一种温差发电眼镜及其制作方法与流程

本发明涉及特种眼镜生产应用技术领域，特别是指一种温差发电眼镜及其制作方法。

背景技术

温差电效应是德国科学家塞贝克于1821年首先发现的，人们称之为塞贝克(seebeck)效应，即两种不同的金属构成闭合回路，当两个接头存在温差时，回路中将产生电流，这一效应为温差发电技术奠定了基础。最基本的半导体温差发电器件是由p、n两种类型不同的半导体温差电材料经电导率较高的导流片串联并将导流片固定于导热系数较小的陶瓷片上而成，现在市场上买到的半导体制冷片如sp1848型号，就是一种最简单、最基本的温差发电器件。现在，温差发电技术在航天、军用领域展示了很好的应用前景同时作为一种绿色环保的发电方式，近年来民用领域的应用同样发展迅速。尽管目前温差发电的效率偏低，但随着新型高性能热电材料以及性能可靠的温差发电器的研究与开发，温差发电技术将会更大地发挥其在低品位能源利用方面的优势。人类社会进入21世纪，化石能源逐渐枯竭，迫切需要一种新型能源来替代传统能源，温差发电技术是一种绿色环保发电方式，它可以合理利用太阳能、地热能、海洋热能、工业余热等低品位能源转化成电能。

现在，我们把温差发电材料结合到眼镜上面，合理利用人体与周围环境的温度差别，就可以起到给眼镜上的用电器件提供辅助电量的显著作用。

技术实现要素：

本发明提供了一种温差发电眼镜及其制作方法，这种眼镜在镜腿外表面喷涂了一层利用热电效应产生微弱电压的温差发电涂层，当佩戴本发明眼镜时，人的面部皮肤与环境的温差就会传递到镜架的温差发电涂层，发出微弱的直流电压，经电荷泵升压处理后存贮于锂离子电池内，可以做为眼镜上的不同功能电路提供补充电能的辅助能源，达到永久性自然发电补充电量的效果。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：一种温差发电眼镜，由镜框、镜片、镜腿、温差发电涂层、涂层外电极、微型电荷泵、功能电路板、锂电池、电源开关、发光二极管、充电插口和内盖板所组成，其特征在于：所述的温差发电涂层涂覆在镜腿外侧表面，所述的涂层外电极与温差发电涂层的表面紧密结合，所述的微型电荷泵芯片电路与电源开关、发光二极管安装在功能电路板上面，安放在镜腿前端内侧凹槽内，所述的锂电池和充电插口安装在左侧镜腿凹槽内。

所述的镜腿采用不锈钢薄板制作，镜腿长度140mm，前端宽度10mm，厚度8mm。

所述的功能电路板采用环氧层压纤维布基板，基板上蚀刻处理成贴片印刷电路板，印刷电路板上面安装微型电荷泵电路、电源开关和发光二极管，内置在镜腿右侧的凹槽内。

所述的温差发电涂层采用wc—01a型温差发电涂料，每平方厘米温差20度时发电量200-380微安，空载电压0.5—0.9v。

所述的涂层外电极采用紫铜片材制作，长60--80mm、宽10mm、厚0.2-0.3mm，铜片外表面镀银，每间隔2-3mm凸起一条高度8mm、厚0.5mm的散热肋条。

所述的微型电荷泵芯片电路采用为低、小、微输出电压热电器件配合给锂电池充电的点滴型微充电管理芯片ds1302。

本发明的制作方法，包括以下步骤：

1）、在冲床上按设计造型尺寸用专用模具冲压出镜腿、涂层外电极；

2）、在功能电路板上面采用超声波波峰焊或锡涂层加热自融焊接工艺焊接上微型电荷泵、电源开关、发光管；

3）、在镜腿的外表面与涂层外电极的内表面涂敷高导电石墨烯涂层锂电浆料，涂层厚度5-10微米，涂敷后放入60度烘箱半小时烘干锂电浆料涂层；

4）、在涂敷锂电浆料并烘干的镜腿外表面涂敷温差发电涂层，涂敷厚度20-30微米，涂敷后放入60度烘箱2小时烘干；

5）、将涂层外电极贴合在温差发电涂层表面，引出电极线与功能电路板相连接，镜腿温差发电涂层与涂层外电极的边沿接缝处涂抹水晶胶封固；

6）、把装好了微型电荷泵、电源开关、发光管的功能电路板放置在右侧镜腿的预留凹槽内，把锂电池、充电插口装入左侧镜腿凹槽内，用柔性电路引线将上述各器件进行电气连接；左右镜腿的温差发电器件引线串联后与功能电路板上面的微型电荷泵输入端相连接，输出端与锂电池正负电极相连接；充电插口的正负电极引线与锂电池的正负电极引线相并接；扣合左右镜腿的内盖板并用螺丝固定；

