一种无需电源的可穿戴式微波示警器

1.本实用新型属于微波探测、可穿戴电子器件技术领域，具体涉及一种无需电源的可穿戴式微波示警器。


背景技术：

2.现代生产和生活中，微波炉是一种在餐饮行业、食品生产和家用方面都广泛应用的装置，微波炉发射的微波是一种电磁波，它每秒钟要转二十几亿圈(频率2.45ghz)，水和其他极性分子们被电磁波带动，高频的旋转和摩擦，导致食物温度在短时间内就急剧升高了，这就是微波加热食物的原理，科学上称之为水分子与微波的共振，家用微波炉几乎已经是家家必备的常用加热设备，但由于微波本身看不见摸不着，对于微波的危害却了解甚少。
3.许多组织、国家和地区，都对于微波炉的辐射量做了严格的要求，如我国采用的微波炉标准要求微波炉的微波泄漏不超过1mw/cm2，但随着设备的老化，在微波炉的缝隙处仍可能会发生微波泄漏的情况，在微波电磁场的作用下，生物体内的一些分子也会产生变形和振动，使细胞膜功能受到影响，使细胞膜内外液体的电荷情况发生变化，引起生物作用的改变，进而可影响中枢神经系统等；微波干扰生物电(如心电、脑电、肌电、神经传导电位、细胞活动膜电位等)的节律，会导致心脏活动、脑神经活动及内分泌活动等一系列障碍，这就解释了为什么一些人会在工作中的微波炉旁感觉不舒适；此外，手机通讯也会使用微波段的电磁波，手机在信号较差的会增强到原本的百倍发射功率，长时间的拨打电话，也可能会带来身体不适，其中有一部分是由于通讯信号对于大脑的作用引起的，电磁波过敏症是一种长期暴露在电磁波环境中所造成的生理失调疾病，会造成包括神经系统症状，如头痛、疲劳、压力、睡眠障碍、皮肤症状，如刺痛、烧灼感和皮疹、肌肉疼痛和许多其他健康问题，总之，我们可能受到一个“隐形杀手”的威胁——微波辐射。
4.市场上有一些专用的微波探测器，但一般都体积比较大，需要耗电，这不便于日常家庭使用，相关的一些专利也通常需要复杂的检测、信号放大电路，或者做出来的实物也不易于携带，因此，本技术希望能够实现一种无需电源、可以穿戴的微波示警器，不用提供具体的数值，只需要在微波超量辐射的区域提供警告光信号。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种无需电源的可穿戴式微波示警器，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种无需电源的可穿戴式微波示警器，包括示警电路部分和环氧树脂外壳，所述示警电路部分由半波整流天线、整流二极管和led灯组成，所述半波整流天线的端部与整流二极管的端部电性连接，所述led灯的端部与整流二极管的端部电性连接，所述示警电路部分封装在环氧树脂外壳中。
7.作为一种优选的实施方式，所述半波整流天线由两段金属丝制作而成，为两个对称振子，所述半波整流天线的两个所述对称振子的一端分别与整流二极管的正负极两端相
连。
8.作为一种优选的实施方式，所述整流二极管为特定频率的整流二极管，整流二极管的动态特性有具体要求，1mhz下测试最大电容不超过2皮法，5毫安正向电流下最大反向恢复时间不超过100皮秒。
9.作为一种优选的实施方式，所述led灯的正极与整流二极管的负极相连，且led灯的负极与整流二极管的正极相连。
10.作为一种优选的实施方式，由半波整流天线、整流二极管和led灯组成的示警电路可以弯曲一定的角度仍然保持正常工作。
11.作为一种优选的实施方式，所述环氧树脂外壳呈透明状，所述半波整流天线、整流二极管和led灯均位于环氧树脂外壳的内部。
12.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
13.该无需电源的可穿戴式微波示警器，通过设置半波整流天线、整流二极管、led灯和环氧树脂外壳，可以使得该微波示警器具备无需电源、电路简洁、无需硬质pcb电路板、柔韧可折、可穿戴和示警功能等优点，且该微波示警器体积小、没有复杂的检测和信号放大电路，便于携带，符合日常家庭使用。
附图说明
14.图1为本实用新型结构的正面示意图；
15.图2为本实用新型结构中示警器的电路示意图。
16.图中：1、半波整流天线；2、整流二极管；3、led灯；4、环氧树脂外壳。
具体实施方式
17.下面结合实施例对本实用新型做进一步的描述。
