一种节能式恒温控制箱及其制备方法

技术特征：
1.一种节能式恒温控制箱，其特征在于，包括水凝胶箱体(1)、设置在水凝胶箱体(1)外部的冷光源(2)以及设置在水凝胶箱体(1)内部的温度控制系统，温度控制系统包括加热器(3)、温度-光强联合感应器件(4)、继电器(5)和电源(6)，温度-光强联合感应器件(4)与加热器(3)和继电器(5)均导线连接，电源(6)与加热器(3)和继电器(5)均导线连接；且，所述温度-光强联合感应器件(4)与所述冷光源(1)相对设置，所述温度-光强联合感应器件包括温敏水凝胶(8)和光敏电阻(9)，温敏水凝胶(8)的一侧与所述温度-光强联合感应器件(4)相对，光敏电阻(9)设置在温敏水凝胶(8)的另一侧；所述水凝胶箱体(1)中的水凝胶及温度-光强联合感应器件(4)中的水凝胶均为透明度随温度变化的温敏水凝胶。2.根据权利要求1所述的一种节能式恒温控制箱，其特征在于，所述水凝胶箱体(1)为由透明度随温度变化的温敏水凝胶制成的箱体。3.根据权利要求1所述的一种节能式恒温控制箱，其特征在于，所述水凝胶箱体(1)的箱体内壁或外壁粘贴有透明度随温度变化的温敏水凝胶，所述内壁可以是箱体的全部内壁或者部分内壁，所述外壁可以是箱体的全部外壁或者部分外壁。4.根据权利要求1所述的一种节能式恒温控制箱，其特征在于，所述温度-光强联合感应器件(4)中的水凝胶(8)与光敏电阻(9)的组合方式为贴附式，即所述光敏电阻(9)贴附在水凝胶(8)背向所述冷光源(2)的一侧。5.根据权利要求1-4任一所述的一种节能式恒温控制箱，其特征在于，所述温度-光强联合感应器件(4)中的水凝胶(8)与光敏电阻(9)的组合方式为包埋式，即所述光敏电阻(9)包埋于所述水凝胶(8)的内部。6.制备权利要求1-5任一项所述的一种节能式恒温控制箱的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)透明度随温度变化的温敏水凝胶的制备：将无机盐、羟丙基甲基纤维素、丙烯酰胺类单体、交联剂依次加入到去离子水中，搅拌均匀得到混合液，通入惰性气体除去混合液中的氧气，然后加入引发剂并搅拌均匀，得到水凝胶反应液，将反应液注射到模具中并密封，通过聚合反应得到透明度随温度变化的温敏水凝胶；(2)水凝胶箱体的制备：采用步骤(1)制备得到的透明度随温度变化的温敏水凝胶制作得到水凝胶箱体(1)；或者将步骤(1)制备得到的透明度随温度变化的温敏水凝胶贴附于箱体的内壁或者外壁以制作得到水凝胶箱体(1)；(3)温度-光强联合感应器件的制备：将光敏电阻(9)贴附于由步骤(1)制备的透明度随温度变化的温敏水凝胶(8)的一侧，或者包埋于由步骤(1)制备的透明度随温度变化的温敏水凝胶(8)的内部，制备得到所述温度-光强联合感应器件；(4)温度控制系统的制备：将步骤(3)得到的所述温度-光强联合感应器件与继电器(5)电连接，用继电器(5)将加热器(3)与电源(6)连接起来，通过温度-光强联合感应器控制继电器(5)的通断，进而通过继电器(5)控制加热器(3)的电源(6)的通断；(5)节能式恒温控制系统的制备：将冷光源(2)放置在所述水凝胶箱体(1)的外部，将温度控制系统放置在所述水凝胶箱体(1)的内部，所述温度-光强联合感应器件的设置位置与所述冷光源相对，以使得所述冷光源(2)发出的光穿过所述温度-光强联合感应器件中的水
凝胶(8)之后再照射到所述光敏电阻(9)上。7.根据权利要求6所述的一种节能式恒温控制箱的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述无机盐采用氯化锂、氯化钠、氯化钾，丙烯酰胺类单体采用丙烯酰胺、n,n-二甲基丙烯酰胺、n,n-二乙基丙烯酰胺中的任一种。8.根据权利要求6所述的一种节能式恒温控制箱的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述无机盐相对于去离子水的浓度为0～0.35g/ml，羟丙基甲基纤维素相对于去离子水的浓度为0.01～0.10g/ml，丙烯酰胺类单体相对于去离子水的浓度为2～5mol/l，交联剂占丙烯酰胺类单体的摩尔比为0.1％～1.5％，引发剂占丙烯酰胺类单体的摩尔比为0.2％～0.5％，聚合反应在60～80℃进行8～24小时。9.根据权利要求6所述的一种节能式恒温控制箱的制备方法，其特征在于，步骤(3)中光敏电阻(9)作为开关的阻值变化范围为3～150kω。10.根据权利要求6-9任一所述的一种节能式恒温控制箱的制备方法，其特征在于，步骤(4)中恒温控制系统的继电器工作电压为5～12v直流电，加热器工作电压125～250v交流电或28～30v直流电。

技术总结
本发明公开了一种节能式恒温控制箱及其制备方法。恒温控制箱包括水凝胶箱体、设置在水凝胶箱体外部的冷光源以及设置在水凝胶箱体内的温度控制系统，其中温度控制系统包括加热器、温度-光强联合感应器件、继电器和电源，温度-光强联合感应器件与冷光源相对，温度-光强联合感应器件包括水凝胶和光敏电阻，水凝胶箱体及温度-光强联合感应器件中的水凝胶均为透明度随温度变化的温度敏感水凝胶。本发明通过水凝胶感知环境温度从而改变其透明度，进而使光敏电阻的阻值发生变化，以控制加热器的通断，同时可有效降低系统内部热量的扩散及阻挡外部环境的热量输入，减少加热冷却设备的使用能耗，使环境的温度保持在较稳定的范围，并具有节能效果。有节能效果。有节能效果。


技术研发人员：王涛 刘龚关 何哲健 袁忠和 孙尉翔 童真 陈欣
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：2022.02.25
技术公布日：2022/6/4