用于热适应的装置的制作方法

专利名称：用于热适应的装置的制作方法
技术领域：
根据权利要求1的前序部分，本发明涉及一种用于热适应的装置。本发明还涉及一种诸如车辆的物体。
背景技术：
军用车辆/运载工具(飞行工具，craft)例如在战争环境中易受到威胁，成为来自陆地、空中和海洋打击的目标。因此，期望车辆尽可能地难以被探测、分类和识别。为此， 军用车辆通常利用背景进行隐身，从而避免被肉眼探测、分类和识别。另外，在黑暗中用不同种类的图像增强器都很难探测到车辆。问题在于攻击型运载工具例如战车和战斗机通常装配有热追踪装置，该装置配有先进的热成像系统，从而使车辆/运载工具成为相对容易被发现的目标。这种红外(IR)系统的使用者搜寻在自然界中通常不会出现的、通常为不同边缘的几何形状和/或大的均勻受热表面的某种热轮廓。为了防备这些系统，目前在信号适应领域使用不同种类的技术。信号适应技术包括结构性的动作，通常还与先进的材料技术结合以提供与顶系统下的车辆/运载工具形成对照的低热的显著突出点。在FR2826188中，位移层中的热致发光分子用于隐藏在其他热波长范围内。这种解决方法的问题在于它在实际中很难实现。另外，可能不会发生与背景的自动适应。US480113公开了一种装置，通过经由金属电线传导电流而对飞机表面进行加热， 以使它们热适应于背景温度，其中实现了作为背景平均值的均勻受热表面，这使得飞机的发现复杂化，如不这样的话，己方飞机将会与位于上方的敌方飞机形成冷对比。这种解决方法不考虑借助冷却实现隐身，而仅借助于加热来实现隐身，结果出现均勻受热的热结构，完善的顶系统将能够将其识别出来。发明目的本发明的一个目的在于提供一种快速有效的用于热适应的装置。本发明的另一目的在于提供一种用于热适应的装置，该装置有助于通过期望的热结构提供热隐身。本发明的又一目的在于提供一种热隐身装置，该装置有助于提供与周围环境的自动热适应以及有助于提供不均勻的热结构。本发明的再一目的在于提供一种热模仿例如其他车辆/运载工具的装置，以提供对于己方军队的热识别或者有助于在适当的环境下热渗透于敌方军队中或其周围。

发明内容
通过一种用于热适应的装置和一种物体实现这些和其它目的(在以下说明中将会变得显而易见)，其类型将通过介绍的方式阐述，另外，该装置和物体还显示了将在所附权利要求1和20有关于特征描绘的条款中提及的特征。所附从属权利要求2-19中限定了本发明装置的优选实施例。
根据本发明，通过用于热适应的装置实现上述目的，用于热适应的装置包括布置为承担确定热分布的至少一个表面元件，所述表面元件包括第一导热层、第二导热层，所述第一和第二导热层通过中间绝缘层互相隔热，其中布置有至少一个热电元件以便为所述第一层的部分产生预定温度梯度。因而有助于有效的热适应。该装置可以用在无数的应用中，例如，用于寒冷的有效散布的冷却袋，在为了实现稳定的温度参照而对红外相机校准的过程中，借助于该装置在电子组件的冷却过程中有效地转移大表面的热量。该装置总体上有助于使珀尔帖技术更有效。该装置也可以放置于鞋底用于冷却或加热。该装置可用于座椅的加热或冷却以便进行气候控制。该装置可以与太阳能电池结合从而更有效地利用太阳能，该装置能部分地回收多余热量，这最终可以提高太阳能电池的效能。该装置通过相互连接模块元件而实现隔热， 这样可以在不同表面上保持不同的稳定温度。本发明的一个应用是为例如军用车辆的隐身提供热适应，其中导热层与绝缘层一起促使快速热传输和热量转移，这样使得在车辆移动过程中发生热适应。本发明的另一个具体应用是通过模块元件组合来实现热物体的构建。 这是为了形成假目标，以培训和教育军事人员策略地使用热相机和传感系统。根据该装置的实施例，所述第一和第二层都有不均勻性的热传导，从而使得热传导主要发生在相应层的主传播方向上。借助不均勻性层，使得热量能够快速有效地传输，从而实现快速有效的适应。通过提高层的主传播方向上的热传导和与该层交叉方向上的热传导之间的比率，有助于通过例如几个相互连接的表面元件将热电元件以彼此间隔更大距离的方式布置在装置中，这导致了表面元件的成本有效组合。通过提高沿层的导热性和与层交叉方向上的导热性之间的比例，可将各层制造得更薄且仍实现相同的效率，或者可更快地制造层以及表面元件。如果各层在保持效率的前提下变得更薄，它们也会变得更轻、更便且。根据该装置的实施例，所述第一层和/或所述第二层由具有不均勻性特性的石墨构成。通过这种石墨，有助于有效地转移热量从而实现快速有效的热适应。因此，通过相对较少的热电元件可以快速地在大表面上散布热和冷，其中温度梯度和热点将会减小。根据该装置的一个实施例，热电元件布置在绝缘层中。根据实施例，该装置还包括布置在位于热电元件与第二导热层之间的绝缘层中的中间导热元件，并且具有不均勻性热传导，以使热传导主要发生在与第二热传导层的主传播方向交叉的方向上。根据该装置的实施例，表面元件的形状为六边形。这在表面元件与模块系统组成时有利于简单和大体地适应和装配。另外，可以在整个六边形表面上产生均勻的温度，其中，避免了可能出现在诸如方形模块元件拐角中的局部温差。根据实施例，该装置还包括第三导热层，其呈热管/热板形状，布置成用于转移来自第二导热层的热量。利用热管/热板层的优势在于它们具有非常有效的导热性，比诸如传统的铜都高很多。由于其在大表面上分布热量的良好能力，所以热管/热板与导热层一起有助于快速将来自于表层元件下侧的多余热量快速驱散到下面的材料。根据实施例，该装置还包括布置在第一导热层外部的铝外层。该铝层能有效地传导热和冷且坚固耐用，这使得有一个好的外围保护，因此适合于越野车。根据该装置的实施例，该装置的绝缘层包括真空层。真空层有良好的隔离性，并且还具有用于不同应用的灵活配置，因此满足了看重空间和重量的许多宝贵需求。这也有利于吸收所有类型的气导声。从而实现较低的声水平，以使得来自诸如安装有该装置以便于热隐身的汽车上的电机、风扇等物体的气导声将会降低。根据实施例，该装置还包括温度感测装置，布置成用于感应表面元件的外部温度。 这有利于表面元件表面的热适应。从而可以获取有关于表面元件外部温度的实时信息，因此可借助用于适应热环境的热电元件执行合适的适应。根据实施例，该装置还包括热感测装置，布置成用于感应周围温度，例如热背景。 这就为适应表面元件的外部温度提供了信息。根据该装置的实施例，所述热感测装置包括至少一个顶相机，该顶相机布置成用于检测背景的热结构。这就提供了背景热结构的近乎完美的适应，背景的温度变化可显示在如安置有几个相互连接的表面元件的汽车上。顶相机的分辨率可设置为与通过相互连接的表面元件可显示的分辨率相对应，也就是说，每个表面元件对应于多个分组的相机像素。 从而实现背景温度的极好表示，由此，可正确地表示如太阳的热量、雪斑、水池、通常具有不同于空气温度的另一温度的背景的不同发射特性。这就有效地抵制了清晰轮廓的形成并产生均勻受热的表面，从而当汽车上设置有该装置时，就有利于车形成很好的热隐身。根据该装置的实施例，所述热感测装置包括至少一个顶传感器部件。由此相对于仅使用温度传感器的情况来说可以获得更准确的背景温度值，并且比使用顶相机的情况更节约成本。根据该装置的实施例，所述热感测装置包括至少一个温度传感器。温度传感器的优势在于其成本更低。根据实施例，该装置还包括用于确定表面元件的周围温度与外部温度之间的温差的装置，其中，所述生成的温度梯度基于所述温度差。从而根据背景的背景温度/热结构获得有关于表面元件的表面的热适应的信息。根据实施例，该装置还包括设置成用于支撑表面元件的支撑结构，其中，该支撑结构被设置成用于提供电流以便电接合表面元件。由于支撑结构本身被设置成用于传输电流，因此可减少电线的数量。根据该装置的实施例，该表面元件的厚度为5-40mm，更优选地为15_25mm。这将有利于装置更高效、更轻。根据该装置的实施例，所述第一导热层和所述第二导热层各自具有0. 1-2. 5mm范围内的厚度，更优选为0. 4-0. 7mm,绝缘层具有4_30mm范围内的厚度，更优选为10_20mm。这
