一种新型的温控椅子

李丹++罗霄++柏杨汀芷++谢运来

摘 要：本设计提供一种基于简单电路设计的自动控温座椅，主要由表面层和加热制冷层组成，加热制冷层利用温度传感器来监控温度并控制相应的电路开启，加热电路利用金属电阻丝加热，制冷电路利用半导体制冷片降温，以达到自动控温的功能，改善传统座椅的单一性缺点，满足人们对舒适性的要求。

关键词：座椅；自动控温；半导体制冷片；舒适性

中图分类号：Q78-337 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）05-0074-01

座椅在人们的日常生活中随处可见，然而椅子在提供便利的同时，也存在着许多不足之处。例如：天热时，久坐会导致屁股出汗，造成“尿裤子”的尴尬，同时易引起湿疹，有害健康；天冷时，座椅冰凉，冷刺激易使盆底肌肉痉挛，易诱发前列腺炎，有害健康。[1]

在日益增长的物质文化需求的驱使下，人们越来越期望座椅能够被设计的能满足人们对舒适度的要求。因此新型的温控座椅值得研究。

1 研究背景

随着我国科学技术不断发展，商品不断地推陈出新，人们对生活的需求越来越高，越来越追求创新。传统的座椅除了能够提供基本的提供座位的功能外，没有充分满足人们对舒适度的要求。无论是居家，工作还是出行，总会出现久坐不舒适的现象，并且在一定程度上还会对人体造成一定的健康问题。

2 发明内容

本发明提供一种基于一定电路控制的自动温控座椅，其特征在于它由座椅本体、弹簧片、温度传感器、半导体制冷片、加热金属丝、直流电源以及相应的保护电阻组成。所述的座椅本体分为加热制冷层和表面层，其中加热制冷层主要由电子器件组成的简单电路来完成相应的加热或制冷任务，表面层提供给使用者直接接触，而表面层和加热制冷层间通过特殊的材料连接在一起，以便可以完成温度的传递。所述的温度传感器主要由热电阻构成，完成座椅表面层温度的监控。

自动控温的实现主要由温度检测环节，加热制冷选择环节以及加热制冷环节组成。

2.1 温度检测环节

热电阻组成的温度传感器能够检测表面层的温度变化，在测温时，对热电阻测温系统中的电阻感温元件通入工作电流，则不同的温度会导致导体或半导体的电阻率发生变化，进而引起不同的电阻值，且温度越高电阻值越大，使得其两边产生不同的电压，这样我们就将电阻随温度的变化转化成为电压随温度的变化。[2]利用这种特性，将表面层的温度转化为相应的电信号，并进一步控制加热制冷电路的通断。

2.2 加热制冷选择环节

经过第一个环节对温度的监控后，预设一个温度值，大量实验数据表明人体最舒适的温度是夏季19-24℃，冬季17-22℃。因此根据舒适温度的范围如19-22℃，设置相应的电压值，当热电阻两端的电压值增大时，表明温度高于预设值，将开启制冷电路；当热电阻两端电压值下降时，表明温度低于预设值，将开启加热电路，待温度回到预设值范围时，电路会自动断开。

2.3 加热制冷环节

加热环节中，加热电路开启后，加热金属丝将达到工作状态，对表面层的材料经行加热，直到表面层的温度降低到预设值；制冷环节中，半导体制冷片将进入工作状态，半导体制冷器件是一种利用珀尔帖效应，在冷端吸收热量，产生制冷效果，同时在热端排除大量热量的高热流密度器件。与传统制冷技术相比，热电制冷具有结构简单、可靠性高、寿命长、维修方便等独特优点。[3]如此完成表面层的降温。

3 研究的有益效果

本新型自动控温座椅基于简单的电路设计，对传统的座椅进行了简单的修改，使人们在使用过程中可以处于一种舒适的状态，以更好的学习工作，出行，克服了传统座椅夏热冬凉的缺点，消除了传统座椅对健康的威胁，更加满足了人们的使用需求。

4 具体实施方式

使用本新型座椅时，跟平常一样只需要自然的坐在表面层上，弹簧片将被压缩使开关闭合，热电阻探头开始监测表面层的温度，当表面层温度高于预设值时，热电阻两端电压会升高，此时主路短路，加热电路部分不工作，而热电阻两端电压达到半导体制冷片的工作状态，半导体制冷片开始工作，为表面层降温；当表面层的温度低于预设值时，热电阻两端电压降低，此时制冷电路两端电压不足，处于断路状态，加热电阻开始工作，使表面层的温度升高。

5 结论与展望

传统的座椅结构简单，成本低廉但使用时无法自动调节温度，不能满足使用者对舒适度的追求，还会在一定程度上危害使用者的身体健康，而一些新型的温控座椅，虽然控温效果好但制作成本高，构造复杂，无法普。

此新型温控座椅制作成本低，且易制作，而且能夠实现自动感知表面层温度的变化达到自动控温的效果，有效的解决传统座椅在一定程度上危害使用者健康的问题，应用前景可观。

参考文献

[1]李雪梅，张宇.智能温控座椅设计[J].留学生，2015（03）：47-48.

[2]王芳.热电阻式温度传感器的测温原理与应用[J].实用技术，2007（01）：33-35.

[3]白晓亮.半导体制冷的散热与热管散热器的设计[J].制冷，1998，65（4）：46-49.