远红外线产生装置以及远红外线产生方法与流程

本发明是关于一种远红外线技术，特别是关于一种远红外线产生装置以及远红外线产生方法。

背景技术：

目前，远红外线技术已经被应用于光学、通讯、天文、军事、医疗等许多技术领域，特别是在医学领域，波长在4μm～16μm的远红外线对人体有益。然而普通材料，例如钢铁、皮革、布料等材料所释放的波长在4μm～16μm的远红外线法向发射率仅在0.02～0.03，所以不具有远红外线保健功能。远红外线法向发射率较高的材料被称为远红外材料，例如电气石、麦饭石、火山岩、远红外陶瓷等材料。目前被用于发射远红外线的方法为热交换式，即通过加热远红外材料的方式产生远红外线。上述热交换式产生远红外线的方法存在以下缺点：1、设备复杂，不宜便携使用；2、在应用于医疗过程中，热量不易控制，加热不够时产生远红外线的效果不佳，过度加热时容易烫伤使用者。

技术实现要素：

一方面,本发明的目的是提供一种远红外线产生装置,利用复合频谱电磁波激发远红外材料产生远红外线。

为了实现上述目的，本发明提供一种远红外线产生装置，其中，包括：复合频谱电磁波产生单元，用于输出复合频谱电磁波，发射天线，所述发射天线与所述复合频谱电磁波产生单元的输出端电连接，远红外材料，所述远红外材料对应于所述发射天线的发射面分布设置，所述发射天线向所述远红外材料发射由所述复合频谱电磁波产生单元输出的复合频谱电磁波，所述复合频谱电磁波激发所述远红外材料产生远红外线。

所述的远红外线产生装置，其中，所述远红外材料通过载体附着于所述发射天线的发射面。

所述的远红外线产生装置，其中，所述载体的材料为塑料或者橡胶或者硅胶。

所述的远红外线产生装置，其中，所述发射天线是由经正火处理的低碳钢板制成。

所述的远红外线产生装置，其中，所述远红外材料选自：电气石、麦饭石、火山岩、远红外陶瓷中的任意一种或多种的组合，并且经研磨成许多细小颗粒。

所述的远红外线产生装置，其中，所述远红外材料为铁电气石粉末。

所述的远红外线产生装置，其中，所述复合频谱电磁波产生单元包括：低频振荡器，用于产生低频信号，高频振荡器，用于产生高频信号，所述低频振荡器依序电连接分频器和微分电路，所述低频振荡器产生的低频信号经分频器进行降频处理后进入微分电路进行波形变换，形成窄脉冲；所述高频振荡器依序电连接电子开关、带通滤波器和频率合成电路；所述电子开关与所述低频振荡器电连接，所述电子开关的开启和关闭受低频信号的控制对高频信号进行截取，将高频信号截取成间段波；所述微分电路电连接所述频率合成电路，所述频率合成电路电连接放大输出电路，所述高频信号经截取形成的间段波经带通滤波器滤除杂散信号后，在频率合成电路中与低频信号经处理后形成的窄脉冲进行叠加混频，组成高低频复合频谱信号，再进入放大输出电路，由放大输出电路进行放大后输出复合频谱电磁波。

所述的远红外线产生装置，其中，所述频率合成电路与放大输出电路之间还设有放大合成电路和功率分配电路，所述频率合成电路电连接放大合成电路，所述放大合成电路依序电连接所述功率分配电路和所述放大输出电路，所述高低频复合频谱信号输入合成放大电路进行放大处理，再经功率分配电路根据需要调整不同的输出功率，再进入放大输出电路，由放大输出电路进行放大后输出复合频谱电磁波。

另一方面，本发明的目的是提供远红外线产生方法，利用复合频谱电磁波激发远红外材料产生远红外线。

为了实现上述目的，本发明提出了一种远红外线产生方法，其中，利用复合频谱电磁波产生单元输出复合频谱电磁波，再利用所述复合频谱电磁波 激发远红外材料产生远红外线。

所述的远红外线产生方法，其中，所述复合频谱电磁波包含频率为50Hz～150Hz的低频电磁波和频率为10KHz～100KHz的高频电磁波。

所述的远红外线产生方法，其中，所述复合频谱电磁波包含频率为100Hz的低频电磁波和频率为50KHz的高频电磁波。

所述的远红外线产生方法，其中，产生的所述远红外线波长为3μm～21μm。

所述的远红外线产生方法，其中，所述复合频谱电磁波产生单元输出复合频谱电磁波的方法包括：通过低频振荡器产生低频信号；高频振荡器产生高频信号；电子开关受低频信号的控制对高频信号进行截取，截取成间段波；所述低频振荡器产生的低频信号经分频器进行降频处理后进入微分电路进行波形变换，形成窄脉冲；所述高频信号经截取形成的间段波经带通滤波器滤除杂散信号后，在频率合成电路中与低频信号经处理后形成的窄脉冲进行叠加混频，组成高低频复合频谱信号，再进入放大输出电路进行放大后输出复合频谱电磁波。