将有助于装置更高效、更轻。


结合附图阅读以下详细描述将会更好地理解本发明，其中在这些视图中相同的附图标记指代相同的部件，在附图中图1示意性地示出了根据本发明实施例的装置的一部分的不同层的分解图；图2示意性地示出了根据本发明实施例的用于热适应的装置；图3示意性地示出了根据本发明实施例的装置中的热传输；图4示意性地示出了根据本发明实施例的用于热适应的装置的一部分的分解图fe示意性地示出了根据本发明实施例的装置的一部分的不同层的分解图；图恥示意性地示出了根据本发明实施例的装置的分解图；图6示意性地示出了根据本发明实施例的用于热适应的装置；图7a示意性地示出了根据本发明实施例的包括用于再造热背景等的元件的模块系统的平面图；图7b示意性地示出了图7a中模块系统的放大部分I ；图7c示意性地示出了图7b中部分的放大部分；图7d示意性地示出了根据本发明实施例的包括用于再造热背景等的元件的模块系统的平面图；图7e示意性地示出了图7d中模块系统的侧视图；图8示意性地示出了诸如车辆的物体，该物体在威胁袭来的方向上受到威胁，在车辆面对威胁方向的一侧上再造热结构背景；图9示意性地示出了配备有用于再造期望背景的热结构的装置的物体如车辆形成威胁的不同潜在方向；图10示意性地示出了根据本发明实施例的装置的不同层的视图；以及图11示意性地示出了根据本发明实施例的装置的不同层的视图。
具体实施例方式此处术语“链路”被认为是通信链路，它可以是诸如光电通信线的实体线路，或者是诸如无线连接(如无线电链路或微波链路)的非实体线路。下面描述的根据本发明实施例中的热电元件是指当被施以电压/电流时用于提供珀尔帖效应的元件。该热电元件也可以指热电模块(TEM)。图1示意性地示出了根据本发明实施例的用于热适应的装置的一部分I的分解侧视图。该装置包括布置为呈现确定分布的表面元件100，所述表面元件100包括第一导热层110、第二导热层120，所述第一和第二导热层110、120通过中间绝缘层130互相隔热， 所述表面元件还包括布置为针对所述第一导热层110的一部分产生预定温度梯度的热电元件150。第一和第二导热层110、120具有不均勻性热导率，因此，在主传播方向(即，沿着层110、120)上的热导率比与层110、120交叉方向上的热导率高的多。照此，通过极少热电元件就可快速地将热或冷分散在大表面上，其中温度梯度和热点均减小了。根据一实施例， 第一导热层110和第二导热层120由石墨构成。第一导热层110和第二导热层120的其中之一布置为冷层，第一导热层110和第二导热层120中的另一个布置为热层。绝缘层130被构造成使得来自热的导热层的热量不会影响冷的导热层，且反之亦然。根据优选实施例，该绝缘层130为真空层。由此减少辐射热和对流热。根据一实施例，热电元件150布置在绝缘层内。用这种方式构造热电元件150， 即，当对其施加电压，即，将电流供至热电元件150时，来自热电元件150 —侧的热量传到该热电元件150另一侧。因此，热电元件150布置在具有不对称热导率的两个导热层110、120(例如两个石墨层)之间，以有效分布甚至平均分布热或冷。由于具有不均勻性热导率的两个导热层110、120与绝缘层130的组合，通过在热电元件上施加电压，表面元件100的表面(根据本实施例，它是由第一导热层110的表面构成的)可以快速有效地适应。热电元件150与第一导热层110热接触。根据实施例，该装置包括布置在热电元件150内的绝缘层130中的中间导热元件 160，用于填充热电元件150与第二导热元件120之间的空间。这是为了促进热电元件150 与第二导热元件120之间的更有效的热传导。中间导热层有不均勻性热导率，其中，与元件交叉方向上的热传导明显好于沿着元件方向，即，在与表面元件100的层交叉方向上的热传导要好得多，这从图3中明显可见。根据实施例，第一中间元件160由石墨构成，其具有与第一及第二导热层110、120相应的特性，但是在垂直于第一和第二导热层110、120热传导的方向上具有不均勻性热传导。此外，绝缘层130可在厚度方面与热电元件150相配，以使得在热电元件150与第二导热元件120之间没有空间。根据实施例，第一导热层110的厚度范围为0. 1-2. 5mm,如0. l_2mm，或如 0. 4-0. 8mm，其厚度尤其取决于应用、期望热传导和效率。根据实施例，第二导热层120的厚度范围为0. 1-2. 5mm，如0. l_2mm，或如0. 4-0. 8mm，其厚度尤其取决于应用、期望热传导和效率。根据实施例，绝缘层130的厚度范围为4-30mm，如10_20mm，其厚度尤其取决于应
用和期望效率中的一项。根据实施例，热电元件150的厚度范围为l_20mm，如2-8mm，根据一变型约为 4mm，其厚度尤其取决于应用、期望热传导和效率。根据实施例，热电元件的面积范围为 0. 01mm2-60cm2，根据一实施例，为 0. 01mm2-20cm2。中间导热元件160具有适应厚度以使它能填充热电元件150与导热层120之间的空间。根据实施例，表面元件100的面积范围为25_2000cm2，例如75_1000cm2。根据实施例，表面元件的厚度范围为5-40mm，如15_25mm，其厚度尤其取决于应用、期望热传导和效率中。图2示意性地示出了根据本发明实施例的用于热适应的装置II。该装置包括控制回路200或布置的控制单元200和表面元件100 (例如，如图1所示)，其中，控制回路200连接到表面元件100。表面元件100包括布置成用于从控制回路 200接收电压/电流的热电元件150，根据以上所述，该热电元件150被构造成当连接了电压时，来自该热电元件150—侧的热量传到其另一侧。控制回路200通过链路203、204连接到热电元件，以便为该热电元件150连接电压。根据实施例，该装置包括温度感测装置210 (如图2中虚线部分所示)，布置成用于感应表面元件100的当前温度。根据变型，该温度设定为与来自控制回路200的热感测装置的温度信息(优选为连续信息)进行对比。由此温度感测装置通过链路205连接到控制回路200。控制回路被布置为通过链路接收表示温度数据的信号，其中，该控制回路被布置为将该温度数据与来自热感测装置的温度数据进行对比。根据实施例，温度感测装置210被布置在热电元件150的外表面上或连接到该热电元件150的外表面，这样感应到的温度为表面元件100的外部温度。在将温度感测装置 210感应到的温度与来自控制回路200的热感测装置的温度信息进行对比时，当温度感测装置210感应到的温度与来自控制回路200的热感测装置的温度信息不同时，根据实施例施加至热电元件150的电压被设置为可调整的，以使实际值和期望值相对应，其中，表面元件100的外部温度通过热电元件150被适应。