CN113329524A - 一种可透波的加热薄膜 - Google Patents

Abstract

本申请涉及加热装置的领域，尤其是涉及一种可透波的加热薄膜，尤其是涉及一种可透波的加热薄膜，其包括微流道膜以及设置在微流道膜中的微流道，微流道的两端贯穿至微流道膜外侧，所述微流道中安装有一对可导电同时可通液体的接口，所述微流道的两端通过接口分别连接有一个推进器，所述推进器包括分别与两个接口连接的第一微流道推进器和第二微流道推进器，所述第一微流道推进器中填充有可将整个微流道充满的可导电的液态金属。使得加热薄膜在在导电加热与不导电透波状态之间能够进行切换，本申请具有使加热膜同时具有加热与透波的功能的效果。

Description

一种可透波的加热薄膜

技术领域

本申请涉及加热装置的领域，尤其是涉及一种可透波的加热薄膜。

背景技术

加热膜技术目前已经广泛应用于多种领域，比如设备或空间的保温加热、飞机等装备表面的防结冰/除冰等。

各类加热膜基本都是在加热膜中内置发热电阻，基于焦耳定律的原理，通过对发热电阻施加一定功率的电源，从而实现电加热的目的，这种原理的电加热膜需要要求电加热膜有良好的导电性能。而某些装备表面不仅有加热需求还有透波需求，例如，飞行器的表面往往有隐身要求，隐身飞行器的主要原理为：当雷达发射射线对飞行器继续探测时，飞行器本身使用透波材料制成，从而使雷达发射的射线能够穿透飞行器本身，雷达无法探测到飞行器的存在，因此隐身要求的飞行器的表面具有透波需求。

传统的加热膜具有良好的导电性，因此其对电磁波的反射能力很强，传统的加热膜不利于用在有透波需求的装备表面，因此，对于传统的加热膜来说无法实现兼容加热与透波的功能。

发明内容

为了使加热膜同时具有加热与透波的功能，本申请提供一种可透波的加热薄膜。

本申请提供的一种可透波的加热薄膜采用如下的技术方案：

一种可透波的加热薄膜，包括微流道膜以及设置在微流道膜中的微流道，微流道的两端延伸至微流道膜外侧，所述微流道中安装有一对可导电同时可通液体的接口，所述微流道的两端通过接口分别连接有一个推进器，所述推进器包括分别与两个接口连接的第一微流道推进器和第二微流道推进器，所述第一微流道推进器中填充有可将整个微流道充满的可导电的液态金属。

通过采用上述技术方案，通过使用液态金属在微流道中进行填充的方式达到使用电极对加热薄膜进行加热的目的，液态金属能够在微流道中自由移动，当不需要使用到加热薄膜的加热功能时，通过第一微流道推进器，将微流道中的液态金属从微流道中抽出，液态金属流动到第一微流道推进器中，微流道中没有液态金属填充，使整个微流道膜能够有较好的透波功能，实现飞行器的隐身功能，当需要再次使用到加热薄膜的加热功能时，使用第一微流道推进器将液态金属推动到微流道中，液态金属的两端流动到与两个电极接触的位置，两个电极对液态金属进行加压，液态金属加热升温，实现了加热薄膜的加热功能，使加热薄膜在导电加热与不导电透波状态之间能够进行切换。

可选的，所述第二微流道推进器中填充有与所述液态金属互不相融的不互溶液体，所述不互溶液体有透波特性。

通过采用上述技术方案，在第二微流道推进器中填充不互溶液体，当不需要使用到微流道膜导电加热的功能时，第二微流道推进器从远离第一微流道推进器的一端将不互溶液体推进注入到微流道中，微流道中的液态金属被推动到第一微流道注射器中，此时，微流道中没有空气进行填充，有效的减少了由于空气对整个加热薄膜透波性产生的干扰。

可选的，所述微流道膜与所述不互溶液体的相对介电常数均小于2.8。

可选的，所述微流道膜与所述不互溶液体的相对介电常数相差小于0.5。

通过采用上述技术方案，微流道膜的材料与不互溶液体的介电常数相近，从而减少当不互溶液体充满微流道中时，微流道膜与不互溶液体之间由于介电常数差异造成的反射波，使整个加热薄膜的透波性能更好。