所述的远红外线产生方法，其中，所述高低频复合频谱信号在进入放大输出电路之前，先输入合成放大电路进行放大处理，再经功率分配电路根据需要调整不同的输出功率，最后进入放大输出电路，由放大输出电路进行放大后输出复合频谱电磁波。

所述的远红外线产生方法，其中，所述远红外材料选自：电气石、麦饭石、火山岩、远红外陶瓷中的任意一种或多种的组合，并且经研磨成许多细小颗粒。

所述的远红外线产生装置，其中，所述远红外材料为铁电气石粉末。

结合上述，本发明提供的远红外线产生装置不但能够简便、高效的产生所需的远红外线，同时兼具有结构简单、体积小巧、成本低廉的优点；本发明提供的远红外线产生方法不但能够简便、高效的产生所需的远红外线，同时兼具有成本低廉的优点。另外，本发明还可以通过控制复合频谱电磁波的输出功率，从而根据使用者的需求控制远红外线的产生状态。

【附图说明】

图1是本发明的远红外线产生装置外部结构示意图。

图2A是本发明的远红外线产生装置的发射天线与放射基结合的剖面结构放大示意图。

图2B是本发明另一实施例的发射天线与放射基结合的剖面结构放大示意图。

图3是本发明的远红外线产生装置的复合频谱电磁波产生单元结构方框示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

图1示出了根据本发明的远红外线产生装置的一个较佳实施例。如图1所示，远红外线产生装置包括复合频谱电磁波产生单元10和发射天线30，复合频谱电磁波产生单元10可以为复合频谱电磁波产生器，复合频谱电磁波产生单元10的电源可以接入市电电源，复合频谱电磁波产生单元10的输出端与发射天线30之间通过连接线20电连接，从而将复合频谱电磁波产生单元10所产生的复合频谱电磁波传递至发射天线30，并且由发射天线30向外发射。复合频谱电磁波产生单元10的外壳上设有开关11、用于选择复合频谱电磁波产生单元10输出功率的至少两个档位按钮12和用于显示复合频谱电磁波产生单元10工作状态的显示屏13。在本实施例中，发射天线30的发射面附着有硅胶材料制成的载体40，载体40承载有远红外材料颗粒，从而形成放射基41。本实施例所采用的远红外材料为天然铁电气石经研磨而成的铁电气石颗粒50。自然界中存在富含Fe³⁺、Fe²⁺(FeO+Fe₂O₃)的铁电气石(又称：黑色电气石)。本发明的上述实施例利用复合频谱电磁波激发铁电气石颗粒50产生远红外线。本发明的铁电气石颗粒50是通过将铁电气石研磨为直径25～150μm的细小颗粒获得，优选的铁电气石颗粒50的颗粒直径约为48μm。通常，尺寸小于1mm的离散颗粒的集合体可以称为粉末，故上述实施例所采用的远红外材料为铁电气石粉末。

本发明采用复合频谱电磁波激发远红外材料的方式产生远红外线，此方式并不限于用复合频谱电磁波激发铁电气石颗粒50，其中的远红外材料可以选自电气石、麦饭石、火山岩、远红外陶瓷中的任意一种或多种的组合，并且经研磨成许多细小颗粒或粉末。

图2A是本发明的远红外线产生装置的发射天线30与放射基41结合的剖面结构放大示意图。如图2A所示，在上述实施例中，发射天线30是由铁板制成，较佳的是采用低碳钢板制作发射天线30。所述钢板可以是08号钢板，并且钢板经正火处理后，钢板铁素体和珠光体分布均匀，从而得到更好的发射效果。所述载体40为硅胶材料，在制造过程中，将许多铁电气石颗粒50均匀的掺入液态硅胶材料中，待搅拌均匀后固化成型，使铁电气石颗粒50分布在载体40中形成片状的放射基41，并且将放射基41覆盖在发射天线的发射面。本发明上述实施例中，铁电气石颗粒50在放射基41中的分布密度优选为0.15g/cm³～0.5g/cm³，放射基41内的铁电气石颗粒50的微小颗粒之间存在足以使远红外线传递的间隙，因此，可以允许远红外线顺利的激发。在实施本发明时，可采用塑料、橡胶，或者硅胶等材料作为载体40。本发明的实施例可以将上述远红外材料粉末均匀的掺入液态的上述载体40中固化形成片状的放射基41，并且将放射基41覆盖在发射天线30的发射面，再具体来说，可以将上述远红外材料粉末均匀的掺入液态的硅胶中固化形成片层状的放射基41，并且将放射基41覆盖在发射天线30的发射面。本发明的另一实施例还可以利用乳胶将粉末状的远红外材料黏贴在发射天线30的发射面，由发射天线30的发射面向外依次形成乳胶层和远红外材料层。

