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電熱毯，運用電子控制和電磁屏蔽技術設計的多功能安全電熱毯。磁屏蔽按摩毯主要功能是應用電磁屏蔽技術消除電場對人體的損害。普通市售電熱毯接通電源時，電熱絲成為帶電導體。帶電導體周圍存在著電場^[1]。長期使用普通市售電熱毯，人體會受電場直接作用。人體結構是固有的特定順序排列的復雜有機分子結構，外電場的作用會影響分子結構順序排列，輕者會人體感覺不適，重者發生重大的病變。電場直接作用人體會對人體造成危害。電磁屏蔽技術，可消除帶電導體的電場對外部的影響。磁屏蔽按摩毯利用電磁屏蔽技術可消除電場對人體的危害，并具有恒溫、按摩、催眠功能。

關鍵詞：按摩毯 電磁屏蔽 電場 多功能【中圖分類號】R4 【文獻標識碼】A 【文章編號】1008-1879（2012）12-0029-03

電熱毯作為床上的取曖用品，的確為人民的生活帶來方便，而且具有無污染、無灰塵、即清潔又衛生的特點。在我國，普通的市售電熱毯，幾乎人人諧知、戶戶使用。然而隨著對普通電熱毯的實際使用、親身感覺，隨著科技意識的提高，人們在使用受益的同時，也感覺到了普通的市售電熱毯給人們身體帶來的損害。如何真正有效的防止損害是當前重要課題。

電熱毯的物理結構極其簡單，目前常用的市售電熱毯，基本是通電發熱的電阻絲敷上毯面而構成。電熱毯的發熱是電流通過導體電阻的熱效應而致。帶電的電阻絲周圍，存在著50HZ的交變電場。直接睡在電熱毯上的人體會被電場輻射受到損害。磁屏蔽按摩電熱毯，可防止電磁場對人體的損害。

1 組成及主要部件

1.1 磁屏蔽按摩毯的組成。磁屏蔽按摩毯由上毯面①、按摩面②、金屬屏蔽層③、發熱體④、毯底面⑤、控制器⑥、薄膜揚聲器⑦、電源線⑧等組成。結構組成示意圖如圖1所示。

1.2 上毯面。按摩毯最上面，直接與人體的接觸毯面。毯面制作成可單獨取下的活面。此面作用為：按摩毯作為電熱毯使用時保持人體舒適。面料要求厚、軟、絨。按摩毯作為按摩使用時，人體可以直接躺在上毯面，也可以把上毯面取掉直接將人體接觸按摩面。上毯面作成活面也是方便清洗更換。

1.3 按摩面。直接與屏蔽層接觸的毯面，毯面需薄而有拉力。按摩毯應用按摩功能時，人體可以躺在按摩面上。制作中，將按摩面與金屬屏蔽層上層壓合在一起。其目的：加強對金屬屏蔽層的保護，同時起到防止燙傷又可透熱快的作用。

1.4 金屬屏蔽層?？蓪щ姷慕饘俦∧?。薄膜分上下兩層，發熱體被導電薄膜夾在中間。導電薄膜必須形成閉合狀態并且通過電源中的地線完好接地。

1.5 發熱體。根據磁屏蔽按摩毯的檔次不同，發熱體可以是電熱絲，也可以是聚酰亞胺電熱膜或是碳膜電熱發熱膜。

2 電磁屏蔽及應用

根據高斯定理可知：當帶電的導體達成靜電平衡時，導體內部沒有靜電荷存在，電荷只能分布在導體的表面。如果把一個帶電體，放在一個金屬盒內，由于靜電感應，金屬殼內外表面分別會出現等量異號的感應電荷。這樣，殼外表的電荷所產生的電場仍會對外界產生影響，為了消這種影響，可把金屬殼接地，形成閉合的接地導體。則外表面的感應電荷因接地而被中和，相應的電荷隨之消失。在接地的閉合導體腔內的電場不能對外界產生影響^[2]，這就是電磁屏蔽。接地的閉合導體在電子技術中稱做屏蔽層。

人體的各種細胞，是由各種分子和復雜的分子結構組成，它們有著自己固有排列順序。如同無數個微小指北針，有著正負極性的屬性，在一定條件下保持著正常狀態。如果破壞了這些分子和分子結構順序排列，人體的物理狀態就會發生改變，人體就會發生疾病。通電電熱毯的電熱線周圍存在著電場，人的肌體直接處于電場、電磁波的輻射之中。長期使用電熱毯的人們，輕者會有口干、喉癢、心情煩燥、皮膚瘙癢等癥狀。嬰兒使用電熱毯后常常會發生夜驚。有癲癇病史的患者長期使用電熱毯會誘發癲癇病復發。這些癥狀只是一些表象，在電場區和非電場區的比較統計中發現：電場區（包括動力電，無線電波）人們的白血病、腦腫瘤、淋疤瘤的發病率，高于非電場區。在醫學臨床上發現：孕婦早期使用電熱毯是形成流產的危險原因之一^[3]。男性乳腺癌等疾病發生與電場輻射有關。這比那些感覺和表象可怕得多。電場輻射人體是誘導這些當代可怕之病發生的因素之一。免除電場輻射人的肌體危害的唯一方法，就是對其進行電磁屏蔽。

通電電熱毯發熱體的電場輻射，我們可按照電磁屏蔽理論，在電熱絲的外部加上閉合的接地導體，形成屏蔽層。其方法是選用柔軟、耐折的金屬薄膜，在電熱毯發熱體外進行閉合接地處理。使金屬薄膜形成完全符合電磁屏蔽的接地、閉合、導體腔三個基本特征的屏蔽層。免除電熱毯電場輻射對人體的危害。應用電磁屏蔽技術免除電場輻射的的危害，是任何方法都無法比擬的的。

