[发明专利]一种基于形状记忆聚合物的双向温控开关系统和方法

说明书

本发明公开一种基于形状记忆聚合物的双向温控开关系统，包括聚合物双向开关、碳膏层、接线柱、连接线、底座，聚合物双向开关由具有形状记忆的聚合物制成，碳膏层均匀涂抹在聚合物双向开关的两侧；接线柱有两个，两个接线柱分别位于聚合物双向开关的两侧；聚合物双向开关在不同温度下分别向两侧弯曲，实现两个碳膏层和两个接线柱分别接触导电，连接线将所述双向温控开关系统与外围电路连接。本发明的双向温控开关系统电子元件少，结构简单、轻质，实现了温控开关的双向变形，充分利用材料的力学性能，相对于传统的温度开关而言该温度开关具有较强的抗电磁环境，在恶劣的电磁环境中依旧可以实现自身功能，拓宽了温控开关的使用范围。

技术领域

本发明涉及温控开关领域，具体涉及一种基于形状记忆聚合物的双向温控开关系统和方法。

背景技术

形状记忆聚合物是一类新型智能材料，其在不同外界环境激励下(热、光、磁等)，具有保持临时变形的能力，当再次受到相同的外界激励时，又可回复到初始形状，从而表现出对初始形状的记忆功能，形状记忆聚合物处在橡胶态时的弹性模量远低于玻璃态。

温控开关是一种用双金属片作为感温元件的温度开关，电器正常工作时，双金属片处于自由状态，触点处于闭合/断开状态，当温度升高至动作温度值时，双金属元件受热产生内应力而迅速动作，打开/闭合触点，切断/接通电路，从而起到热保护作用，当温度降低至动作温度以下时触点自动闭合/断开，恢复正常工作状态。温控开关广泛用于家用电器电机及电器设备，如洗衣机电机、空调风扇电机、变压器、镇流器、电热器具等，然而传统的温控开关具有设计繁琐、结构复杂等缺点，并在电磁环境中无法正常使用，限制了温控开关的使用范围。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种基于形状记忆聚合物的双向温控开关系统，包括聚合物双向开关、碳膏层、接线柱、连接线、底座，所述聚合物双向开关由具有形状记忆的聚合物制成，所述碳膏层包括第一碳膏层和第二碳膏层，所述第一碳膏层和所述第二碳膏层均匀涂抹在所述聚合物双向开关的两侧，两个所述碳膏层互不连接；所述接线柱包括第一接线柱和第二接线柱，两个所述接线柱分别位于所述聚合物双向开关的两侧，所述第一接线柱位于所述第一碳膏层一侧，所述第二接线柱位于所述第二碳膏层一侧；所述聚合物双向开关在不同温度下分别向两侧弯曲，实现所述第一碳膏层与所述第一接线柱的接触导电和所述第二碳膏层与所述第二接线柱的接触导电；所述连接线将所述双向温控开关系统与两个外围电路连接，所述接线柱和所述聚合物双向开关均安装在所述底座上。

较佳的，所述聚合物双向开关包括苯乙烯聚合物基体、苯乙烯聚合物纤维、环氧树脂纤维，所述苯乙烯聚合物基体为竖直中空的长方体，所述苯乙烯聚合物纤维与所述环氧树脂纤维均为细长纤维，所述苯乙烯聚合物纤维沿所述第一接线柱轴线方向插入所述苯乙烯聚合物基体位于所述第一接线柱一侧的内部，所述环氧树脂纤维沿所述第二接线柱轴线方向插入所述苯乙烯聚合物基体位于所述第二接线柱一侧的内部。

较佳的，所述苯乙烯聚合物基体的玻璃化温度为50℃。

较佳的，所述苯乙烯聚合物纤维的玻璃化温度为100℃，所述苯乙烯聚合物纤维具有45％的预应变。

较佳的，所述环氧树脂纤维的玻璃化温度为150℃，所述环氧树脂纤维具有90％的预应变。

较佳的，所述苯乙烯聚合物纤维和所述环氧树脂纤维的体积分数均为13％～14％，所述苯乙烯聚合物纤维和所述环氧树脂纤维应变前的长度相同。

较佳的，所述连接线包括第一连接线、第二连接线、第三连接线、第四连接线，所述第一连接线连接所述第一接线柱，所述第二连接线连接所述第一碳膏层，所述第三连接线连接所述第二碳膏层，所述第四连接线连接所述第二接线柱。