一种温度控制方法及温控设备与流程

本申请涉及医疗器械领域以及需要使用此方法控制温度的模块以及设备中，尤其涉及一种温度控制方法及温控设备。

背景技术：

光疗就是应用日光、人造光源中的可见光线和不可见光线防治疾病的方法。光疗始于日光疗法，早在公元2世纪就有了日光疗法的记载。人工光源始于18世界末，至19世纪中，可见光、红外线、紫外线等相继形成，随后于临床治疗的各领域中得到广泛的应用和不断发展。光疗主要有紫外线疗法、可见光疗法、红外线疗法和激光疗法。

红外线作用于人体主要改善局部血液循环、促进肿胀消退、镇痛、降低肌张力、缓解肌痉挛及干燥渗出性病变。

紫外线作用于人体，光能量引起一系列化学反应，有消炎、止痛、抗佝偻病的作用，常用以治疗皮肤化脓性炎症和其他皮炎、疼痛症候群、佝偻病或软骨病等；波长310-313nm范围的紫外线称之谓窄谱中波紫外线(NBUVB)，集中了紫外线中生物活性最强的部分直接作用皮肤患处，同时过滤掉对皮肤有害的不良波段紫外线，副作用小，作用于皮肤角质层，起效时间短，见效快。已在各大医院广泛用于银屑病、白癜风、慢性湿疹、神经性皮炎、特应性皮炎、掌跖脓疱病、玫瑰糠疹、斑秃、副银屑病、皮肤慢性溃疡、蕈样肉芽肿等疾病的治疗。

临床上,用于光疗的设备称为光疗仪。光疗仪通过其发光组件来产生不同波段的光,从而实现治疗效果。随着半导体技术的发展，临床上已经在使用具有发光效率高、单色性好的LED芯片作为光疗仪的发光组件。现有的光疗仪由于在使用时产生大量的热量，为了避免将人体烫伤，通常会离皮肤有一定的安全距离。但这种方法在虽然避免了对人体的烫伤，却由于距离人体有一定距离，光在照射人体表面时会有一部分反射到患者或周围人的眼睛，形成光污染。

目前对温度控制使用了多种方式，例如：在发光组件板背面加上散热片，增加散热面积，从而降低发光组件板本身的热量聚集；但散热片会增加光探头部分的重量和体积，会给用户带来使用不便。或者在发光组件板周围增加小风扇，加速发光组件(如LED板)周围的空气流动，从而降低LED板本身的温度。同样，增加风扇会增加产品的体积和噪音，而且对用户使用时周围通风环境要求较高。其次这两种散热方式使用时，若光疗仪的光探头处于空气流动较差的环境中，更容易造成热量聚集，尤其在增加小风扇后，风扇工作时风路不通的情况下，极易烧坏风扇等部件。不论采用哪种方式，都只是辅助散热，而不是从发光源头上控制热源量。因此这几种温度控制方式效果存在一定的局限性。

技术实现要素：

本发明了提供了一种温度控制方法及温控设备，以解决现有光疗仪的温度控制效果不好的技术问题。且只在灯板(即发光组件)上增加了一个温度传感器，增加部分的体积小、重量轻，无影响用户使用情况的器件，从发热源头上控制热源。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种温度控制方法，应用在温控设备中，所述方法包括：

利用温度传感器检测所述温控设备的发光组件的温度值，并将所述发光组件的温度值传输给控制器；

每隔预设时间利用所述控制器接收所述发光组件的温度值，然后将所述发光组件的温度值和设定温度范围内的所有温度值进行比对；

若所述发光组件的温度值高于所述设定温度范围内的最高值，利用所述控制器发送第一控制指令给所述发光组件，控制所述发光组件的亮灭时间，使得所述发光组件的温度值处于所述设定温度值范围之内；

若所述发光组件的温度值低于所述设定温度范围内的最低值，利用所述控制器发送第二控制指令给所述发光组件，控制所述发光组件的亮灭时间，使得所述发光组件的温度值处于所述设定温度值范围之内。

优选的，所述若所述发光组件的温度值高于所述设定温度范围的最高值，利用所述控制器发送第一控制指令给所述发光组件，控制所述发光组件的亮灭时间，使得所述发光组件的温度值处于所述设定温度值范围之内，包括：

控制所述发光组件的点亮时间，其值为A；

根据公式S_i+1＝S_i+0.5控制所述发光组件的熄灭时间，使得所述发光组件的温度值处于所述设定温度值范围之内；其中，S_i+1为在所述发光组件的温度值高于所述设定温度范围内的最高值的条件下，所述发光组件第i+1次熄灭的时间；S_i为在所述发光组件的温度值高于所述设定温度范围内的最高值的条件下，所述发光组件第i次熄灭的时间，当i＝1时S_i＝0；其中，S≤B，B为发光组件的熄灭时间最大值；i为所述发光组件的温度值高于所述设定温度范围内最高值时的温度检测次数。

优选的，所述若所述发光组件的温度值高于所述设定温度范围的最高值，利用所述控制器发送第一控制指令给所述发光组件，控制所述发光组件的亮灭时间，使得所述发光组件的温度值处于所述设定温度值范围之内，包括：

控制所述发光组件的点亮时间,其值为A；

根据公式S_i＝Cⁱ，控制所述发光组件的熄灭时间，使得所述发光组件的温度值处于所述设定温度值范围之内；其中，S_i为在所述发光组件的温度值高于所述设定温度范围内的最高值的条件下，所述发光组件第i次熄灭的时间；C为定值，C＞1；i为所述发光组件的温度值高于所述设定温度范围内最高值时的温度检测次数；其中，S≤B，B为发光组件的熄灭时间最大值。

