一种婴幼儿高烧用半导体降温躺垫
技术领域
本实用新型属于降温装置技术领域，尤其涉及一种婴幼儿高烧用半导体降温躺垫。
背景技术
目前，发烧对于婴幼儿来说是一种十分常见的症状，它是人体发动免疫系统抵抗病原体的一种正常反应。但是，体温过高特别是38.5摄氏度以上的高温会破坏人体器官的正常功能，对幼儿的身体健康有着极大的负面影响，长期高烧甚至会导致患儿昏迷，严重者会有导致痴呆的危险。由于婴幼儿不能准确有效地描述自己的病情，诊断过程费时费力，在药物治疗前还要接受各种检查，导致患儿长时间处于一种身体高烧状态而不能得到快速降温处理。
目前，市场上的一些降温器具主要有：(1)退热贴，其基本构造由防粘层、药库凝胶层、背衬层等部分组成，降温原理是通过凝胶中水份汽化将体内的过多热量挥发出去，从而达到降低体温的目的。(2)降温冰袋，其外包装采用牛津布等复合材料，里面装有高分子冷却凝胶，具有富有一定的弹性，采用高压高温密封牛津布的接头处，以防渗漏。(3)头带退热降温类仪器，通过电制冷芯片的制冷作用，然后通过弹性导热层把芯片和贴肤片相连，贴肤片能够降低人体体温。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：(1)退热贴主要是用凝胶的物理变化来吸收粘贴处的热量，但散热量有限，快速大面积的降温效果不佳，属于一次性用品。(2)降温冰袋必须先放在冰箱里预冷，温度无法控制，且拿出来刚使用时温度会过低，造成人体的不适感，也只能在身体的局部使用。(3)头带退热降温类仪器，只能用在额头部位，且散热器和风扇等连同制冷头带挂在头部，会有一种往下坠的重量感，佩戴舒适感差，且不方便让患者躺下来使用。
解决以上问题及缺陷的难度为：1.要能够准确实时监测婴幼儿体温数据，根据实际情况持续、准确地给婴幼儿降温，一旦到了安全的体温范围之内，必须停止降温；2.要能够大面积快速降温处理，不能仅仅限于身体局部使用；3.不能增加照护者额外的操作设备的负担和难度，一定是婴幼儿乐意接受的降温方式，舒适度佳；4.设备不宜过于复杂，要适合家庭和医院等场合使用。
解决以上问题及缺陷的意义为：能够根据发高烧婴幼儿的实际体温情况，来决定是否需要给患者进行快速降温处理，减轻婴幼儿发烧引起的各种不适感，同时为医生的有效诊断赢得宝贵的时间，也减轻了孩子因发高烧精神状态不佳需要照护人长时间抱在怀里的体力负担。当患者体温达到了低烧或正常状态，就必须停止工作，以免造成过度降温引起的不适感。
实用新型内容
为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种婴幼儿高烧用半导体降温躺垫。
本实用新型是这样实现的，一种婴幼儿高烧用半导体降温躺垫，设置有提供电力供应的供电装置；
单片机，与所述供电装置相连接，用于实现逻辑运算和控制制冷系统的工作状态，给液晶显示器、温度传感器、继电器发出指令并接收其反馈信息；
温度传感器，与所述单片机相连接，用于采集婴幼儿腋下体温数据，给单片机发送数字信号；
液晶显示屏，与所述单片机相连接，用于实时显示婴幼儿腋下体温数据；
继电器，与所述单片机相连接，用于控制蜂鸣器、半导体制冷片、风扇和小型水泵的通电和断电；
半导体制冷片，与所述继电器相连接，用于实现躺垫的制冷。
进一步，所述供电装置包括：
电源适配器，与市电相连接，将220V交流电通过降压、整流、滤波、稳压变换后给聚合物锂电池充电；
聚合物锂电池，与所述电源适配器电连接，用于实现电能的存储，并输出直流12V电压；
降压器，与所述聚合物锂电池电连接，用于将直流12V电转换为直流5V电压输出。
进一步，所述继电器还连接于给半导体制冷片、风扇、水泵和蜂鸣器供电的12V、12V、12V和5V电压。
进一步，所述半导体制冷片冷面表面固定有储冷板，所述半导体制冷片的冷面表面和储冷板接触面处涂敷有导热硅脂层，所述储冷板固定安装在水泵腔体上；所述半导体制冷片的热面上安装散热片，所述半导体制冷片的热面表面和散热片接触面处涂敷有导热硅脂层，散热片上方再安装散热风扇。