3 使用安全及電熱按摩

長期通電使用的電熱毯發熱的過程中，導體外的絕緣極易因受熱遭到破壞，帶電體易發生短路、虛連、打火現象，市售電熱毯不但對人體健康造成損害，設計結構上的安全性也存在著隱患。因其簡單的結構，電熱線無間隔的被阻燃能力差的毯面包敷，一旦出現短路、虛連、打火現象，很容易漏電傷人或引起火災。磁屏蔽按摩毯屏蔽層的特征所決定，其金屬閉合導體接地，無論在任何情況下，導體的電位為0。與毯面相隔的人體不會觸電。屏蔽層為具有阻燃特性的金屬物質，在帶電體意外發生打火時，因屏蔽層的阻燃物質阻隔毯面作用，可防止火災。

人體表面肌體受熱時血管擴張，熱度下降時血管收縮。這一血管擴張與收縮使人的表面肌體得到按摩。人體肌肉在按摩下放松，解除疲勞。這種電熱按摩無振動噪音，無疼痛，無損傷。

按摩毯所特有的金屬屏蔽層，具有導熱快的金屬屬性，可加快發熱體的熱量向毯面和人體傳導，使整個毯面溫度均勻。通電時，毯面迅速發熱，斷電時，毯面迅速降溫。調整控制脈寬對發熱導體供電的通斷、時間控制處理，可調整按摩的加深和減弱程度，磁屏蔽按摩毯的電熱按摩功能適合不同人群。這些功能的實現由電子控制器完成。

4 電子控制器及原理

控制器的主要電路由電源轉換電路、單穩開關電路、方波振蕩電路、無穩態振蕩電路、可控硅觸發電路組成。將市用工頻交流電整流為脈沖直流電流向電熱毯提供電源，再通過降壓提供各電路的工作電源。通過對電源電流的脈寬調整達到按摩效果。生產中電路元件采用貼片元件。控制器原理方框圖如圖2所示。

電源轉換電路將工頻市電轉換為低壓直流電，提供給單穩開關電路。

單穩開關決定了整個控制器的工作狀態。當開關電路的輸出處于高電平狀態，控制器通電工作，可控硅受控于控制器為電毯提供工作電源。開關電路處于低電平，控制器工作停止，可控硅關斷。按摩毯電源關斷。單穩開關可預設自動開關和通電時間的長短。

方波振蕩電路由集成電路及外圍電子元件RC等組成，為可控硅提供間歇觸發電壓。電路的振蕩周期T=0.693RC。方波振蕩輸出波形如圖三所示，高電平為可控硅導通時間t1。低電平為可控硅關斷時間t2。選取不同的RC值可達到t1/t2的不同比例。不同的t1/t2時間比，控制可控硅的導通、關斷狀態，使電熱毯的供電形成間歇通電。例如：假設T=20秒，t1=10秒，t2=10秒。時間t1電熱毯通電加熱，人體受熱血管擴張，t2時間可控硅關斷，電熱毯斷電熱度下降，人體血管收縮。實現人體肌體表面按摩。如果t1=19秒，t2=1秒。則t1/t2=19輸出波形控制可控硅導通時間長，按摩毯發熱時間長毯子溫度高。如果t1=1秒，t2=19秒。則t1/t2=1/19輸出波形控制可控硅導通時間特短，按摩毯發熱時間短毯子溫度低，甚至可控硅截止被關閉。實際應用中可按使用者的設定要求，將電熱毯控制在一個特需的溫度而恒溫。

無穩態振蕩電路^[4]是催人入睡雨滴聲的音頻發生電路。電路中的IC555集成電路的②腳是振蕩控制輸入端，當電流通過R、W、向電容C充電，②腳的電壓在1/3VCC時，IC2的③腳輸出高電平，當IC2的⑥腳達至2/3VCC時，電路復位，③腳輸出低電平。

無穩態振蕩電路的往復循環振蕩，發出頻率f=1.443/（R+2W）CHZ的振蕩波，揚聲器則發出噠、噠、噠…的雨滴聲。催人快些入睡。

5 展望

我國的國土十分廣闊，在地理位置上包含著幾個氣候帶，在北方每年的10月份至次年4月份都是寒冷時區。特別是北方不同地區的取暖期前半月和取暖期停止以后半月時間，人們對電熱毯更加需要。南方的湖南湖北一帶多是陰雨潮濕氣候，而冬季的溫度冷時可達0℃至2℃左右，多數日常生活房屋的室內無取曖設備，人們忍受著深切寒冷。現在人民的物質生活提高，環保意識及自我安全意思的提高，除少數農村仍然使用火炕取暖外，多數人的床上取暖使用了電熱毯。冬季的床上取暖是生活所需的實際問題。

實際使用調查中，目前市售電熱毯的使用者中，有70%以上的人有一個共同的感覺口干、喉癢，6%以上的人因使用電熱毯而使皮膚有痛癢反應和皮炎疾病出現。大多數人對現市售電熱毯有一個共同的印象：電熱毯在給人們帶來方便的同時，也給人們帶來了損害。

磁屏蔽按摩毯利用電磁屏蔽技術消除了帶電體輻射電場對人體的危害。同時具有按摩，恒溫、催眠功能。這不但可滿足北方、南方、邊疆地區在冬天的床上取暖問題需要，而且可使人們一天勞累的身體得到電子按摩理療，促進血液循環。同時適用在野外、礦下工作的人們，即可取暖，又可調理人體功能，并且消除了電熱毯使用中的不安全因素。因此電磁屏蔽按摩電熱毯，是更新換代，保證人體健康的新式毯，它會廣泛的被科技意識不斷提高的人們所接受。