控制回路200的设计取决于实际应用。根据一变型，控制回路200包括开关，其中， 在这种情况下可以将热电元件150上的电压接通或关闭以提供对表面元件表面的冷却(或加热)。图6示出了根据本发明实施例的控制回路，根据本发明的装置旨在用于诸如车辆的热隐身。图3示意性地示出了根据本发明实施例的装置III中的热传输。该装置包括布置为呈现确定热分布的表面元件300，所述表面元件包括第一导热层110、第二导热层120，所述第一和第二导热层通过中间绝缘层130互相隔热，以及布置为对所述第一导热层110的一部分产生预定温度梯度的热电元件150。该装置还包括中间导热元件160 (例如，如参照图1所述的)。根据某些实施例，表面元件100(例如，见图5a)包括例如用于将表面元件100施加于车辆的层。这里布置第三层310和第四层320以便进一步转移热量和/或与如车辆的表面进行热接触。从图3中清楚看出，热量是从热电元件150的一侧开始被传输并传到热电元件的另一侧，且进一步通过中间导热层160，热传输用白色箭头A或空心箭头A示出，冷传输是用黑色箭头B或实心箭头B示出，冷传输实质上意味着热量转移方向与冷传输的方向相反。此处明显的是，根据实施例由石墨构成的第一和第二导热层110、120有不均勻性的热导率， 因此主传输方向(即沿着层的方向)上的热导率比与层交叉方向上的热导率高得多。因此，通过极少热电元件和极低供应电力，大面积表面上的热或冷就可以很快分散，由此温度梯度和热点均降低了。另外，可以在更长的时间内维持均勻且恒定的期望温度。热量进一步第三层310和第四层320传输以转移热量。图4示意性地示出了根据本发明实施例的用于热适应的装置的部分IV的分解图。根据本实施例的装置不同于根据图1所示实施例的装置之处只在于，它用包括一个布置在另一个顶部上的三个热电元件替代了一个热电元件。该装置包括布置为呈现热分布的表面元件400，所述表面元件400包括第一导热层110、第二导热层120，所述第一和第二导热层110、120通过中间绝缘层130互相隔热，以及布置为对所述第一导热层110的一部分产生预定温度梯度的热电元件配置450。根据一实施例，该装置包括布置在热电元件150内的绝缘层130中的中间导热层 160，以便填充热电元件配置450与第二导热元件120之间的可能空间。这样能使得在热电元件配置450与第二导热元件120之间更有效地进行热传导。中间导热元件160有不均勻性的热导率，在与元件交叉方向上的热传导比沿着元件方向的热传导好得多，即在与表面元件400的层交叉方向上的热传导好得多，根据图3所示。热电元件配置450包括一个布置在另一个顶部上的三个热电元件450a、450b、 450c。第一热电元件450a布置在表面元件400的绝缘层的最外，然后是第二热电元件450b，第三热电元件450c布置在最内，其中第二热电元件450b布置在第一和第三热电元件之间。当由于表面元件400的外表面402要被冷却而施加电压时，通过第一热电元件 450a将热量从表面朝向第二热电元件450b传输。第二热电元件450b布置成用于从其外表面朝向第三热电元件450c传输热量，以使第二热电元件450b有助于将多余的热量从第一热电元件450a处传输走。第三热电元件450c布置成用于通过中间导热元件160从其外表面朝向第二导热层120传输热量，以使第三热电元件450c有助于将多余的热量从第一和第二热电元件传输走。由此，电压被施加至各个热电元件450a、450b、450c上。此处，中间导热元件布置在热电元件配置450与第二导热元件120之间。可替换地，热电元件配置450被布置为填充整个绝缘层，这样就不需要中间导热元件。根据实施例，各个热电元件450a、450b、450c的厚度范围为l_20mm，例如为2_8mm， 根据一变型约为4mm，该厚度尤其取决于实际应用、期望热传导和效率。根据实施例，绝缘层130的厚度范围为4-30mm，如10_20mm，该厚度尤其取决于实际应用和期望效率。如该实例所示，通过使用一个布置在另一个顶部上的三个热电元件，传输走热量的净效率比只用一个热电元件时要高。由此热量转移变得更有效率。在来自太阳的热量较强期间有必要采用这种配置以有效地转移热量。可替换地，可以采用一个布置在另一个顶部上的两个热电元件，或采用一个布置在另一个顶部上的三个以上热电元件。图fe示意性地示出了根据本发明实施例的用于热适应的装置的部分V的分解侧视图，它适合用于军事车辆以实现热隐身。该装置包括表面元件500，其也被称作布置为呈现确定热分布的模块元件500，所述模块元件500包括第一导热层110、第二导热层120，所述第一和第二导热层110、120通过中间绝缘层130互相隔热，以及布置为针对所述第一导热层110的一部分产生预定温度梯度的热电元件150。根据一变型，模块元件500构成通过模块元件互相连接的装置的一部分，根据实施例，该模块元件由图如所示的模块元件构成，其中该模块元件形成模块系统(如图7a_7c 所示)以应用到车辆中。根据本实施例，模块元件500包括外层510。该层由具有有效热导率的材料构成以便于从下层导热或冷，以便于表示热结构，根据实施例，所述热结构是热背景温度的复制品。根据实施例，外层510由铝或钢制成，铝或钢具有有效热导率并且坚固耐用，这使得该外层能够提供良好的外部保护，因此适用于越野车。根据优选实施例由石墨构成的第一导热层110布置在外层510之下。根据优选实施例，第二导热层120或内导热层120由石墨构成。第一导热层110和第二导热层120具有不均勻性的热导率。因此，第一和第二导热层分别如下组成和如下特性，所述组成和特性使得纵向热导率(即，沿着层在主传播方向上的热导率)比横向热导率(即在与层交叉方向上的热导率)要高得多，沿着层方向上的热导率良好。这些特性通过使用带有纯碳层的石墨层得到了加强，通过改良加强了这些特性，因此实现了石墨层更高的不均勻性。由此，通过极少热电元件就可以很快分散，大面积表面上的热或冷，从而减小了温度梯度和热点。
根据优选实施例，导热层110、120的纵向热导率与横向热导率之间的比率大于一百。随着比率增加，有助于使得热电元件布置成相互间隔开更大的距离，这导致模块元件有成本效益的组成。通过增加沿着层110、120方向上的热导率和与层110、120交叉方向上的热导率之间的比率，可以将这些层制造得更薄并且仍然能获得相同的效率，或者说使这些层以及使得模块元件500更快地导热。第一和第二导热层110、120中的一个被布置为冷层，第一和第二导热层110、120 中的另一个被布置为热层。根据例如车辆隐身的实际应用，第一导热层110(即，位于外侧的导热层)为冷层。根据一变型，石墨层110、120具有这样的组成，使得沿着石墨层方向上的热导率范围为500-1500W/mK，在与石墨层交叉方向上的热导率范围为l_10W/mK，根据一实施例为 l-5ff/mKo根据一实施例，模块元件500包括布置在热电元件150内的绝缘层130中的中间导热元件160，用于填充热电元件150与第二导热元件120之间的可能空间。这样可以促使在热电元件150与第二导热元件120之间更有效地进行热传导。中间导热元件有不均勻性的热导率，其中，沿着表面元件100的层方向上的热传导比与层交叉方向上的热传导要好得多，这从图3中明显可见。