可选的，所述微流道膜为低介电常数非极性材料的聚合物制成的微流道膜。

通过采用上述技术方案，低介电常数的微流道膜能够保证整个微流道膜的整体具有较好的透波性能。

可选的，所述不互溶液体的室温运动粘度小于200平方毫米每秒，凝固点低于-20℃。

通过采用上述技术方案，不互溶液体的流动性好，使不互溶液体在微流道中流动时的阻力较小，不互溶液体得凝固点低，能够有效的避免在低温情况下不互溶液体的结冰凝固现象，从而保持整个加热薄膜的功能切换。

可选的，所述接口包括用于通电的第一电极板与第二电极板，所述第一电极板靠近第二电极板的一面固定有第一流道，所述第二电极板靠近第一电极板的一面固定有第二流道，所述第一流道外径与第二流道内径相等，且所述第一流道插接于第二流道内侧并构成过盈配合。

通过采用上述技术方案，由于第一流道外径与第二流道内径相等，使得插接后的第一流道与第二流道过盈配合，且微流道内的液体通过接口流进流出，因此可保证微流道内部压力稳定以及内部液体流动畅通。

可选的，所述接口包括设于第一流道一侧的第一开口，所述第二电极板设有第三开口。

通过采用上述技术方案，可通过第一开口与第三开口保证微流道内液体的流进流出，且液体流动的通道单一，进而减小液体由其他开口处流出的可能性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过使用液态金属在微流道中进行填充的方式达到使用电极对加热薄膜进行加热的目的，液态金属能够在微流道中自由移动；当不需要使用到加热薄膜的加热功能时，通过第一微流道推进器，将微流道中的液态金属从微流道中抽出，液态金属流动到第一微流道推进器中，微流道中没有液态金属填充，使整个微流道膜能够有较好的透波功能，实现飞行器的隐身功能；当需要再次使用到加热薄膜的加热功能时，使用第一微流道推进器将液态金属推动到微流道中，液态金属的两端流动到与两个电极接触的位置，两个电极对液态金属进行加压，液态金属加热升温，实现了加热薄膜的加热功能，使加热薄膜在在导电加热与不导电透波状态之间能够进行切换；

2.在第二微流道推进器中填充不互溶液体，当不需要使用到微流道膜导电加热的功能时，第二微流道推进器从远离第一微流道推进器的一端将不互溶液体推进注入到微流道中，微流道中的液态金属被推动到第一微流道注射器中，此时，微流道中没有空气进行填充，有效的减少了由于空气对整个加热薄膜透波性产生的干扰。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图。

图2是本申请实施例中接口的爆炸图。

图3是本申请实施例中接口的结构示意图。

图4是本申请实施例中在状态二时推进件的替换方案示意图。

图5是本申请实施例中在状态一时推进件的替换方案示意图。

图6是本申请实施例中液体管道上安装的部分装置的结构框图。

附图标记说明：1、微流道膜；2、微流道；3、接口；31、第一金属接口；311、第一电极板；312、第一流道；3121、第一开口；32、第二金属接口；321、第二电极板；3211、第三开口；322、第二流道；3221、第二开口；4、推进件；41、第一微流道推进器；42、第二微流道推进器；6、液态金属；7、不互溶液体；8、液体管道；81、单向节流阀；82、液体驱动件；83、减压阀。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种可透波的加热薄膜。参照图1，加热薄膜包括微流道膜1以及设置在微流道膜1中的微流道2；微流道2的首尾两端各设置有一个接口3，微流道2中填充有液体，微流道2的两个接口3分别连接有一个推进件4，推进件4包括第一微流道推进器41和第二微流道推进器42。

微流道2在微流道膜1中弯折盘旋设置，本实施例中，微流道膜1为聚合物基体的膜片，聚合物基体材料可以选用，聚二甲基硅氧烷、聚乙酰胺、聚醚醚酮、丁苯橡胶、环氧树脂、聚氨酯等低介电常数非极性的材料，低介电常数的材料能够保证加热薄膜整体的透波性能。

