[实用新型]一种温敏性凝胶控制的开关

说明书

技术领域

本发明涉及一种温敏性凝胶控制的开关，属于控制开关技术领域。

背景技术

聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶作为一种温敏性高分子材料，其在水中有明显的体积相转变行为，即在温度低于其体积相转变温度时会发生溶胀现象，当温度升高到体积相转变温度以上体积会收缩。目前这种材料在生物细胞培养、医药载体与释放、材料改性等领域有着重要的应用，但在感应和控制领域的应用还在探索之中。在日常生活、工业、农业生产过程中，开关控制技术是非常普遍的技术。本发明试图将聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶应用到温度感应的开关控制领域，探索其在控制领域的应用。具体地，本发明将聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶作为控制开关的关键器件，通过感应温度变化，来控制开关，结构简单，无回路损耗，扩大了温敏性水凝胶材料在感应和控制领域的应用。本发明可以适用于温度感应、温度控制等领域。

发明内容

本实用新型提供一种利用其随温度的变化而发生溶胀或收缩的特点来控制电路的开关。

本实用新型技术方案按照下述方法实现：

一种温敏性凝胶控制的开关，包括一面上开有一个小孔、里面装满水的容器，所述容器内相对于小孔的一面上设置有体积随着温度变化而变化的温敏性凝胶，所述温敏性凝胶上设置有从小孔穿出并随着温敏性凝胶体积变化而来回伸缩的绝缘压杆，所述绝缘压杆上固定连接导电触片。

所述温敏性凝胶采用交联了的聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶，它在32^oC附近具有很好的温敏性。它在3^oC-31^oC的温度范围内，在水中发生溶胀，且最大溶胀比在5.0到11.0之间；在33^oC-60^oC的温度范围内，在水中的溶胀比在1.2到2.0之间。

所述导电触片采用银质、铜质或铝质导电金属。

所述绝缘压杆采用聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯或聚碳酸酯高分子发泡材料，具有很好的绝缘性能和较低的导热性能。

当温度为3^oC-31^oC温度范围内的任意温度时，温敏性凝胶处于溶胀状态，体积较大，绝缘压杆位置较高，导电触片与电路脱离，处于断路状态；当温度升高，超过32^oC，达到33^oC-60^oC温度范围内任意温度时，温敏性凝胶缓慢收缩，绝缘压杆的位置会降低，导电触片会与电路接触，处于通路状态；当温度再次降低至3^oC-31^oC温度范围内的任意温度时，温敏性凝胶再次发生溶胀，体积增大，绝缘压杆位置升高，使导电触片与电路再次脱离，电路发生断路，达到控制开关的作用。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型是将聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶作为控制开关的关键器件，通过感应温度，来控制开关，结构简单，无回路损耗，扩大了温敏性水凝胶材料在感应和控制领域的应用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

1—温敏性凝胶，2—容器，3—绝缘压杆，4—导电触片，5—电路。

具体实施方式

以下结合附图，通过具体实施例对本实用新型技术方案做进一步的说明。

如图1所示，一种温敏性凝胶控制的开关，包括一面上开有一个小孔、里面装满水的容器2，容器2内相对于小孔的一面上设置有体积随着温度变化而变化的温敏性凝胶1，温敏性凝胶1上设置有从小孔穿出并随着温敏性凝胶1体积变化而来回伸缩的绝缘压杆3，绝缘压杆3上固定连接导电触片4。

实施例1：

交联的聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶厚1mm，直径为10mm的薄片，置于装有水的聚丙烯圆柱形水容器2中，用将铜质的导电触片4固定在发泡聚丙烯做的T型绝缘压杆3上，置入装满水的容器2中。当温度为38^oC时，凝胶处于收缩状态，体积小，绝缘压杆3和导电触片4处于较低的位置，电路5处于通路状态；当温度降低到25^oC时，凝胶会慢慢溶胀，体积增大，使绝缘压杆3和导电触片4的位置升高，断开电路5。当温度再升高到38^oC时，凝胶又会慢慢收缩，体积减小，使绝缘压杆3和导电触片4的位置降低，又会达到通路状态。

实施例2：

交联的聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶厚3mm，长度为15mm的方形薄片，置于装有水的聚丙烯做的装水的方形容器2中，用将铜质的导电触片4固定在发泡聚乙烯做的T型绝缘压杆3上，置入装水的容器2中。当温度为60^oC时，凝胶处于收缩状态，体积小，绝缘压杆3和导电触片4处于较低的位置，电路5处于断路状态；当温度降低到3^oC时，凝胶会慢慢溶胀，体积增大，使绝缘压杆3和导电触片4的位置升高，接通电路5。当温度升高到45^oC以上时，凝胶又会慢慢收缩，体积减小，使绝缘压杆3和导电触片4的位置降低，又会达到断路状态。