根据实施例，中间导热元件160由石墨构成，具有与第一和第二导热层110、120相应的特征，但是在垂直于第一和第二导热层110、120热传导的方向上具有不均勻的热传导。用于隔热的绝缘层130布置在第一导热层110与第二导热层120之间。绝缘层 130被构造成用于使来自热导热层110(120)的热量最小程度地影响冷导热层120 (110)，反之亦然。绝缘层130很大程度上提高了模块元件500/装置的性能。第一导热层110和第二导热层120通过中间绝缘层130互相隔热。热电元件150与第一导热层110热接触。根据优选实施例，绝缘层130是真空基元件530或真空基层530。因此，由于材料间的相互作用，辐射热和对流热均有所降低，在具有高度封闭空气的传统绝缘材料(例如， 诸如泡沫、玻璃纤维织物等多孔材料)中的对流热相当高，导致非常低程度的空气压力，其处于比传统绝缘材料低十万倍的范围内。根据实施例，真空基元件530由高反射膜532覆盖。因此，抵消了以电磁辐射形式进行的热传输，这不需要与用于进行热传输的材料相互作用。因此真空基元件530能够产生非常好的隔离效果，还可以在不同应用中进行灵活配置，并且因此能够满足很多有价值的方面，在这些方面容积和重量都很重要。根据实施例，真空基元件中的压力范围为0. 005-0. 01托。这还能产生如下优势，即，可以吸收所有类型的空气载声。因此可以实现较低的噪音水平，从而降低该装置可布置于其上的车辆的物品(诸如电机、鼓风机等)发出的空气载声。根据实施例，绝缘层130包括低辐射的衬垫534或层534，布置成用于显著地降低通过辐射发生的热传输部分。根据实施例，绝缘层130包括真空基元件530和低辐射层 534以夹层结构形成的组合。这能提供非常有效的隔热装置，并且能使热导率的值最佳达到 0.004ff/mKo模块元件500还包括温度感测装置210，根据实施例该装置由热传感器构成。温度感测装置210布置成用于感应当前温度。根据一变型，该温度感测装置210布置成用于通过布置在传感器最外面的材料来测量电压降，所述材料具有随温度改变其电阻的特性。根据一实施例，热传感器包括两种金属，取决于温度在其边界层中生成一般弱电压。该电压由于塞贝克效应而产生。该电压的大小与该温度梯度的大小成正比例。取决于即将执行的温度范围测量结果，不同类型的传感器更适合于其它的，其中可以采用产生不同电压的不同类型金属。然后将该温度设置为与来自布置成用于感应/复制热背景(即，该背景的温度) 的热感测装置的连续信息进行对比。温度感测装置210(例如，热传感器)固定在第一导热层110的上侧，并且例如热传感器形式的该温度感测装置可制造得很薄，且根据实施例，它可以布置在第一导热层(例如石墨层)上，根据实施例在该第一导热层中布置有用于装埋热传感器的凹槽。模块元件500还包括热电元件150。根据实施例，热电元件150布置在绝缘层130 内。根据实施例，温度感测装置210布置在层110中并且紧密连接至热电元件150的外表面，其中以这种方式构造热电元件150，当施加电压时，来自热电元件150 —侧的热量传到热电元件150另一侧。当用感测装置210感应到的温度与来自热感测装置的温度信息进行对比，当感测装置210感应到的温度与温度信息不同时，施加到热电元件150的电压设置为可以调整的以与实际值一致，其中，模块元件500的温度通过热电元件150也相应地得到了适应。根据实施例，热电元件执行根据珀尔帖效应的半导体机能。珀尔帖效应是一种热电现象，当允许静电流(dead current)在不同金属或半导体之间浮动时产生该现象。这样可以形成用于冷却该元件的一侧并加热其另一侧的热泵。根据该变形，热电元件还包括半导体晶锭，其一端为正性掺杂的且其另一端为负性掺杂的，因此当电流流经该半导体时，电子被迫流动，这样使得一侧变得越来越热而另一侧变得越来越冷(电子缺失)。在电流方向改变期间，即，通过改变所施加电流的极性，该效果会相反，即另一侧变热而第一侧变冷。这就是所谓的珀尔帖效应，因此它在本发明被采用。模块元件500还包括布置在第二导热层120内的支撑层M0。支撑层540布置为用于支撑模块元件500。支撑层540是防止模块元件变软的刚性层。模块元件500还包括布置在支撑层540内的热管层或热板层形式的导热层550，其用于疏散热量以有效地转移多余热量。根据一变型，第三导热层阳0(即热管层/热板层) 包括带有灯芯状内毛细管面的密封铝或铜，根据一变型，该灯芯是由熔结的铜粉制成。根据一变型，该灯芯用液体浸透，在不同处理中所述液体或被蒸发或被冷凝。液体和灯芯的类型由目标温度范围确定并确定热导率。第三导热层550(即热管层/热板层)内的压力相当低，因此特定的蒸汽压力使灯芯中的液体在施加热量的位置蒸发。与其周围相比，该位置的蒸汽有着相当高的压力，这使得它能够快速疏散到具有较低压力的所有区域，在这些区域中它凝结到灯芯中并且以热量的形式释放其能量。这个过程连续发生直到出现平衡压力。该过程同时是可逆的，这样甚至也能够用相同原理输送寒冷(即，缺乏热量)。采用热管层/热板层的优势在于它们具有非常有效的热导率，本质上比例如传统的铜的热导率高。热传输能力(所谓的轴向额定功率(APC))随管的长度减小但是随着其直径而增大。由于其良好的在大面积表面上分布热量的能力，热管/热板与导热层一起有助于将多余热量从模块元件500的下侧快速分散到下面的材料中。通过热管/热板有助于快速分散多余热量，例如在某些有阳光的情况下可能需要这样做。由于多余热量的快速分散，使得热电元件150能有效运作，这促进了周围环境进行连续的有效热适应。根据本实施例，第一导热层和第二导热层由石墨层构成(如上所述)，并且第三导热层由热管层/热板层构成。根据本发明的变型，可以省却第三导热层，这可能会轻微地降低效率，但同时却能节约成本。根据附加变型，第一和/或第二导热层可由热管层/热板层构成，这提高了效率但同时也增加了成本。在第二导热层由热管层/热板层构成的情况下， 可以省却第三导热层。模块元件还包括热膜560，热膜560有助于在表面上与诸如电机车辆本体的细小不规则良好地热接触，所述不规则反过来也会影响热接触，由此转移多余热量的可能性和热电元件150的有效运作都因此得到了提高。根据实施例，热膜560由具有高热导率的软层构成，这使得模块元件500获得与例如车身良好的热接触，这也促进了多余热量的良好转移。综上，已将模块元件500及其层描述为平的。也可以想象出其它替换形状或配置。根据实施例，第一导热层110厚度范围为0. 1-2. 5mm,例如，0. 4-0. 8mm，该厚度尤其取决于实际应用、期望热传导和效率。根据实施例，第二导热层120厚度范围为 0. 1-2. 5mm，例如，0. 4-0. 8mm，该厚度尤其取决于实际应用、期望热传导和效率。根据实施例，绝缘层130厚度范围为4-30mm，例如，10-20mm，该厚度尤其取决于实际应用和期望效率。根据实施例，热电元件150厚度范围为l_20mm，例如，2-8mm，根据一变型约为4mm， 该厚度尤其取决于实际应用、期望热传导和效率。根据实施例，热电元件的表面范围为 0. 01mm2-60cm2，例如 0. 01mm2-20cm2。中间导热元件160具有适合的厚度，以填充热电元件150与第二导热层120之间的空间。根据实施例，表面层510厚度范围为0. l-4mm，例如1. 5_2mm，并且尤其取决于实例应用和效率。根据实施例，热膜560厚度范围为0. 