜进行热传递，大大提高了红外线的利用率，其能量利用率高，缩短了加热烟支所需的时间，可以短时间将烟支加热至预定温度。
附图说明
11.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例
或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
12.图1为本实用新型提供的整体的立体分解图；
13.图2为本实用新型提供的整体的剖视图；
14.图3为本实用新型提供的红外发射层的另一设计示意图；
15.图4为本实用新型提供的红外增透膜制备工艺流程图；
16.图5为本实用新型提供的加热部件的另一设计。
具体实施方式
17.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
18.如图1
‑
图5，本实用新型实施例提供一种具有红外增透特性的加热部件，为了能够更清楚地理解本设计的，首先对一些用语进行简单介绍。
19.首先要了解红外线灯的原理：红外线灯是将钨丝伸入充气的石英管中构成。钨丝通电后发热并加热石英管中的气体，由此产生红外线电磁波。红外线向外辐射，可以用来加热。红外线是波长介于微波与可见光之间的电磁波，波长在1mm到760纳米(nm)之间，比红光长的非可见光。
20.远红外线有较强的渗透力和辐射力，具有显著的温控效应和共振效应，它易被物体吸收并转化为物体的内能。远红外线被人体吸收后，可使体内水分子产生共振，使水分子活化，增强其分子间的结合力，从而活化蛋白质等生物大分子，使生物体细胞处于最高振动能级。由于生物细胞产生共振效应，可将远红外热能传递到人体皮下较深的部分，以下深层温度上升，产生的温热由内向外散发。这种作用强度，使毛细血管扩张，促进血液循环，强化各组织之间的新陈代谢，增加组织的再生能力，提高机体的免疫能力，调节精神的异常兴奋状态，从而起到医疗保健的作用。还有，远红外的穿透性强，加热温度均匀，温度梯度明显小于传统的加热片，并且具有远红外的优势，利用这项技术可提高加热效率，要注意提高被加热物料对辐射线的吸收能力，使其分子振动波长与远红外光谱波长相匹配。
21.红外辐射涂层具有导电和红外辐射的双重功能，且这两种功能均为同一种物质具有，使其在通电时可以迅速的将热量转换为红外辐射。具体的，本体式红外辐射涂层是由abo3型钙钛矿材料在耐高温透明基体管表面成膜获得，其中a位原子为la、sr、ca、mn、co中的至少一种，b位原子为al、ni、fe、co、mn、mo和cr中的至少一种，红外辐射涂层的电阻在0.3
‑
8ω，红外辐射涂层的厚度在0.2
‑
200μm。
22.红外增透膜又称减反射膜，沉积在光学元件表面，以减少表面反射，增加光学系统透过率的光学薄膜，工作波段可以从极紫外区到远红外区，按工作的波带范围分为单波长、多波长和宽带增透膜，但应用最广的是可见光波段增透膜。光可以增透膜的作用是减少反射光的强度，从而增加透射光的强度。
23.目前，红外増透膜在近红外和中红外波段应用较为广泛。一方面，近红外光谱分析
技术的兴起，以及活体无探伤检测等优点使得近红外备受关注；另一方面，随着红外成像、红外探测、红外遥感以及航天航空等领域的应用与发展，中红外的研究也有着重大意义。
24.1、近红外(0.78～2.5μm)波段增透膜
25.可见和近红外光谱分析具有信息量大、测试种类多、无损测试等优点，因此镀制可见与近红外的増透膜在分析测试领域有着重要意义，贺才美等以多光谱zns(硫化锌)为基底，以zns和ybf3(氟化镱)为高低折射率材料所镀制的増透膜在400～1000nm的平均透射率大于91％，实现了可见与近红外的増透效果；杨道奇等分别以tio2(二氧化钛)、m1(主要成分是pr:al2o3)和sio2(二氧化硅)为高、中、低折射率材料镀制増透膜，并在620～1550nm的平均透射率达到97％；李帅等用tio2和sio2作为高低折射率材料，在k9玻璃上镀制的増透膜在0.55～0.78μm和1.0～1.3μm波段的平均透过率达到了97.04％。
26.为提高近红外光学系统性能，孙亚军等分别以tio2和sio2为高低折射率材料，以氟化钙(caf2)为基底，所镀制的红外増透膜在0.9～1.7μm的平均透过率达到了99.42％，最大透过率更是高达99.98％
27.2、红外(2.5～25μm)波段增透膜
