一種基于無線電能傳輸?shù)臒o線加熱奶瓶的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于無線電能傳輸?shù)臒o線加熱奶瓶，屬于日常生活用品技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市面上常見的加熱奶瓶可以分為四類:第一類:水浴加熱式。當我們需要加熱牛奶時將牛奶裝入奶瓶，再將奶瓶放入到水浴中加熱；第二類:電熱膜加熱式。將牛奶裝入奶瓶中，將奶瓶放到一個裝有電熱膜的發(fā)熱平臺上加熱；第三類:柔性硅膠發(fā)熱線加熱式。將牛奶裝入奶瓶中，將奶瓶放入內(nèi)部纏有柔性硅膠發(fā)熱線的套子中加熱；第四類:化學反應(yīng)加熱式。將奶瓶放入一個加熱膽中，兩層之間含有鹽類化合物，通過其反應(yīng)放熱加熱牛奶。常見的加熱奶瓶加熱非常不方便、不安全，并且加熱不均勻。傳統(tǒng)的直接接觸式電能加熱需要插頭與電源插座接觸，在某些特殊使用環(huán)境下，存在觸電、漏電的隱患，這造成使用過程中不安全因素。而無線電能傳輸技術(shù)主要有三種實現(xiàn)方式:電磁感應(yīng)耦合式、磁耦合諧振式和電磁波輻射式。電磁感應(yīng)耦合式利用可分離變壓器的感應(yīng)耦合作用實現(xiàn)無接觸電能傳輸。它的傳輸功率大，但是變壓器損耗大，傳輸距離過短，傳輸效率隨著傳輸距離的增大迅速變??；電磁波福射式使用微波來傳輸電能，它的傳輸距離遠，傳輸效率不高，其電磁福射對人體有較大的損害。所以有必要提供一種新型的無線加熱奶瓶來解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:本發(fā)明提供一種基于無線電能傳輸?shù)臒o線加熱奶瓶，用于解決現(xiàn)有加熱奶瓶中加牛奶繁瑣，加熱效率低，功耗高，加熱過程中對人體有損壞，有線加熱的不便存在安全隱患等問題。
[0004]本發(fā)明技術(shù)方案是:一種基于無線電能傳輸?shù)臒o線加熱奶瓶，包括無線電能發(fā)射套筒、加熱奶瓶；
所述無線電能發(fā)射套筒如圖5所示，所述無線電能發(fā)射套筒包括套筒外殼9、套筒筒體20、立體螺旋發(fā)射線圈1、底座12、控制電路13 ;所述套筒外殼9包裹在套筒筒體20外，位于套筒外殼9與套筒筒體20之間且在套筒筒體20的套筒筒體外壁10上纏繞著立體螺旋發(fā)射線圈1，底座12位于套筒筒體20的底部，底座12內(nèi)部設(shè)有通過電源線14與外部電源相連的控制電路13 ；
所述加熱奶瓶如圖6所示，所述加熱奶瓶包括平面螺旋接收線圈2、奶嘴15、碳纖維加熱線圈16、瓶體17、聚合物外殼19 ;所述聚合物外殼19包裹在瓶體17外，在聚合物外殼19與瓶體17的瓶體外壁18之間纏有碳纖維加熱線圈16，平面螺旋接收線圈2設(shè)置在瓶體17底部，平面螺旋接收線圈2與碳纖維加熱線圈16相連。
[0005]所述碳纖維加熱線圈的繞制方法如圖7所示，所述碳纖維加熱線圈16采用立體雙螺旋反向纏繞方法纏繞在聚合物外殼19與瓶體外壁18之間。防止其產(chǎn)生的感應(yīng)電感影響平面螺旋接收線圈的工作頻率，并且增大了發(fā)熱面積，提高了加熱效率，加熱更為均勻，由平面螺旋接收線圈2提供電能。
[0006]所述的立體螺旋發(fā)射線圈I直徑略大于平面螺旋接收線圈2，這樣幾乎相同尺寸的平面螺旋接收線圈2能更容易的達到所需的諧振要求，平面螺旋接收線圈2則更好的節(jié)省了空間。其中立體螺旋發(fā)射線圈I為一個繞制成立體螺旋的線圈，進一步增大了線圈的電感，提高了發(fā)射功率。