微流道2的横截面可以选用为直径为1-2mm的圆形或者边长为1-2mm 的正方形，在不影响液体流动的情况下，较小地占用整个加热薄膜的厚度，微流道2的制作方法可以采用模具复刻成型、激光雕刻加工、压印成型等方法。

参照图2，接口3包括第一金属接口31和第二金属接口32，第一金属接口31包括第一电极板311以及与第一电极板311固定的第一流道312。第一电极板311为圆盘状，第一流道312为两端开口的管状，且第一流道312的环状侧面设有第一开口3121。

第二金属接口32包括圆盘状的第二电极板321以及与第二电极板321固定的第二流道322。第二流道322的形状也为两端开口的管状，且第二流道322侧面设有第二开口3221。第二电极板321上贯穿设有第三开口3211，且第三开口3211与第二流道322连通。第一电极板311与第二电极板321的材质包括但不限于铜、铝以及其他合金类导电材料。

参照图2、图3，第一流道312的外径与第二流道322的内径相等，将第一流道312插接至第二流道322内侧，使得第一流道312与第二流道322过盈配合，且第一开口3121与第二开口3221连通，并使得每个接口3设有两个用于液体流动的开口。

在使用时，微流道2中的液体沿第一开口3121与第三开口3211流动。由于第一流道312与第二流道322部分过盈配合，以保证微流道2内部压力稳定以及内部液体流动畅通。

参照图1、图3，两个接口3之间还连接有导线，并在导线上连接用于加电压的电源，每个接口3的第一电极板311或第二电极板321与导线连接，再借助第一电极板311或第二电极板321进行导电。

参照图1，第一微流道推进器41中填充有液态金属6或不互溶液体7，且第二微流道推进器42中填充有液态金属6或不互溶液体7，第一微流道推进器41与第二微流道推进器42中填充的液体不同。不互溶液体7无法溶解于液态金属6中，液态金属6以及不互溶液体7分别通过两个接口3填充到微流道2中，且液态金属6或不互溶液体7的体积均可填满整个微流道2。

参照图1、图4，第一微流道推进器41以及第二微流道推进器42可以采用各类注射器、注射泵等，由于第一微流道推进器41以及第二微流道推进器42其中一个推进时另一个推出，第一微流道推进器41以及第二微流道推进器42总是同步进行反向的动作，也可以采用同步驱动装置实现联动。

参照图1，本实施例中的液态金属6选用具有低熔点（即熔点10℃以下，熔点即为凝固点，如果熔点过高常温为固态，无法流动（一般防冰温度在20℃以下））可以自由在微流道2内进行流动的材料，例如：镓、铟、锡等金属的合金，在接入直流或者交流电之后能够直接产生焦耳热。

本实施例中的不互溶液体7可以选用甲基硅油、氨基硅油、液体石蜡、低熔点润滑液等与液态金属6不互溶的液体，同时，不互溶液体7不导电，且不互溶液体的室温运动粘度小于200平方毫米每秒，凝固点低于-20℃。

在选取不互溶液体7和制作微流道膜1的聚合物基体时，应先对其介电常数进行测量以及调研，二者的相对介电常数＜2.8，并且相差＜0.5时，满足此条件的微流道膜1以及不互溶液体7对电磁波的干扰最小。从而能够减少在状态二下由于微流道2与不互溶液体7介电常数差异造成的反射波，使加热薄膜整体的透波性达到最佳（实验采用二甲基硅油+聚二甲基硅氧烷，液体与聚合物基体介电常数相近为最佳）。

参照图5，当推进件4推进液态金属6充满微流道2时，本实施例中定义此状态为状态一，液态金属6、两个接口3以及导线形成通路，此时，为导线通电，由于液态金属6良好的导电性能，液态金属6导通，液态金属6被两个电极加热，加热膜处于加热状态。

