磁屏蔽按摩毯的原理及作用

摘要：磁屏蔽按摩毯是基于目前普通市售电热毯，运用电子控制和电磁屏蔽技术设计的多功能安全电热毯。磁屏蔽按摩毯主要功能是应用电磁屏蔽技术消除电场对人体的损害。普通市售电热毯接通电源时，电热丝成为带电导体。带电导体周围存在着电场[1]。长期使用普通市售电热毯，人体会受电场直接作用。人体结构是固有的特定顺序排列的复杂有机分子结构，外电场的作用会影响分子结构顺序排列，轻者会人体感觉不适，重者发生重大的病变。电场直接作用人体会对人体造成危害。电磁屏蔽技术，可消除带电导体的电场对外部的影响。磁屏蔽按摩毯利用电磁屏蔽技术可消除电场对人体的危害，并具有恒温、按摩、催眠功能。

关键词：按摩毯 电磁屏蔽 电场 多功能【中图分类号】R4 【文献标识码】A 【文章编号】1008-1879（2012）12-0029-03

电热毯作为床上的取暧用品，的确为人民的生活带来方便，而且具有无污染、无灰尘、即清洁又卫生的特点。在我国，普通的市售电热毯，几乎人人谐知、户户使用。然而随着对普通电热毯的实际使用、亲身感觉，随着科技意识的提高，人们在使用受益的同时，也感觉到了普通的市售电热毯给人们身体带来的损害。如何真正有效的防止损害是当前重要课题。

电热毯的物理结构极其简单，目前常用的市售电热毯，基本是通电发热的电阻丝敷上毯面而构成。电热毯的发热是电流通过导体电阻的热效应而致。带电的电阻丝周围，存在着50HZ的交变电场。直接睡在电热毯上的人体会被电场辐射受到损害。磁屏蔽按摩电热毯，可防止电磁场对人体的损害。

1 组成及主要部件

1.1 磁屏蔽按摩毯的组成。磁屏蔽按摩毯由上毯面①、按摩面②、金属屏蔽层③、发热体④、毯底面⑤、控制器⑥、薄膜扬声器⑦、电源线⑧等组成。结构组成示意图如图1所示。

1.2 上毯面。按摩毯最上面，直接与人体的接触毯面。毯面制作成可单独取下的活面。此面作用为：按摩毯作为电热毯使用时保持人体舒适。面料要求厚、软、绒。按摩毯作为按摩使用时，人体可以直接躺在上毯面，也可以把上毯面取掉直接将人体接触按摩面。上毯面作成活面也是方便清洗更换。

1.3 按摩面。直接与屏蔽层接触的毯面，毯面需薄而有拉力。按摩毯应用按摩功能时，人体可以躺在按摩面上。制作中，将按摩面与金属屏蔽层上层压合在一起。其目的：加强对金属屏蔽层的保护，同时起到防止烫伤又可透热快的作用。

1.4 金属屏蔽层。可导电的金属薄膜。薄膜分上下两层，发热体被导电薄膜夹在中间。导电薄膜必须形成闭合状态并且通过电源中的地线完好接地。

1.5 发热体。根据磁屏蔽按摩毯的档次不同，发热体可以是电热丝，也可以是聚酰亚胺电热膜或是碳膜电热发热膜。

2 电磁屏蔽及应用

根据高斯定理可知：当带电的导体达成静电平衡时，导体内部没有静电荷存在，电荷只能分布在导体的表面。如果把一个带电体，放在一个金属盒内，由于静电感应，金属壳内外表面分别会出现等量异号的感应电荷。这样，壳外表的电荷所产生的电场仍会对外界产生影响，为了消这种影响，可把金属壳接地，形成闭合的接地导体。则外表面的感应电荷因接地而被中和，相应的电荷随之消失。在接地的闭合导体腔内的电场不能对外界产生影响[2]，这就是电磁屏蔽。接地的闭合导体在电子技术中称做屏蔽层。

人体的各种细胞，是由各种分子和复杂的分子结构组成，它们有着自己固有排列顺序。如同无数个微小指北针，有着正负极性的属性，在一定条件下保持着正常状态。如果破坏了这些分子和分子结构顺序排列，人体的物理状态就会发生改变，人体就会发生疾病。通电电热毯的电热线周围存在着电场，人的肌体直接处于电场、电磁波的辐射之中。长期使用电热毯的人们，轻者会有口干、喉痒、心情烦燥、皮肤瘙痒等症状。婴儿使用电热毯后常常会发生夜惊。有癫痫病史的患者长期使用电热毯会诱发癫痫病复发。这些症状只是一些表象，在电场区和非电场区的比较统计中发现：电场区（包括动力电，无线电波）人们的白血病、脑肿瘤、淋疤瘤的发病率，高于非电场区。在医学临床上发现：孕妇早期使用电热毯是形成流产的危险原因之一[3]。男性乳腺癌等疾病发生与电场辐射有关。这比那些感觉和表象可怕得多。电场辐射人体是诱导这些当代可怕之病发生的因素之一。免除电场辐射人的肌体危害的唯一方法，就是对其进行电磁屏蔽。

通电电热毯发热体的电场辐射，我们可按照电磁屏蔽理论，在电热丝的外部加上闭合的接地导体，形成屏蔽层。其方法是选用柔软、耐折的金属薄膜，在电热毯发热体外进行闭合接地处理。使金属薄膜形成完全符合电磁屏蔽的接地、闭合、导体腔三个基本特征的屏蔽层。免除电热毯电场辐射对人体的危害。应用电磁屏蔽技术免除电场辐射的的危害，是任何方法都无法比拟的的。