7）、用固定螺丝把镜框与左右镜腿相连接固定，把镜片装入镜框的框圈内，完成温差发电眼镜的整体装配工作。

本发明，在镜腿外表面喷涂了一层利用热电效应产生微弱电压的温差发电涂层，当佩戴本发明眼镜时，人的面部皮肤与环境的温差就会传递到镜架的温差发电涂层，发出微弱的直流电压，经电荷泵升压处理后存贮于锂离子电池内，可以做为眼镜上的不同功能电路提供补充电能的辅助能源，达到永久性自然发电补充电量的效果。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的工作电原理方框图。

图中：1镜框、2镜片、3镜腿、4温差发电涂层、5涂层外电极、6微型电荷泵、7功能电路板、8锂电池、9电源开关、10发光管、11充电插口、12内盖板。

具体实施方法

从图1、图2中知，本发明一种温差发电眼镜，由镜框1镜片2、镜腿3、温差发电涂层4、涂层外电极5、微型电荷泵6、功能电路板7、锂电池8、电源开关9、发光管10、充电插口11、内盖板12所组成，所述的温差发电涂层4涂覆在镜腿3外侧表面，所述的涂层外电极5与温差发电涂层4的表面紧密结合，所述的微型电荷泵6芯片电路与电源开关9、发光二极管10安装在功能电路板7上面，安放在镜腿3前端内侧凹槽内，所述的锂电池8和充电插口11安装在左侧镜腿3凹槽内。所述的功能电路板7采用环氧层压纤维布基板，基板上蚀刻处理成贴片印刷电路板，印刷电路板上面安装微型电荷泵6电路、电源开关9和发光二极管10，内置在镜腿3右侧的凹槽内。

本发明的制作方法为：

1、在冲床上用专用模具冲压出镜腿3、涂层外电极5；

2、在功能电路板7上面超声波波峰焊接微型电荷泵6、电源开关9发光管10；

3、为保证镜腿3、涂层外电极5与温差发电涂层4电气接触良好，在镜腿3的外表面与涂层外电极5的内表面先涂敷一层高导电石墨烯涂层锂电浆料，涂层厚度5-10微米，涂敷后放入60度烘箱半小时烘干锂电浆料涂层；

4、在涂敷锂电浆料并烘干的镜腿3外表面涂敷温差发电涂层4，涂敷厚度20-30微米，涂敷后放入60度烘箱2小时烘干；

5）、将涂层外电极5贴合在温差发电涂层4表面，引出电极线与功能电路板7相连接，镜腿3温差发电涂层4与涂层外电极5的接缝处用水晶胶封固；

6、把装好了微型电荷泵6、电源开关9发光管10的功能电路板7放置在右侧镜腿3的预留凹槽内，把锂电池8、充电插口11装入左侧镜腿凹槽内，用柔性电路引线将上述各器件进行电气连接；左右镜腿的温差发电器件引线串联后与功能电路板7上面的微型电荷泵6输入端相连接，输出端与锂电池8正负电极相连接；充电插口11的正负电极引线与锂电池8的正负电极引线相并接；扣合左右镜腿3的内盖板并用螺丝固定；

7、用固定螺丝把镜框1与左右镜腿3相连接固定，把镜片2装入镜框1的框圈内，完成温差发电眼镜的整体装配工作。

本发明的工作原理与过程说明如下：本发明在以镜腿3做为内电极的同时兼做体表温度传递通道，把人们面部两侧皮肤表面的热量传递到温差发电涂层4的内表面，此时，环境温度也通过涂层外电极5传递到温差发电涂层4的外表面，如果环境温度与人体表面温度有差异，就会在温差发电涂层4内形成热电效应，电子与空穴就会由温度高的一侧向温度低的一侧定向流动形成电动势；把热电流收集起来通过微型电荷泵6升压输出到锂电池8，就可以实现电量储存备用。本发明眼镜中的电源开关9发光管10仅做为一个利用储存电量照明应用的举例说明。