参照图4，当不互溶液体7充满微流道2时，本实施例定义此状态为初始状态（也称为状态二），此时由于不互溶液体7不导电，使得不互溶液体7、两个接口3以及导线无法形成通路，继而加热膜无法进行加热，使得加热膜处于透波状态。

在初始状态下，微流道2内充满不互溶液体7，此时微流道2中的液体不可导电也无法被加热，但是透波性能好，能够达到飞行器的隐身要求。

参照图5，状态一时，推进件4向微流道2中推动液态金属6，同时，不互溶液体7被微流道2中的液态金属6推出，直至液态金属6充满整个微流道2，将位于微流道2两端的接口3连通，接入直流或者交流电之后液态金属6产生焦耳热，此时，加热薄膜的导电性能良好，透波性能差。

参照图4，反之，状态二时，推进件4向微流道2中推进不互溶液体7，同时液态金属6被推出，直至不互溶液体7充满整个微流道2，实现对内置电极的微流道2进行液态金属6的排空，进而实现微流道2内部导电回路的断开。此时加热膜的丧失导电性，但透波性能较好。通过填充或排空液态金属6，实现微流道膜1的导电加热性能与绝缘透波性能的切换，从而实现加热膜的可控透波。

参照图6，此处的第一微流道推进器41与其中一个接口3之间连通设有液体管道8，第二微流道推进器42与另一个接口3之间也连通并设有相同的液体管道8，此处以第一微流道推进器41上连接的液体管道8为例进行介绍。

液体管道8上安装有单向节流阀81，借助单向节流阀81保证微流道2中两种液体切换工作的顺利进行。在液体管道8上还安装有液体驱动件82，借助液体驱动件82可将第一微流道推进器41中液体抽出或抽回，此处的液体驱动件82为液压泵。

单向节流阀81与第一微流道推进器41之间还安装有减压阀83，借助减压阀83对液体管道8进行保护，减小液体管道8超压的可能性，从而对液体管道8进行保护。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可透波的加热薄膜，其特征在于：包括微流道膜（1）以及设置在微流道膜（1）中的微流道（2），微流道（2）的两端延伸至微流道膜（1）外侧，所述微流道（2）中安装有一对可导电同时可通液体的接口（3），所述微流道（2）的两端通过接口（3）分别连接有一个推进件（4），所述推进件（4）包括分别与两个接口（3）连接的第一微流道推进器（41）和第二微流道推进器（42），所述第一微流道推进器（41）中填充有可将整个微流道（2）充满的可导电的液态金属（6）。

2.根据权利要求1所述的一种可透波的加热薄膜，其特征在于：所述第二微流道推进器（42）中填充有与所述液态金属（6）互不相融的不互溶液体（7），所述不互溶液体（7）有透波特性。

3.根据权利要求2所述的一种可透波的加热薄膜，其特征在于：所述微流道膜（1）与所述不互溶液体（7）的相对介电常数均小于2.8。

4.根据权利要求2所述的一种可透波的加热薄膜，其特征在于：所述微流道膜（1）与所述不互溶液体（7）的相对介电常数相差小于0.5。

5.根据权利要求1所述的一种可透波的加热薄膜，其特征在于：所述微流道膜（1）为低介电常数非极性材料的聚合物制成的微流道膜（1）。

6.根据权利要求2所述的一种可透波的加热薄膜，其特征在于：所述不互溶液体（7）的室温运动粘度小于200平方毫米每秒，凝固点低于-20℃。

7.根据权利要求1所述的一种可透波的加热薄膜，其特征在于：所述接口（3）包括用于通电的第一电极板（311）与第二电极板（321），所述第一电极板（311）靠近第二电极板（321）的一面固定有第一流道（312），所述第二电极板（321）靠近第一电极板（311）的一面固定有第二流道（322），所述第一流道（312）外径与第二流道（322）内径相等，且所述第一流道（312）插接于第二流道（322）内侧并构成过盈配合。

8.根据权利要求7所述的一种可透波的加热薄膜，其特征在于：所述接口（3）包括设于第一流道（312）一侧的第一开口（3121），所述第二电极板（321）设有第三开口（3211）。

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