进一步，所述半导体制冷片冷面与水泵腔体之间连接储冷板。
进一步，所述水泵的进水口和出水口之间连通有硅胶软管。
进一步，所述硅胶软管安装于硅胶垫内的沟槽内，所述硅胶垫的外侧封装有透气棉布。
结合上述的所有技术方案，本实用新型所具备的优点及积极效果为：
第一、本实用新型可以让发高烧的婴幼儿躺在降温躺垫上，用一种物理方法来降低幼儿体温，减轻幼儿发烧引起的各种不适感，同时为医生的有效诊断赢得宝贵的时间，也减轻了孩子因发高烧精神状态不佳需要照护人长时间抱在怀里的体力负担。
第二、当温度传感器检测到高烧患儿腋下温度高于临界温度38.5摄氏度时，系统制冷状态开启，制冷片热面通过散热片和风扇来散热。制冷片冷面通过储冷板和金属水泵外壳对循环水持续降温，从而使硅胶垫上密排软管上部的棉布温度快速降低。
第三、将发高烧的婴幼儿平躺在棉布上，从而达到大面积物理降温的目的，也能起到短时间内平躺下来休息的作用。当温度传感器检测到患儿腋下温度低于临界温度38.5摄氏度时，系统制冷状态关闭，棉布温度从低温逐渐恢复到室温状态。临界温度可以通过单片机程序根据实际需要连续调整，液晶显示屏实时显示幼儿腋下体温数据，达到监控患儿体温的目的。
第四、如图1和2所示，在通电制冷状态下，无论是半导体制冷片冷面还是降温躺垫均有很好地降温效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的工作状态下半导体制冷面温度随时间的变化关系图。
图2是本实用新型实施例提供的工作状态下棉布温度随时间的变化关系图。
图3是本实用新型实施例提供的高烧用半导体降温躺垫实物图。
图4是本实用新型实施例提供的降温数据图。
图5是本实用新型实施例提供的供电装置的结构原理图。
图6是本实用新型实施例提供的婴幼儿高烧用半导体降温系统的工作原理图。
图7是本实用新型实施例提供的硅胶垫的工作原理图。
图8是本实用新型实施例提供的主机内部示意图。
图9是本实用新型实施例提供的高烧用半导体降温躺垫俯视图。
图3、8、9中：1、硅胶垫；2、硅胶软管；3、主机外壳；4、液晶显示屏；5、电源适配器；6、温度传感器；7、聚合物锂电池；8、单片机；9、继电器；10、降压器11、半导体制冷片；12、储冷板；13、散热片；14、风扇；15、小型水泵；16、蜂鸣器。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
为了克服传统降温器具散热量小、只能局部使用、舒适度差和使用不便的缺点，本实用新型提供了一种婴幼儿高烧用半导体降温躺垫，以解决婴幼儿发高烧时的大面积快速物理降温处理，方便患儿躺下来使用，舒适度高，大大减轻照护者的体力负担，下面结合附图对本实用新型作详细的描述。
图1是本实用新型实施例提供的工作状态下半导体制冷面温度随时间的变化关系图。
图2是本实用新型实施例提供的工作状态下棉布温度随时间的变化关系图。
图3是本实用新型实施例提供的高烧用半导体降温躺垫实物图。
图4是本实用新型实施例提供的降温数据图。
如图5-图9所示，本实用新型提供的婴幼儿高烧用半导体降温躺垫，包括聚合物锂电池7、电源适配器5、单片机8、继电器9、降压器10、温度传感器6、液晶显示屏4、蜂鸣器16、半导体制冷片11、储冷板12、散热片13、风扇14、小型水泵15、硅胶软管2、硅胶垫1、主机外壳3。
聚合物锂电池：储存电能的充放电电池，容量为22AH,输出直流12V电压。
电源适配器：将220V交流电通过降压、整流、滤波、稳压变换后给聚合物锂电池充电。
降压器：型号为XL6009，将直流12V电压转换为直流5V电压输出。
单片机：型号为STC89C52RC，是逻辑运算和控制单元，控制整个制冷系统的工作状态，工作电压为直流5V；给液晶显示器、温度传感器、继电器发出指令并接收其反馈信息。