05-lmm，例如约0. 4mm，并且尤其取决于实例应用。根据实施例，上述热管或热板形状的第三导热层550厚度范围为2_8mm，例如约 4mm，该厚度尤其取决于实例应用、期望效率和热传导。根据实施例，模块元件/表面元件500的表面范围为25-2000cm2，例如 75-lOOOcm2，根据实施例，该表面元件厚度范围为5_40mm，例如15_25mm，该厚度尤其取决于期望热传导、效率和不同层的材料。图恥示意性地示出了根据本发明实施例的模块元件500的平面图。根据本实施例，模块元件500形状为六边形。这促使了模块系统组成期间简单且通用的适应和组装(例如根据图7a到7c)。还可以在整个六边形表面上产生恒温，从而避免例如方形模块元件在拐角中出现局部温度差异。模块元件500包括连接至热电元件150的控制回路200，其中热电元件150布置为用于针对图fe所示模块元件500的第一导热层110的一部分产生预定的温度梯度，该预定温度梯度通过将电压从控制回路施加到热电元件150产生，该电压是基于控制回路200的温度数据或温度信息。模块元件500包括用于电力连接模块元件的接口 570以互相连接到模块系统。根据实施例，该接口包括接口 570。该模块元件的尺寸可以小到表面约为5cm2，该模块元件的尺寸受控制回路200的尺寸限制。图6示意性地示出了根据本发明实施例的用于热适应的装置VI。根据图fe、5b，该装置包括控制回路200或控制单元200以及表面元件500，其中控制回路连接到表面元件500。该装置还包括布置为从控制回路200接收电压的热电元件 150，如上所述的热电元件150被构造为，当施加电压时，来自该热电元件150 —侧的热量传到该热电元件另一侧。根据本实施例，该装置包括温度感测装置210，布置成用于感应表面元件500的当前温度。根据实施例，温度感测装置210(如图fe所示)布置在热电元件150的外表面上或连接至热电元件150的外表面，因此感应到的温度即为表面元件500的外部温度。控制回路200包括热感测装置610，布置为用于感应诸如背景温度的温度。控制回路200还包括软件单元620，布置为用于接收并处理来自热感测装置610的温度数据。因此热感测装置610通过链路602连接到软件单元620，其中软件单元620布置为用于接收表示背景数据或环境温度数据的信号。软件单元620被进一步布置为用于从用户界面630接收指令，该用户界面630被布置为用于通信。该软件单元620通过链路603连接到用户界面630。该软件单元620布置为通过链路603从用户界面630接收信号，所述信号表示指令数据，即表示软件单元620 如何用软件处理来自热感测装置610温度数据的信息。当该装置布置在例如军事车辆上且用于热隐身和/或与所述车辆的具体模式适应，用户界面630可被构造成使操作员可以从估计的威胁方向选择集中装置的可用功率，以达到对于背景最好的可想象的识别。这在图 9中将会更详细地补充。根据该实施例，控制回路200还包括通过链路604连接到软件单元620的模拟/ 数字转换器640。软件单元620被布置成用于通过链路604接收信号，所述信号表示来自软件单元620的信息包，并且软件单元被布置成用于转换信息包，例如，与用户接口 630交流的信息以及处理的温度数据。用户接口 630被布置成用于判断所选的威胁在那个或某个方向，以及哪一个顶相机或传感器应该将信息传递给软件单元620。根据一个实施例，在模拟/数字转换器640内，通过小型集成电路的标准A/D转换器将所有模拟信息转换为二进位制数字信息。这种方式不需要电线。根据结合图7a-7c描述的一个实施列，数字信息被设置成叠加在车辆的供电架构上。控制回路200进一步包括通过链路605连接至数字/模拟转换器640的数字信息接收器650。信息从软件单元620被模拟地发送给数字/模拟转换器640，在数字/模拟转换器640中，关于每个表面元件的温度(理想值)的信息应该记录。所有这些在数字/模拟转换器640中都是数字化的，且根据标准程序发送，因为数字序列包括用于每个表面元件500的特定数字身份，具有关于理想值等相关信息。通过数字信息接收器650读取该序列，且只能读取与预编程在数字信息接收器650中相对应的身份。在每个表面元件500中布置带有特定身份的数字信息接收器650。当数字信息接收器650感测到数字序列与正确的数字身份相似时，它被设置成记录相关的信息且保存未记录的数字信息。在每个数字信息接收器650中均进行该步骤，并实现对于每个表面元件500来说特定的信息。该技术被称为CAN技术。根据该实施例的温度控制回路600包括数字信息接收器650、通过链路606连接到数字信息接收器650的所谓的PID(比例积分微分)-电路660，以及通过链路607连接到 PID-电路的调节器670。在链路606中，表示特定数字信息的信号被设置为待发送的，以使每个表面元件500为可控制的，从而使理想值和实际值一致。然后通过链路203和204，将调节器670连接至热电元件150。通过链路205将温度感测装置210连接至PID-电路660，其中，PID-电路被布置成通过链路205接收表示由温度感测装置210感应的温度数据的信号。调节器570被布置成通过链路607接收来自PID 电路660的信号，所述信号表示用于对热电元件150增大或减小供电/电压的信息。将热电元件150构造成，当施加电压时，来自热电元件150 —侧的热量超过其另一侧的热量。当温度感测装置210感应的温度与来自热感测装置610的温度信息的对比时， 当温度感测装置210感应的温度不同于来自热感测装置610的温度信息时，将施加于热电元件150的电压设置为调节的，以使实际值和理想值一致，其中，通过热电元件相应地调节表面元件500的表面温度。根据本发明的一个实施例，热感测装置610包括布置成用于测量周围环境温度的至少一个温度传感器(诸如温度计)。根据本发明的另一个实施例，热感测装置610包括布置成用于测量背景的表观温度的至少一个IR-传感器，即，布置成用于测量背景温度的平均值。根据本发明的又一个实施例，热感测装置610包括布置成用于感测背景的热结构的至少一个IR-相机。下文将结合图7a-7c更详细地描述热感测装置的这些不同的变型。图7a示意性地示出了模块系统700的部分VII_a，包括表面元件500或模块元件以表示热背景或类似；图7b示意性地示出了图7a所示模块系统的放大部分VII-b ；图7c 示意性地示出了图7b所示的放大部分。通过控制回路(例如，在每个模块元件500中布置的图6所示的控制回路)将独立的温度调节设置为在每个模块元件500分别发生。根据本发明的一个实施例，每个模块元件500由图中示出的模块元件构成。根据该实施例，各个模块元件500具有六角形形状。在图7a_7b中，模块元件500 示出为具有格子图案。根据该实施例，模块系统700包括支撑结构710，其被构造为框架 710，该框架710被布置为用于容纳各自的模块元件。根据该实施例，框架具有蜂巢状结构， 即，通过多个六边形框712相互连接，各个六边形框712被布置为用于容纳各自的模块元件 500。根据该实施例，框架710被布置成用于提供电流。每个六边形框712具有包括连接器720的接口 720，借助于该连接器将模块元件500布置为电连接的。表示由根据图6的热感测装置感应到的背景温度的数字信息被设置为叠加在框架710上。由于框架本身被布置成用于提供电流，因此可以减少电线的数量。在框架中，将传递电流至每个模块元件500， 与此同时，包含每个模块元件500的特定信息的数字序列也与电流叠加。通过这种方式，在框架中将不需要电线。根据接收模块元件500的高度和表面决定框架的尺寸。