28.目前，研究最多、应用最广的应属中红外波段増透膜。早在20世纪80年代李梦珂等根据当时卫星使用的红外地平仪的需要在锗(ge)基底上镀制氟化钡(baf2)/硒化锌(znse)双层膜，并在14～16μm波段取得良好的増透效果。随后又有学者通过在单晶锗上分别镀制单层zns、碲化镉(cdte)和znse实现了10.4～12.5μm波段的红外増透效果，并对这3种单层红外増透膜进行了比较研究。在中红外波段増透膜中，高透过率、宽光谱覆盖范围一直是研究的重点，其中宽带红外増透膜和双波段红外増透膜的应用更是研究的热点。
29.2.1、宽带红外増透膜
30.早在20世纪80年代，许步云就对8～14μm和2～14μm两个波长范围的宽带増透膜进行了研究。关于宽带増透膜镀制基底材料的选择是十分关键的，例如周团团等采用离子束辅助沉积技术，在钼酸铅晶体表面镀制了宽红外増透膜，该研究在光纤通信领域的发展中有着重要意义。除此之外，目前在中红外増透膜的研究中，以ge、si等高折射率材料作为基底的研究很多，比如1998年，黄伟等分别使用高、低折射率材料znse和baf2在ge基片上镀制的红外宽带増透膜在8～12μm波段的平均透过率达到97％；之后，李大琪等将宽带増透膜的研究带宽増加到了6.4～15μm，这一成果在航天航空遥感信息领域具有重要意义；闫兰琴等在ge基底上镀制的以ge、zns和ybf3为高、中、低折射率材料的红外増透膜平均透过率大于98％，最大透过率更是高达99.2％(但是其透过带宽7.5～11.5μm相对有所减小)。
31.事实上，宽带红外増透膜的研究不仅仅局限于高折射率材料作为基底，以zns、znse等低折射率材料为基底的宽带増透膜也有不少报道。闫兰琴等采用低折射率材料cvd硒化锌作为基底，由znse、zns、ybf3分别作为高、中、低折射率材料镀制的红外増透膜在7～14μm波段平均透过率也达到了97％，具有明显的宽带増透效果；后来潘永强等同样以znse为基底，并以znse和yf3为高低折射率材料设计并镀制了2～16μm的超宽带红外増透膜，但测试结果相对较低，其平均透过率仅有93％。
32.2.2、双波段红外増透膜
33.除了宽带红外増透膜，关于双波段的研究也有很多。其中，3～5μm和8～12μm是学者比较关注和应用范围较广的波段。通过在红外窗口或透镜上镀制3～5μm和8～12μm双波
段兼容的红外増透膜，提高红外信号的透过率和红外光学系统的性能，在中红外波段的研究领域中具有重要意义。潘永强等对ge基底3～5μm和8～12μm双波段红外増透进行了研究，镀制红外増透膜后，该双波段范围内平均透过率达到94％；付秀华等将3～5μm和8～12μm双波段红外増透膜镀制在zns导流罩上，即使在曲面基底上，此波段范围内的平均透过率依然在90％以上；张杏梅对3～5μm和8～12μm双波段红外光纤端面进行了研制，通过在光纤断面镀制红外増透膜，不仅在减少了反射损失，还起到了保护膜层的作用。除了3～5μm和8～12μm双波段红外増透膜，还有许多其它波段范围的双波段红外増透膜，比如王彤彤所研制的zns窗口针对于高速飞行器的0.8～1.7μm和3.7～4.8μm的双波段红外増透膜就满足了高速飞行器的窗口需求。
34.本设计提供一种具有红外增透特性的加热部件，其包括：一主体1；一红外发射层2，设置于所述主体1的侧面；一红外增透膜3，包覆所述红外发射层2的表面。
35.所述主体1为一薄片状的陶瓷，所述红外发射层2为涂布于所述陶瓷的侧面的浆料，或者丝印于所述陶瓷的侧面的丝印电阻，所述红外增透膜3将红外发射层2固定于所述主体1，且隔离氧气。所述红外发射层2为涂布于所述主体1的一红外涂层。
36.本本设计以主体1的单面进行说明，当然也可以是两面进行设计，即另外一面和上述的介绍是对称的，还可在主体1的表面增加测温电路，测温电轨迹的设计，通过测量电轨迹的电流，以获取主体的温度。
37.本实用新型红外增透膜3包覆所述红外发射层2的表面，红外发热层产生红外线，通过红外增透膜3透射出去，将烟支进行热辐射，90％的红外线通过红外增透膜3透出，10％的红外线以热能的形式通过红外增透膜3进行热传递，大大提高了红外线的利用率，其能量利用率高，缩短了加热烟支所需的时间，可以短时间将烟支加热至预定温度。
38.红外增透膜的制备工艺流程和大多数光学薄膜的制备流程一直，不同之处是在传统的制备工艺中增加了离子源来分别进行镀膜前的离子束表面轰击。镀膜过程的离子辅助以及镀膜后的离子束轰击可以参见制备工艺流程图。
39.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。