[0007]所述控制電路13包括信號發(fā)生電路5、功率放大電路、溫控裝置、傳感開關(guān)；電源線14通過溫控裝置、傳感開關(guān)與信號發(fā)生電路5相連，信號發(fā)生電路5的輸出與功率放大電路相連，功率放大電路輸出與立體螺旋發(fā)射線圈I相連。
[0008]所述傳感開關(guān)主要包括紅外光發(fā)射管8、光電三極管7和電磁繼電器S2，其中紅外光發(fā)射管8與光電三極管7置于套筒筒體20的套筒內(nèi)壁11上部；一旦加熱奶瓶放到無線電能發(fā)射套筒中，奶瓶瓶體17阻擋了紅外光發(fā)射管8發(fā)射的一定波長的紅外線，導致光電三極管VT無法接受到紅外線，便給信號發(fā)生電路接通電源，立體螺旋發(fā)射線圈I發(fā)射電能，檢測更精確。
[0009]所述溫控裝置主要包括555芯片6、雙向晶閘管VS、熱敏電阻3、調(diào)溫電阻4及工作指示發(fā)光二極管VD4，其中熱敏電阻3置于套筒筒體20底部。
[0010]熱敏電阻3采用負溫度系數(shù)的電阻，安裝在無線電能發(fā)射套筒與奶瓶接觸的表面，能夠更精確的監(jiān)測奶瓶中牛奶的溫度?？紤]到斷電后的加熱慣性，故牛奶的真實溫度會與設(shè)定的溫度有1%的誤差，但這不會影響使用，牛奶溫度還會在設(shè)定的39°C—42°C適合嬰兒飲用的范圍內(nèi)。
[0011]本發(fā)明的工作原理是:
如圖8所示，當需要加熱奶瓶中的牛奶時，將加熱奶瓶放入無線電能發(fā)射套筒中，傳感開關(guān)中的光電三極管7由于加熱奶瓶瓶體17的遮擋，接收不到紅外光發(fā)射管8發(fā)射的紅外光，故電磁繼電器S2閉合，接通電源，信號發(fā)生電路5獲得電信號，信號發(fā)生電路5將接入的電信號處理后輸出到功率放大電路，功率放大電路將此信號變?yōu)楦哳l信號，驅(qū)動立體螺旋發(fā)射線圈I產(chǎn)生交變電磁場，立體螺旋發(fā)射線圈I與平面螺旋接收線圈2之間主要通過交變磁場LC諧振耦合傳輸電能，此時兩個線圈在高頻下發(fā)生自諧振，產(chǎn)生以線圈為中心的時變磁場。兩諧振線圈之間不斷的進行電能傳遞。一般情況下，兩個相隔一定距離的電磁系統(tǒng)之間只是弱耦合，只有當兩個線圈具有相同的諧振頻率，將產(chǎn)生強電磁共振。此時兩線圈之間的電能傳輸效率最高。而未達到諧振頻率的物體則不能進行電能傳輸，這在使用過程中更為安全。故置于奶瓶底部的平面螺旋接收線圈2與立體螺旋發(fā)射線圈I在高頻下發(fā)生近場磁共振，進行電能傳輸，接收端的平面螺旋接收線圈2接收到電能，為瓶體17中的碳纖維加熱線圈16提供電能，碳纖維加熱線圈16加熱牛奶，當溫度傳感裝置檢測到牛奶的溫度達到設(shè)定的溫度時，熱敏電阻3的阻值會下降到一個值，被555芯片6檢測到，使雙向晶閘管VS失去觸發(fā)電壓而截止，會停止給信號發(fā)生電路供電，加熱停止。本發(fā)明的立體螺旋發(fā)射線圈I和平面螺旋接收線圈2的磁LC諧振耦合，立體螺旋發(fā)射線圈I和平面螺旋接收線圈2之間的無線電能傳輸運用到了電磁感應(yīng)定律。
[0012]所述無線電能發(fā)射套筒的外殼9采用金屬材料制成，目的是盡管采用的是磁LC諧振耦合但是仍然會有微量的電磁輻射，加了這個金屬制成的外殼后就能完全屏蔽，就不會有電磁波輻射出來，對使用者來說更加安全。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明采用磁耦合諧振式無線電能傳輸，它利用參數(shù)完全相同的諧振線圈，通過磁耦合諧振作用實現(xiàn)無線電能傳輸。它的傳輸效率比電磁感應(yīng)耦合式更高，尤其是近場磁耦合的安全性相對較高；