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参照图6所述的各个模块元件的数字信息接收器被布置成用于接收数字信息，其中，根据图6的温度控制回路被布置成根据参照图6所述的内容进行调节。根据本发明的一个实施例，所述装置布置在例如军用车辆的运载工具上。然后，框架710被布置成固定在例如车辆上，其中框架710被布置成用于提供电流和数字信号。通过将框架710布置在车辆的主体上，框架710同时提供对运载工具/车辆主体的固定，即， 框架710被布置成用于支撑模块系统700。通过使用模块元件500尤其实现以下优点如果一个模块元件500由于某些原因失效，只需要更换失效的模块元件。另外，模块元件500 有助于根据实际应用进行适应。模块元件500可能由于电力故障(例如短路)、外部影响以及碎片或残余弹药的损坏而失效。各个模块元件的电子器件优选密封在各自的模块元件500内，以使例如天线对于电信号的感应最小化。例如车辆的主体被布置成用作接地平面730，而框架710(优选地，框架的上部)布置得构成相。在图7b-7c中，I是框架中的电流，Ti是包含模块元件I的温度的数字信息， D是偏差，即，说明每个模块元件的理想值与实际值之间有多大差异的数字信号。由于该信息应该显示在根据图6所示的用户接口 630中，因此该信息沿相反方向发送，以使用户知道此时系统的温度适应状况有多好。图7d示意性地示出模块系统VII或模块系统VII的部分的平面图，根据本发明的一个实施例，该部分包括用于再造热背景的元件或类似元件，图7e示意性地示出图7d所示的模块系统VII的侧视图。根据该实施例的模块系统VII与根据图7a_7c所示实施例的模块元件700不同之处在于，取代由框架710构成的支撑结构，提供了由一个或多个支撑部件750或支撑板750 构成的支撑结构，用于支撑互相连接的模块元件500。因此，可以由图7d_7e中示出的一个支撑部件750或由多个相互连接的支撑部件 750形成支撑结构。支撑部件由满足热需求以及满足坚固性及耐久性要求的任何材料制成。根据本发明的一个实施例，支撑部件750为铝制成的，其优点在于轻以及结实和耐用。可替换地，支撑部件750由钢制成，同样结实和耐用。根据该实施例，具有片结构的支撑部件750为方形的且具有基本平整的表面。可替换地，支撑部件750可以具有任何适合的形状，例如矩形、六边形等。支撑部件750的厚度范围为5-30mm，例如10_20mm。包括上述热电元件150的相互连接的模块元件500布置在支撑部件750上。支撑部件750被布置成用于提供电流。支撑部件750包括链路761、762、771、772、773、774，用于与每个单独模块元件通信，所述链路集成于支撑部件750中。根据该实施例，模块系统包括支撑部件750以及布置在支撑部件750顶部上的七个相互连接的六边形模块元件500，布置的方式为，2个模块元件500的左列，3个模块元件 500的中间列，以及2个模块元件500的右列。因此，在支撑部件750上，中间布置一个六边形模块元件，另外六个布置在中间模块元件的周围。根据该实施例，供电信号与通信信号是分离的且没有叠加，其结果是增大了通信带宽，由此加快了通信速度。由于增加的带宽增加了通信信号的信号速度而使得，因此简化了信号模式的改变。因此，改进了移动过程中的热适应。通过具有分离的电流信号和通信信号，促进了大量模块元件500的相互连接且不会影响通信速度。每个支撑部件750包括用于数字和/或模拟信号的多个链路771、772、 773、774，其与用于供电的两个或多个链路761和762结合。根据该实施例，所述集成链路包括，第一链路761和第二链路762，用于向每列模块元件500供电。所述集成链路还包括，第三和第四链路771、772，用于提供信息/通信信号给模块元件500，所述信号为数字和/或模拟信号，以及第五和第六链路773、774，用于从模块元件500提供信息/诊断信号，所述信号为数字和/或模拟信号。通过具有用于提供信息信号给模块元件500的第三和第四链路771、772以及用于从模块元件500提供信息信号的第五和第六链路773、774，使通信速度成为基本无限制的， 即，瞬间发生。支撑模块可连接至同种的其他支撑模块，支撑模块通过连接器(没有示出，例如， 类似参照图7a提及的连接器)连接到支撑模块，以通过链路电力接合支撑模块。据此减少了连接器的数量。通过任何适合的紧固装置将模块元件500固定至支撑部件750。在诸如车辆、轮船或类似物的运载工具上，布置有形成支撑结构的相互连接的支撑部件750。将根据例如图6的温度感测装置210布置成与各个模块元件500的热电元件150 连接，以检测此模块元件500的外部温度。将该外部温度设置为与通过诸如结合图5和图6 所述的热感测装置感应的背景温度持续地进行对比。当它们不同时，通过诸如结合图6描述的温度控制回路的装置，调节施加于模块元件的热电元件的电压，以使实际值和理想值一致。系统的识别效率程度，即，可实现的热适应程度，取决于使用哪种热感测装置，即哪种温度参考温度传感器、IR-传感器或顶相机。根据本发明的一个实施例，由于由至少一个温度传感器(诸如温度计)构成的热感测装置布置成用于测量环境空气的温度，因此背景温度的表示精度低，但温度传感器的优点是具有成本效益。当应用于车辆或类似物时，温度传感器优选为布置在车辆的进气口， 以使车辆的热区的影响最小化。根据本发明的一个实施例，由于由至少一个顶传感器构成的热感测装置布置成用于测量背景的表观温度，即，布置成用于测量背景温度的平均值，其结果是，获得了更准确的背景温度值。顶传感器优选地放置在车辆的各侧上，以涵盖来自各个方向的威胁。根据本发明的一个实施例，由于由顶相机构成的热感测装置布置成用于感应背景的热结构，其结果是，可能实现对于背景的近乎完美的适应，背景温度变化可以表示在例如车辆上。这里，模块元件500将对应于所讨论的距离处的背景所占据的像素组的温度。这些相机像素被设置成分组的，以使顶相机的分辨率对应于由模块系统的分辨率表示的分辨率，即，每个模块元件对应一个像素。据此实现背景温度的非常好的表示，这样，可以正确地表示常常具有与空气不同的另一种温度的背景温度，例如，太阳的供热、雪点、水池、不同的发射特性等。这有效地抵消了产生清楚的轮廓和大的均衡受热表面，以促进车辆的非常良好的热掩饰，且可以表示出较小表面上的温度变化。图8示意性地示出了物体800(例如车辆800)在威胁所在的方向受到威胁，通过根据本发明的装置在车辆的面对威胁所在方向的一侧上再造背景810的热结构812。根据本发明一个实施例的装置包括根据图7a_7c或图7d_7e的模块系统，该模块系统布置在车辆800上。用箭头标示估计的威胁所在方向。物体800(例如车辆800)构成一个目标。威胁可能由例如布置成锁定在目标上的热侦查和监测系统、热追踪导弹或类似物构成。沿威胁所在的方向看过去，热背景810存在于危险所在方向C的延伸方向上。