如图2A所示，在上述实施例中发射天线30的形状为矩形，但是也可以根据实际需要设计成圆形、椭圆形等形状，而载体40可以根据发射天线30的形状设计成与发射天线30相对应或者相匹配的形状，也可以是大于发射天线30面积的任何形状，完全包覆住发射天线30的发射面和侧面，甚至延伸至发射天线30的背面。如图2A所示，所述放射基41设置在发射天线30的发射面，使放射基41内的铁电气石颗粒50可以被发射天线30发射出的复合频谱电磁波激发产生远红外线。由于本发明的发射天线30成平板状，放射基41附着在发射天线30的发射面，整体放射部分设计成开放式，因此，产生的远红外线能够向着发射天线30的发射面前方的各个方向成放射性发射。如图2B所示，在另一实施例中，发射天线30的背面还可以设置一层硅胶材料制成的片状的覆盖层60，从而配合片状的放射基41将片状的发射天线30包覆在覆盖层60和放射基41之间，从而对发射天线30进行保护，避免发射天线30受到划伤或腐蚀。

图3是本发明的远红外线产生装置的复合频谱电磁波产生单元结构方框 示意图。如图3所示，在上述实施例中，所述复合频谱电磁波产生单元10包括：低频振荡器101、高频振荡器102，所述低频振荡器101、高频振荡器102可以由复合频谱电磁波产生单元10的电源供电，所述电源由开关11控制开启和关闭，所述低频振荡器101依序电连接分频器104和微分电路105；所述高频振荡器102依序电连接电子开关103、带通滤波器106和频率合成电路107；所述电子开关103与所述低频振荡器101电连接，并且所述电子开关103的开启和关闭受低频振荡器101输出的低频信号控制；所述微分电路105电连接所述频率合成电路107，所述频率合成电路107电连接放大合成电路108，所述放大合成电路108依序电连接功率分配电路109和放大输出电路110。所述复合频谱电磁波产生单元10输出复合频谱电磁波的方法包括：通过低频振荡器101产生低频信号，本实施例中的低频信号波形为方波，频率可以在100Hz～300Hz；高频振荡器102产生高频信号，本实施例中的高频信号波形为方波，频率可以在10KHz～100KHz；电子开关103受低频信号的控制对高频信号进行截取，将高频信号截取成间段波；所述低频振荡器101产生的低频信号经分频器104进行降频处理后进入微分电路105进行波形变换，形成窄脉冲，本实施例中经降频(二分频)处理后的低频信号的频率可以为50Hz～150Hz；所述高频信号经截取形成的间段波经带通滤波器106滤除杂散信号后，在频率合成电路107中与低频信号经处理后形成的窄脉冲进行叠加混频，组成高低频复合频谱信号，输入合成放大电路108进行放大处理，放大处理后的复合频谱电磁波经功率分配电路109根据使用者的需要调整不同的输出功率，再进入放大输出电路110，由放大输出电路110进行放大后输出复合频谱电磁波。

本发明的远红外线产生方法主要是利用复合频谱电磁波激发远红外材料(例如：铁电气石粉末)产生远红外线，而复合频谱电磁波可以利用上述的复合频谱电磁波产生单元10来得到。本发明的远红外线产生方法主要是利用复合频谱电磁波产生单元10输出复合频谱电磁波，再利用所述复合频谱电磁波激发远红外材料颗粒产生远红外线。在采用本发明的上述远红外线产生装置时，可以利用与复合频谱电磁波产生单元10电连接的发射天线30，使复合频谱电磁波通过发射天线30发出，激发远红外材料颗粒产生远红外线。同时，本发明还可通过控制复合频谱电磁波产生单元10的输出功率，发射不同 强度的复合频谱电磁波，从而控制激发出的远红外线的强度。

为了能够显著的提高远红外线产生效率，本发明的远红外线产生方法通过调整复合频谱电磁波产生单元10以获得由低频电磁波和高频电磁波叠加混频而成的复合频谱电磁波，在本发明的实施例中所述复合频谱电磁波可以是由频率为50Hz～150Hz的低频电磁波和频率为10KHz～100KHz的高频电磁波叠加混频而成，因此包含频率为50Hz～150Hz的低频电磁波和频率为10KHz～100KHz的高频电磁波；而在更为理想的实施例中，复合频谱电磁波是由频率为100Hz的低频电磁波和频率为50KHz的高频电磁波叠加混频而成，因此包含频率为100Hz的低频电磁波和频率为50KHz的高频电磁波。经检测，本发明能够激发产生波长为3μm～21μm远红外线，特别是经符合GB/T 4654-2008《非金属基体红外辐射加热器通用技术条件》和GB/T 7287-2008《红外辐射加热器试验方法》标准的检测方法，测得本发明能够高效显著的产生波长为8μm～10μm的远红外线，法向发射率为0.88，上述波长范围与人体在常态下发射的远红外线波长范围大致相同，因此，本发明的远红外线产生装置以及远红外线产生方法可以应用于医疗技术以及用于制成医疗设备。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并不以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明权利要求书和说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。