温度传感器：型号为DS18B20，采集婴幼儿腋下体温数据，给单片机发送数字信号；用来测量婴幼儿腋下的温度，具有体积小，抗干扰能力强，精度高的特点，将数字信号传输给单片机，工作电压为直流5V。
液晶显示屏：型号为1602，实时显示婴幼儿腋下体温数据，是一种工业字符型的液晶，专门用来显示字母、数字、符号等，工作电压为直流5V。
继电器:型号为SRD-05VDC-SL-C，4路，用来控制蜂鸣器、半导体制冷片、风扇和小型水泵的通电和断电，工作电压为直流5V。
蜂鸣器：电磁式无源蜂鸣器，当制冷片和水泵正常工作时处于一种蜂鸣提醒状态，工作电压为直流5V。
半导体制冷片：型号为Tec1-12704，当通以12V电压时，一面吸收热量，另一面散发热量；半导体制冷片是利用半导体材料的Peltier效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量。在半导体制冷片冷面涂上一层薄薄的导热硅脂，将储冷板紧紧贴在冷面上，再用螺丝将其固定在小型水泵的腔体上面；热面上安装散热片，热面表面和散热片接触面处涂敷有导热硅脂层，散热片上方再安装散热风扇，皆用螺丝固定；半导体制冷片的工作电压为直流12V。
储冷板：对半导体制冷片冷面起着低温传导作用；储冷板用来给水泵的腔体降温，连接着半导体制冷片冷面和水泵腔体。
散热片：铝合金多片状散热片，对半导体制冷片热面进行快速大面积散热作用；连接着半导体制冷片热面和风扇。
风扇：型号为ZY-922512SM,用风力加速散热片向空气中散热；风扇通过加速气流流动的方式给散热片散热，工作电压为直流12V。
小型水泵：CPU散热用循环散热直流水泵，全金属外壳，用扇叶高速转动产生的动力将硅胶软管中的冷水循环起来；小型水泵通电后，让冷水循环起来，从而带走硅胶垫上棉布里婴幼儿发烧散发的热量，工作电压为直流12V。
硅胶软管：冷水在软管中循环流动，软管两端分别连接在小型水泵的进水口和出水口处，让冷水在管内流动，中间主体管子盘放在硅胶垫中。
硅胶垫:中间抽成螺线型沟槽，将软管主体密排盘放入其中，将软管固定，整体用透气的棉布封装起来；硅胶垫是用来降温的躺垫，材料安全柔软，同时能起到床的作用，供发烧的婴幼儿躺着休息使用，可根实际据需要把垫子进行小角度弯折，增加与人体的接触面积，加快降温速度。
主机外壳：固定和支撑各硬件元件，外壳处底部打两圆孔，用来穿进水和出水软管，面板前装液晶显示屏和电源开关。主机外壳用来固定和支撑硬件的作用，同时用来安装液晶显示屏、进出口软管。
工作原理部分：
电源适配器将220V交流电进行降压、整流、滤波、稳压变换后给聚合物锂电池充电，输出直流12V电压，再经降压器后转变为直流5V，其中12V和5V直流电压皆有多个输出端口给不同组件供电。其中，12V直流电压给半导体制冷片、小型水泵和风扇供电，5V直流电压给温度传感器、单片机、继电器、蜂鸣器和液晶显示屏供电。将发高烧的婴幼儿平躺于降温躺垫上，温度传感器置于腋下。装置通电工作后，温度传感器将检测到的婴幼儿腋下温度实时传递给单片机，同时通过液晶显示屏显示出来，方便看护者注意发高烧的婴幼儿身体温度变化情况。当温度传感器检测到发高烧的婴幼儿腋下温度高于临界温度38.5摄氏度时，单片机给继电器发出通电指令，同时蜂鸣器响起，半导体制冷片、风扇和小型水泵开始工作，水泵里的水开始降温且通过硅胶软管通道循环起来，从而导致硅胶垫上密排软管上部棉布温度降低；当检测到婴幼儿腋下温度低于临界温度38.5摄氏度时，蜂鸣器、半导体制冷片、风扇和水泵停止工作，循环水停止流动。其中，临界温度可根据季节、地区等实际情况通过单片机程序来持续调整。制冷系统停止后，主机外壳上的液晶显示屏仍然能显示婴幼儿腋下的即时温度，时刻监控患儿体温变化情况，此时躺垫可为平躺休息之用，没有降温的功能。
在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