从威胁的方向看，车辆800的该热背景810的部分814被设置成通过根据本发明的热感测装置610得以复制，以使得热背景那个部分的复制品814’ (即，根据变型的热结构)由威胁方观察到。如结合图7a-7e所描述的，根据一变型的热感测装置610包括IR-相机、根据变型的IR-传感器以及变型的温度传感器，其中，IR-相机提供背景的最好的热表示。热背景814’ (也就是通过热感测装置感测/复制的热结构)被布置成通过本发明装置在目标(这里为车辆800)的面向威胁的一侧交互式地得以被再造，以使车辆800热融入背景。据此，由于目标热融入背景中，致使威胁方(例如为锁定在目标/车辆800上的 IR-相机或热追踪导弹形式的)侦查和识别目标的可能性变小。随着车辆的移动，由于具有不均勻性的热传导性的导热层、绝缘层、热电元件以及连续记录的用于感测热背景的热感测装置与根据本发明的装置的任何实施例的温度感测装置之间的差异等的结合，背景的热结构复制品814’将不断地适应热背景中的改变。因此，根据本发明的装置有助于自动的热适应以及与温度不断变化的背景的低对比，使侦查、识别和发现目标变得更加困难，减少了来自潜在的目标追踪装置或类似物的威胁。根据本发明的装置促进了车辆的低识别性(即，低对比)，以使车辆的轮廓、排气口的布置、冷气出口的布置和尺寸、履带座、车轮、大炮等(即，车辆的识别性)可热最小化， 从而通过根据本发明的装置提供与背景相比较低的热识别性。具有如图7a_7c或图7d_7e所示模块系统的根据本发明的装置，提供了有效的隔热层，这减少了例如AC-系统的能源消耗，太阳热量的影响更低，即，当装置未运行时，模块系统提供了车辆与太阳热量的较好隔热，因此改善内部的温度环境。还有助于多谱线特性，S卩，在不同的波段中进行隐身。除去使用热的方法，模块元件500也可以为雷达范围的某些特定部分提供低识别性。这通过给元件模块500商施加不同类型的薄的雷达吸收层而生成。层类型的选择决定雷达光谱的哪个部分将被吸收。雷达吸收剂为现在的标准产品且可以为非常薄的层。图9示意性地示出了目标800(例如车辆800)的不同潜在的威胁所在的方向，目标800装备有根据本发明一个实施例的装置以再造理想背景的热结构。根据本发明的一个实施例的装置，该装置包括用于选择不同威胁所在方向的工具。根据本发明的一个实施例，该工具包括用户接口，如结合图6中所述的。根据预期的威胁所在方向，IR-识别需要适应不同的背景。图6所示的根据一个实施例的用户接口 630用图表方式为用户构成了一种方式，使用户能够容易地从估计的威胁所在方向中选择车辆的哪个或哪些部分需要启动以保持对于背景的低识别性。通过用户接口，操作者可以选择装置的集中可利用的能量以实现最好可想到的热结构/识别性，例如，当背景复杂且为最佳适应而需要装置的较大动力时可能需要。
图9示出了目标800/车辆800的威胁所在的不同方向，通过将目标/车辆绘在分为不同部分的半球中示出了威胁所在方向。威胁可能由来自上方的诸如目标追踪导弹920、 直升飞机930等构成，或者由来自地面的诸如士兵940、坦克950等构成。如果威胁来自上方，车辆的温度应当与地面温度保持一致，而当威胁直接来自水平面的前方时，应该适应车辆后面的背景温度，根据本发明的变型限定了多个威胁分区910a-f，例如十二个威胁分区， 其中六个910a-f在图9中示出，另外六个在该半球的对面，可以通过用户接口进行选择。上文中已经对根据本发明的装置进行说明，其中，装置用于热隐身，以使例如车辆在持续移动中，通过根据本发明的装置使其快速地热适应背景，通过诸如顶摄像机或顶传感器的热感测装置复制背景的热结构。根据本发明的装置可以用来生成特定的热模式。其根据变型实现，通过使得模块系统的每个热电元件由如图7a_7c或7d_7e示出的模块元件构成，以使模块元件接收理想的，例如，不同的温度，可以提供任何理想的热模式。据此，可以提供仅可由知道其外观的人识别的图案，以使在战争环境中，促进己方的车辆等的识别，同时令敌方不能识别该车辆。 可替换地，可以通过本发明的装置提供任何人均能识别的图案，例如十字，以使任何人在黑暗中都可以识别救护车辆。根据又一个变型，根据本发明的装置可以用于生成其他的车辆的伪装识别特性， 例如为了潜入敌方。这通过调节由图7a_7c或图7d_7e示出的模块元件组成的模块系统的每个热电元件实现，以提供关注车辆的正确轮廓、均勻受热的表面、冷气出口或其他类型的受热面积成为问题。据此，需要与此外观相关的信息。进一步地，可以通过根据本发明的装置提供例如石堆、草和石头、不同类型的森林、城市环境(剧烈和直接的过渡)形式的热图案，其图案看起来可以像可视区域的图案。 这种热图案独立于威胁所在方向外，且相对便宜和简单以集成。上述根据一个变型的特定模式的集成不需要热感测装置，但足以调节热电元件， 即，施加与理想温度相对应的电压以获得各个模块元件和温度感测装置的理想图案，以能够读出当前温度且保持该温度。根据本发明装置的另一个可能性是生成电流。图10示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施例的装置X的不同层，该装置利用模块元件100以生成电流。模块元件 1000被布置成接收通过箭头H示出的热量。模块元件1000包括外层510、第一导热层110、第二导热层120，所述第一和第二导热层110、120通过中间绝缘层130相互隔热，以及热电元件150，所述热电元件150通过塞贝克效应生成电流，即，将热电元件感应的温差转换为电力。因此，通过所述热电元件150 利用塞贝克效应将温差转换为电能。模块元件1000进一步包括根据该变型的热膜560，该热膜布置在第二导热层的下方，用于在第二导热层120与根据参照图如所述的位于下面的表面之间提供较好的热接触。该装置进一步包括链路1015，用以向期望能量接收装置1020提供所述生成的电流。通过帕尔贴效应将热电元件150布置为通过向热电元件施加电压并因而在热电元件上供应电流而使热量从一侧驱动到另一侧。热传输引起电子尤其在导热层Iio和120 中传输。当施加于热电元件150的电压断开时，导热层(例如结合图fe所述的、根据本发明实施例的第一导热层和第二导热层)之间存在温差。通过该温差生成电流，也就是所谓的塞贝克效应。然后，通过链路1015利用电流提供能量，以便例如对电池1020等充电。这里效率受到热电元件150的半导体影响。温差越大获得的电流越多。通过有效地移除生成的热量，根据本发明的装置可以有多个应用领域。例如，根据本发明的装置可以有利地用于，例如冷却袋，其中根据本发明的装置能够分散冷气，通过电池向热电元件有利地施加电压，通过开关接通或断开电流。本发明装置也可以用于冷却电子元件，例如，用于冷却处理器，可以通过根据本发明的装置有效地转移来自大表面的热量，因此可以提供有效的制冷。根据本发明的装置也可以在校准IR-相机时使用，以实现稳定的温度参照。通过根据本发明的装置可以保持非常平稳的电流。这可以在不同的激光系统中使用，其中，通过二极管激光器中激光器或外腔式激光器中的空腔控制波长。由于根据本发明的表面元件在某种程度上对压力不敏感，且可以制造为相对较小的尺寸，因此装置可以有利地放置在例如鞋底中，例如在冬天给鞋加热/在冷的时候防止冻伤脚或在夏天时给鞋降温/在热的时候防止脚出汗。另外，由于该热电元件，可以在手提电脑中形成非常静音的系统。本发明装置还可以用于诸如轿车的车辆的座椅的加热、降温，其中，例如电池用以向热电元件提供电压，温度调节器用于调节温度，即，热电元件上的电压。