3 使用安全及电热按摩

长期通电使用的电热毯发热的过程中，导体外的绝缘极易因受热遭到破坏，带电体易发生短路、虚连、打火现象，市售电热毯不但对人体健康造成损害，设计结构上的安全性也存在着隐患。因其简单的结构，电热线无间隔的被阻燃能力差的毯面包敷，一旦出现短路、虚连、打火现象，很容易漏电伤人或引起火灾。磁屏蔽按摩毯屏蔽层的特征所决定，其金属闭合导体接地，无论在任何情况下，导体的电位为0。与毯面相隔的人体不会触电。屏蔽层为具有阻燃特性的金属物质，在带电体意外发生打火时，因屏蔽层的阻燃物质阻隔毯面作用，可防止火灾。

人体表面肌体受热时血管扩张，热度下降时血管收缩。这一血管扩张与收缩使人的表面肌体得到按摩。人体肌肉在按摩下放松，解除疲劳。这种电热按摩无振动噪音，无疼痛，无损伤。

按摩毯所特有的金属屏蔽层，具有导热快的金属属性，可加快发热体的热量向毯面和人体传导，使整个毯面温度均匀。通电时，毯面迅速发热，断电时，毯面迅速降温。调整控制脉宽对发热导体供电的通断、时间控制处理，可调整按摩的加深和减弱程度，磁屏蔽按摩毯的电热按摩功能适合不同人群。这些功能的实现由电子控制器完成。

4 电子控制器及原理

控制器的主要电路由电源转换电路、单稳开关电路、方波振荡电路、无稳态振荡电路、可控硅触发电路组成。将市用工频交流电整流为脉冲直流电流向电热毯提供电源，再通过降压提供各电路的工作电源。通过对电源电流的脉宽调整达到按摩效果。生产中电路元件采用贴片元件。控制器原理方框图如图2所示。

电源转换电路将工频市电转换为低压直流电，提供给单稳开关电路。

单稳开关决定了整个控制器的工作状态。当开关电路的输出处于高电平状态，控制器通电工作，可控硅受控于控制器为电毯提供工作电源。开关电路处于低电平，控制器工作停止，可控硅关断。按摩毯电源关断。单稳开关可预设自动开关和通电时间的长短。

方波振荡电路由集成电路及电子元件RC等组成，为可控硅提供间歇触发电压。电路的振荡周期T=0.693RC。方波振荡输出波形如图三所示，高电平为可控硅导通时间t1。低电平为可控硅关断时间t2。选取不同的RC值可达到t1/t2的不同比例。不同的t1/t2时间比，控制可控硅的导通、关断状态，使电热毯的供电形成间歇通电。例如：假设T=20秒，t1=10秒，t2=10秒。时间t1电热毯通电加热，人体受热血管扩张，t2时间可控硅关断，电热毯断电热度下降，人体血管收缩。实现人体肌体表面按摩。如果t1=19秒，t2=1秒。则t1/t2=19输出波形控制可控硅导通时间长，按摩毯发热时间长毯子温度高。如果t1=1秒，t2=19秒。则t1/t2=1/19输出波形控制可控硅导通时间特短，按摩毯发热时间短毯子温度低，甚至可控硅截止被关闭。实际应用中可按使用者的设定要求，将电热毯控制在一个特需的温度而恒温。

无稳态振荡电路[4]是催人入睡雨滴声的音频发生电路。电路中的IC555集成电路的②脚是振荡控制输入端，当电流通过R、W、向电容C充电，②脚的电压在1/3VCC时，IC2的③脚输出高电平，当IC2的⑥脚达至2/3VCC时，电路复位，③脚输出低电平。

无稳态振荡电路的往复循环振荡，发出频率f=1.443/（R+2W）CHZ的振荡波，扬声器则发出哒、哒、哒…的雨滴声。催人快些入睡。

5 展望

我国的国土十分广阔，在地理位置上包含着几个气候带，在北方每年的10月份至次年4月份都是寒冷时区。特别是北方不同地区的取暖期前半月和取暖期停止以后半月时间，人们对电热毯更加需要。南方的湖南湖北一带多是阴雨潮湿气候，而冬季的温度冷时可达0℃至2℃左右，多数日常生活房屋的室内无取暧设备，人们忍受着深切寒冷。现在人民的物质生活提高，环保意识及自我安全意思的提高，除少数农村仍然使用火炕取暖外，多数人的床上取暖使用了电热毯。冬季的床上取暖是生活所需的实际问题。

实际使用调查中，目前市售电热毯的使用者中，有70%以上的人有一个共同的感觉口干、喉痒，6%以上的人因使用电热毯而使皮肤有痛痒反应和皮炎疾病出现。大多数人对现市售电热毯有一个共同的印象：电热毯在给人们带来方便的同时，也给人们带来了损害。

磁屏蔽按摩毯利用电磁屏蔽技术消除了带电体辐射电场对人体的危害。同时具有按摩，恒温、催眠功能。这不但可满足北方、南方、边疆地区在冬天的床上取暖问题需要，而且可使人们一天劳累的身体得到电子按摩理疗，促进血液循环。同时适用在野外、矿下工作的人们，即可取暖，又可调理人体功能，并且消除了电热毯使用中的不安全因素。因此电磁屏蔽按摩电热毯，是更新换代，保证人体健康的新式毯，它会广泛的被科技意识不断提高的人们所接受。