18.以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的保护范围。实施例中的条件可以根据具体条件做进一步的调整，在本实用新型的构思前提下对本实用新型的方法简单改进都属于本实用新型要求保护的范围。
19.请参阅图1和图2，本实用新型提供一种无需电源的可穿戴式微波示警器，包括示警电路部分和环氧树脂外壳4，示警电路部分由半波整流天线1、整流二极管2和led灯3组成，半波整流天线1的端部与整流二极管2的端部电性连接，半波整流天线1由两段金属丝制作成对称振子，对称振子的长度值约为2.5厘米，半波整流天线1可为金属丝，也可以根据形状需求进行稍微的弯曲，半波整流天线1的两个对称振子的一端分别与整流二极管2的正负极两端相连，整流二极管2为特定频率的整流二极管，整流二极管2的动态特性有具体要求，1mhz下测试最大电容不超过2皮法，5毫安正向电流下最大反向恢复时间不超过100皮秒。
20.请参阅图1和图2，led灯3的端部与整流二极管2的端部电性连接，led 灯3的正极与整流二极管2的负极相连，且led灯3的负极与整流二极管2 的正极相连，这样就能形成一个示警器的电路，示警电路可以弯曲一定的角度仍然保持正常工作，因此可以将示警电路封装在环氧树脂外壳4中，制作成多种可穿戴配形状，如手环，环氧树脂外壳4呈透明状，半波整流天线1、整流二极管2和led灯3均位于环氧树脂外壳4的内部，通过设置透明材质的环氧树脂外壳4不仅能够便于对led灯3进行观察，而且也便于对半波整流天线1、整流二极管2
和led灯3起到保护和装饰的作用。
21.表1为不同形状和长度下测试得到的半波整流天线1产生的电压值
[0022][0023]
从表中可以看出，当单边(对称振子)的长度约为2.5时，直的天线和弯的天线都可以取得较大的电压。
[0024]
本实用新型的工作原理及使用流程：本技术基于无线发送和整流接收原理，由于电磁波泄漏时所辐射的电磁波强度是比较强的，如果能以较高的效率将这些泄漏的能量收集起来并提升电压，那预想这个电量足够点亮一个led 灯3。
[0025]
半波整流天线1是一种总长度为待收集的电磁波波长一半的天线，微波的频率约为2.4ghz，对应的波长约为12cm，所以半波整流天线1总长约为6cm，实际测试单边2.5最佳(见上述表一)，当电磁场经过天线以后，天线受感应会在天线上产生交流的感应电势，但感应电势的变化频率很高，如果无法整流收集则很快耗散，因此需要借助整流二极管2；整流二极管2本身具有单向导通性，当二极管正极的电势高时可以导通，电流由正极流向负极，当二极管负极的电势高时，二极管不导通，无电流通过，天线收集的高频交流感应电势在二极管上只能通过一半，逐渐在二极管两端形成了不均匀的电荷，造成二极管两端本身的电压差抬高(需要说明的是，为了实现高频交流电势的整流，二极管本身开关的速度需要足够快，二极管的高频电容需要比较小，否则会由于速度太慢来不及整流而无法收集能量)。
[0026]
通过测试，使用半波整流天线1和整流二极管2组合以后，在泄漏的微波炉上可以收集到的电压值最高达到8v，通常驱动一个led灯3仅需要1.6v 电压，因此该电压足够用于驱动led灯3，该电路使用收集的微波能量足够工作，因此不需要额外提供电源。
[0027]
由于本技术电路结构简单，并且不需要外接电源或者更换电池，并且可以稍作弯曲不影响使用，因此可以考虑将整个电路全都密封起来，同时起到保护和装饰的作用，在此处以环氧树脂密封为例，一种透明材质的环氧树脂，在调配时为液体，便于流动覆盖，等待一段时间后凝固成固体，且其透明材质便于观察led灯3，因此设计为环氧树脂外壳4。
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再以环氧树脂手环为例，将电路部分放入硅胶的手环模具，倾倒环氧树脂胶，等待凝固即可得到本技术结构，在使用时将手环放置于工作中的微波炉缝隙处，如果在缝隙处泄漏处较多的微波，则泄漏的微波会点亮手环中的 led灯3，从而示警此处微波辐射过量，需要采取保护措施。
[0029]
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。