[实用新型]无电磁场辐射危害的电热毯

说明书

本实用新型涉及一种电热毯，具体地说是通过改变电热毯中电热线的结构及供电方式而设计制作的一种有效消除电磁场辐射危害的电热毯。

较强而不适当的电磁场辐射会危害人体健康。“科学家最近发表报告指出，许多家电产生的电磁辐射超过安全标准，过多使用家电可能引起癌症，帕金森氏症，早老年性痴呆等疾病。据英国《每日电讯报》报道，这份由美国防辐射委员会起草的报告建议，电磁辐射产生的磁感应强度的安全标准不能超过0.2微特斯拉。如果长期在高于安全标准的环境下生活，则可能导致癌症等疾病。”上述这段话摘自1996年1月29日第5期《家庭医生报》。

普通电热毯中的电热线流过电流会产生电磁场辐射。以内部电阻丝为直型的220V、50W单人电热毯为例，利用电磁理论中的安培环路定律可计算出，在距电阻丝中心3毫米处的平均磁通密度为15微特斯拉，是电磁辐射安全标准的75倍。人体紧贴电热毯而眠，电磁场对人体健康的危害不容忽视。

目前，有专利提出用直流作为电热毯供应电源，这样可消除电热线中的电场辐射，但电热线仍有磁场辐射出来危害人体健康。即使采用螺旋型电热线会减少部份磁场辐射，但效果并不理想。另有产品用接地金属网覆于电热毯表面，以试图屏蔽电热毯辐射出电磁场，但实际上，50HZ或60HZ的低频电磁场用薄薄的金属网是无法屏蔽的。因为交变电磁场的屏蔽是应用了电磁理论中趋肤效应这一原理。高频的电磁场和电流仅存在于良导体表面很薄的一层。但50HZ的低频电磁波在铜中的趋肤深度达9.4毫米，也就是说，50HZ的低频电磁波通过9.4毫米厚的铜板后，其幅度才衰减为原来的0.368倍。

本实用新型的目的：提供一种有效消除电热毯中电磁场对人体的辐射危害、且简单易行的技术方案。

本实用新型的技术方案如下：

本实用新型只通过下述措施一及措施二改变普通电热毯中发热元件的结构及供电方式，其它方面仍与原来普通电热毯一样。

措施一：本实用新型的发热元件采用一种与同轴线或单芯信号屏蔽线结构相似、内芯为发热电阻丝的新型电热线。(以下为方便叙述，称这种电热线为同轴电热线。)图1为同轴电热线的立体示意图。图2为同轴电热线横截面图。图1、图2中，4为截面为圆的内芯发热电阻丝，2为包围内芯发热电阻丝4、且与电阻丝4同轴的圆管状薄导体层，4与2之间由绝缘层3隔开，绝缘层1包围着薄导体层2。在这里为了柔性易弯曲的需要，薄导体层2可用细导电丝织成网状结构实现，就如屏蔽线中的屏蔽层一样。绝缘层1和3的材料可用耐高温、防水PVC。由上述结构剖析可知，同轴电热线可用与同轴线或单芯屏蔽线相同的生产工艺制作，很容易实现。其粗细程度也可做成与螺旋型电热线粗细差不多。

措施二：本实用新型中同轴电热线的供电方式是能使同轴电热线中内芯电阻丝和外围薄导体层中流过的电流大小相等、方向相反。如图3示，为一种典型的同轴电热线的供电线路连接方式。为了表示方便，只将同一根同轴电热线的两个端头绘制在图3中。此同轴电热线一端的内芯电阻丝和外围薄导体层分别接电源供应的两端；此同轴电热线另一端的内芯电阻丝和外围薄导体层线路上相连。这样就可实现内芯电阻丝和外围薄导体层中流过的电流大小相等、方向相反。

通过措施一和措施二，可有效消除电热毯的电磁场辐射危害。

方案论证：电热毯所用电源一般为50HZ或60HZ的交流低频电源，其辐射出的电磁场波长远远大于研究区域电热毯的尺寸，这时我们可用研究准静态场的方法求解问题。如图4示，B为距同轴电热线中心R处的磁通密度，规定R大于薄导体层半径。根据同轴电热线截面为圆的对称性，在以R为半径的圆周上各点磁通密度大小相等，方向沿圆周切线。假设某时刻，同轴电热线的内芯电阻丝中流过的电流为I，则外围薄导体层中流过的电流为(-I)。根据电磁理论的安培环路定律可得到：2πRB＝UI+(-UI)，U为媒质的导磁率。可推出B为零。变化的磁场产生感应电场，因而又可推出同轴电热线外的电场也为零。因此在同轴电热线外无电磁场泄漏。

本实用新型的优点：

一、能较彻底地消除电热毯中电磁场对人体的辐射危害。

二、本实用新型实施起来简单、方便。因为其发热元件同轴电热线运用现有的生产同轴线或单芯屏蔽线的成熟工艺即可制成。

本实用新型实现的最佳方式：

利用同轴线或单芯信号屏蔽线的生产工艺，更换内芯为发热电阻丝，绝缘层为耐高温、防水PVC材料，生产出粗细合适的同轴电热线。然后按照普通电热毯的生产工艺生产本实用新型。注意电源连接方式应为：同轴电热线一端的内芯电阻丝和外围薄导体层分别接电源供应的两端，此同轴电热线另一端的内芯电阻丝和外围薄导体层短接，如图3示。如有必要，电热毯的电源线也可采用同轴线或单芯屏蔽线，以达到最佳的防电磁辐射效果。