如上所述，通过模块元件的组合，装置形成热障以在不同的表面上保持不同的温度。有利的是，该装置还可以与太阳能电池结合使用以更有效地利用太阳能，该装置利用所形成的多余热量部分。图11示意性地示出了根据本发明示意性实施例的将模块元件1100与太阳能电池1110结合使用的装置XI不同层的视图，因此该装置XI包括布置在模块元件1100最外面的太阳能电池1110以接收以箭头H标示的热量。模块元件1100包括第一导热层110、第二导热层120，所述第一和第二导热层110、 120通过中间绝缘层130互相绝热，以及布置成用于通过塞贝克效应生成电流的热电元件 150，即，将由热电元件150感应到的温差转换为电流。因此温差被设置为为由所述热电元件150利用塞贝克效应转换为电力。根据本变形，模块元件1100还包括布置在第二导热层120下的热膜560，以在第二导热层120与位于下面的表面之间提供良好的热接触，以及布置在第一导热层110与太阳能电池1110之间以便在它们之间提供良好的热接触。布置太阳能电池1110以通过光电效应产生电力，同时，布置下方的热电元件以通过转换第一和第二导热层110、120之间的温差来产生电力。因此，该装置还包括用于提供模块元件1110产生的电流的链路1115，以激励期望的能量接收装置。因此，将模块元件1100布置在太阳能电池1110的下方，由于上述的塞贝克效应， 依靠温差生成的电流，少部分多余热量可以转换为有用能。本发明还涉及一种物体，本发明的装置可设置于所述物体上。根据本发明的一个实施列，该物体可以是诸如车辆、飞机、轮船等运载工具。该物体也可以是任何种类适合的物体，本发明的装置可设置于其上以根据以上所述的用于冷却或加热例如，冷却包、电子元件、笔记本电脑、鞋子、座椅等。
以上为了解释和描述的目的提供了对于本发明优选实施例的描述。不应认为所述描述是详尽的或是将本发明限制于公开的精确形式。显然，对于本领域的技术人员而言，许多修改和变化是显然易见的。选择和描述实施例是为了最好地解释本发明的原理及其实际的应用，因此，本领域的技术人员可以理解，本发明的各种实施例以及改进均适用于具体应用。
权利要求
1.一种用于热适应的装置，其特征在于，至少一个表面元件(100;300;500)布置为呈现确定的热分布，所述表面元件包括第一导热层(110)、第二导热层(120)，所述第一和第二导热层通过中间绝缘层(130)相互隔热，其中，至少一个热电元件(150 ;450a、450b、 450c)被布置成用于为所述第一导热层(110)的一部分产生预定温度梯度。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一导热层(110)和所述第二导热层(120) 具有不均勻性的热传导，以使热传导主要发生在各个层(110、120)的主传播方向上。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述第一导热层(110)和/或所述第二导热层(120)由具有不均勻特性的石墨构成。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其中，所述热电元件(150;450a、450b、 450c)布置在绝缘层中。
5.根据权利要求4所述的装置，还包括布置在位于热电元件(150;450a、450b、450c) 与第二导热层(120)之间的绝热层(130)中的中间导热元件(160)，且具有不均勻性的热传导以使得热传导主要发生在与第二导热层(120)的主传播方向相交叉的方向上。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其中，表面元件(100；300 ；500)具有六边形形状。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的装置，还包括布置得用于从第二导热层(120)转移热量的热管/热板状的第三导热层650)。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的装置，还包括布置在第一导热层(110)外部的铝制外层(510)。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的装置，其中，所述绝缘层(130)包括真空基元件 (530)。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的装置，还包括布置成用于感测表面元件(100； 300 ；500)的外部温度的温度感测装置(210)。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的装置，还包括布置成用于感测例如热背景的周围温度的热感测装置(610)。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述热感测装置(610)包括布置成用于感测背景的热结构的至少一个顶相机。
13.根据权利要求11所述的装置，其中，所述热感测装置(610)包括至少一个顶传感器部件。
14.根据权利要求11所述的装置，其中，所述热感测装置(610)包括至少一个温度传感器。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的装置，还包括用于确定周围温度与表面元件 (100 ；300 ；500)的外部温度之间温差的装置000、210、610、600)，其中，产生的所述温度梯度基于所述温差。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的装置，还包括布置成用于支撑表面元件(100； 300 ；500)的支撑结构(710 ;750)，其中支撑结构布置成用于提供电流以电接合表面元件 (100 ；300 ；500)。
17.根据权利要求1-16中任一项所述的装置，其中，表面元件(100;500)的厚度范围为 5-40mm，优选为 15_25mm。
18.根据权利要求1-17中任一项所述的装置，其中第一导热层(110)和第二导热层 (120)各自具有0. 1-2. 5mm范围内的厚度，优选具有0. 4-0. 7mm范围内的厚度，且绝缘层 (130)具有4-30mm范围内的厚度，优选具有10_20mm范围内的厚度。
19.根据权利要求1-18中任一项所述的装置，其中，通过所述热电元件(150)利用塞贝克效应将温差设置为转化成电力。
20.一种物体(800)，例如，运载工具(800)包括根据任一前述权利要求所述的装置。
全文摘要
本发明涉及一种用于热适应的装置，包括至少一个布置为呈现确定的热分布的表面元件，所述表面元件包括第一导热层、第二导热层，所述第一和第二导热层通过中间绝缘层互相隔热，其中至少一个热电元件被布置成用于为所述第一层的一部分产生预定温度梯度。本发明还涉及一种诸如运载工具的物体。
文档编号A47C7/74GK102308178SQ201080006788
公开日2012年1月4日 申请日期2010年2月11日 优先权日2009年2月11日
发明者佩德·舍隆德 申请人:贝以系统哈格伦斯公司