2、本發(fā)明利用碳纖維為發(fā)熱體，具有很高的機械強度和極長的使用壽命，電熱線重量輕、柔軟，可彎成各種形狀，易制成多種電熱元件組合模塊，能方便地適用各種加熱場合的需求，其具有升溫迅速、電熱轉(zhuǎn)換效率高，節(jié)省電能、抗拉強度高、斷線不起弧、重量輕、化學性能穩(wěn)定、使用壽命長的優(yōu)點，碳纖維是一種新型的高性能纖維增強材料，具有高強度，耐高溫，耐磨，抗疲勞，耐腐蝕，抗蠕變，導電和導熱等諸多優(yōu)異性能。且碳纖維加熱線具有耐腐蝕、耐拉伸、使用壽命長，工作功耗低及加熱效率高的優(yōu)點；因此用碳纖維作為電熱體有著金屬、PTC等電熱體所不可比擬的諸多的優(yōu)異性能；
3、對奶瓶無線供電溫控加熱，實現(xiàn)隨時快速非物理接觸溫控加熱的功能；
4、使用磁耦合無線電能傳輸技術(shù)，只要帶有平面螺旋接收線圈和碳纖維加熱線圈的奶瓶發(fā)到無線電能發(fā)射套筒中，便可將奶瓶中的牛奶加熱。設(shè)計合理、使用起來更加的安全、方便、低功耗，具有廣泛的發(fā)展空間。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明電路工作原理框圖；
圖2為立體螺旋發(fā)射線圈和平面螺旋接收線圈的磁LC諧振耦合示意圖；
圖3為本發(fā)明溫控裝置電路圖；
圖4為本發(fā)明傳感開關(guān)電路圖；
圖5為本發(fā)明無線電能發(fā)射套筒剖視圖；
圖6為本發(fā)明加熱奶瓶剖視圖；
圖7為本發(fā)明碳纖維加熱線圈的繞制方法示意圖；
圖8為本發(fā)明加熱奶瓶放到無線電能發(fā)射套筒中加熱使用時的剖視圖。
[0015]圖1-8中各標號:1-立體螺旋發(fā)射線圈，2-平面螺旋接收線圈，3-熱敏電阻，4-調(diào)溫電阻，5-信號發(fā)生電路，6-555芯片，7-光電三極管，8-紅外光發(fā)射管，9-套筒外殼，10-套筒筒體外壁，11-套筒內(nèi)壁，12-底座，13-控制電路，14-電源線，15-奶嘴，16-碳纖維加熱線圈，17-瓶體，18-瓶體外壁，19-聚合物外殼，20-套筒筒體。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和具體實施例，對本發(fā)明作進一步說明。
[0017]實施例1:如圖1-8所示，一種基于無線電能傳輸?shù)臒o線加熱奶瓶，包括無線電能發(fā)射套筒、加熱奶瓶；
所述無線電能發(fā)射套筒包括套筒外殼9、套筒筒體20、立體螺旋發(fā)射線圈1、底座12、控制電路13 ;所述套筒外殼9包裹在套筒筒體20外，位于套筒外殼9與套筒筒體20之間且在套筒筒體20的套筒筒體外壁10上纏繞著立體螺旋發(fā)射線圈I，底座12位于套筒筒體20的底部，底座12內(nèi)部設(shè)有通過電源線14與外部電源相連的控制電路13 ；
所述加熱奶瓶包括平面螺旋接收線圈2、奶嘴15、碳纖維加熱線圈16、瓶體17、聚合物外殼19 ;所述聚合物外殼19包裹在瓶體17外，在聚合物外殼19與瓶體17的瓶體外壁18之間纏有碳纖維加熱線圈16，平面螺旋接收線圈2設(shè)置在瓶體17底部，平面螺旋接收線圈2與碳纖維加熱線圈16相連。
[0018]實施例2:如圖1-8所示，一種基于無線電能傳輸?shù)臒o線加熱奶瓶，包括無線電能發(fā)射套筒、加熱奶瓶；
所述無線電能發(fā)射套筒包括套筒外殼9、套筒筒體20、立體螺旋發(fā)射線圈1、底座12、控制電路13 ;所述套筒外殼9包裹在套筒筒體20外，位于套筒外殼9與套筒筒體20之間