优选的，所述发光组件的第i次亮灭组成的时间周期T_i＝A+S _i。

优选的，所述若所述发光组件的温度值低于所述设定温度范围的最低值，利用所述控制器发送第二控制指令给所述发光组件，控制所述发光组件的亮灭时间，使得所述发光组件的温度值处于所述设定温度值范围之内，包括：

控制所述发光组件的点亮时间,其值为A；

根据公式S_j+1＝S_j-0.5，控制所述发光组件的熄灭时间，使得所述发光组件的温度值处于所述设定温度值范围之内；其中，S_j+1为在所述发光组件的温度值低于所述设定温度范围内的最低值的条件下，所述发光组件第j+1次熄灭的时间；S_j为在所述发光组件的温度值低于所述设定温度范围内的最低值的条件下，所述发光组件第j次熄灭的时间，当j＝1时，S_j＝S_N,S_N为在所述发光组件的温度值高于所述设定温度范围内的最高值的条件下，所述发光组件最后一次熄灭的时间；j为所述发光组件的温度值低于所述设定温度范围内最低值时的温度检测次数；其中，S≥0。

优选的，所述若所述发光组件的温度值低于所述设定温度范围的最低值，利用所述控制器发送第二控制指令给所述发光组件，控制所述发光组件的及亮灭时间，使得所述发光组件的温度值处于所述设定温度值范围之内，包括：

控制所述发光组件的点亮时间，其值为A；

根据公式S_j+1＝S_j-C^j，控制所述发光组件的熄灭时间，使得所述发光组件的温度值处于所述设定温度值范围内；其中，S_j+1为在所述发光组件的温度值低于所述设定温度范围内的最低值的条件下，所述发光组件第j+1次熄灭的时间；S_j为在所述发光组件的温度值低于所述设定温度范围内的最低值的条件下，所述发光组件第j次熄灭的时间，当j＝1时，S_j＝S_N,S_N为在所述发光组件的温度值高于所述设定温度范围内的最高值的条件下，所述发光组件最后一次熄灭的时间；C为定值，C＞1；j为所述发光组件的温度值低于所述设定温度范围内最低值时的温度检测次数；其中，S≥0。

优选的，所述发光组件的第j次亮灭组成的时间周期T_j＝A+S_j。

在本发明的技术方案中，公开了一种温控设备，包括发光组件，控制器，所述温控设备包括：

温度传感器，用于检测所述温控设备的发光组件的温度值，并将所述发光组件的温度值传输给控制器；

控制器，用于每隔预设时间接收所述发光组件的温度值，然后将所述发光组件的温度值和设定温度范围内的所有温度值进行比对；

所述控制器，用于若所述发光组件的温度值高于所述设定温度范围内的最高值，则发送第一控制指令给所述发光组件，控制所述发光组件的亮灭时间，使得所述发光组件的温度值处于所述设定温度值范围之内；

所述控制器，用于若所述发光组件的温度值低于所述设定温度范围内的最低值，则发送第二控制指令给所述发光组件，控制所述发光组件的亮灭时间，使得所述发光组件的温度值处于所述设定温度值范围之内。

通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明公开了一种温度控制方法及温控设备，利用温度传感器检测温控设备的发光组件的温度值。然后利用控制器基于发光组件的温度值和设定温度范围内的所有温度值进行比对；在发光组件的温度值高于设定温度范围内的最高值时，或者发光组件的温度值低于设定温度范围内的最低值时，通过调整发光组件的亮灭时间来调整发光组件的温度值，将发光组件的温度值控制在设定温度值范围之内。由于本发明可通过温度传感器实时检测温控设备的发光组件的温度值给控制器，并且控制器可自动调整调整发光组件的亮灭时间来达到设定温度值范围，因此不会出现温度过高或者过低，温度控制的效果较好，且可避免使用者在使用温控设备贴身治疗的时温度过低或过高时出现不适。

附图说明

图1为本发明实施例中温控设备的组成示意图；

图2为本发明实施例中温度控制方法的三种情况说明。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。

在本发明实施例中，公开了一种温度控制方法及温控设备。

应当注意，本发明的温控设备包括但不限于是光疗仪。还可以供使用者做其他用途，例如取暖、调温、照明等等，本发明对温控设备的用途不做限制。

参看图1，本发明涉及的温控设备，至少包括发光组件101，发光组件包括但不限于是LED(LightEmitting Diode，发光二极管)灯。而为了便于测量发光组件101的温度，在发光组件101上还安装有温度传感器103。温度传感器103的具体位置，可以在发光组件101的灯板上，或者发光组件101的灯板附近。而温度传感器103和温控设备内部的控制器104连接，本发明涉及的控制器104能够增加了温度传感器103的接口，用于温度传感器103与控制器104之间的通信。

温度传感器，用于检测所述温控设备的发光组件的温度值，并将所述发光组件的温度值传输给控制器。本发明中的检测的含义，包含两层含义：一是每时每刻不间断检测发光组件的温度值。二是间隔一定时间检测发光组件的温度值，间隔的时间可随意设定。

控制器，用于每隔预设时间接收所述发光组件的温度值，然后将所述发光组件的温度值和设定温度范围内的所有温度值进行比对；预设时间可随意由用户或者系统设定，在此不做限制。

所述控制器，用于若所述发光组件的温度值高于所述设定温度范围内的最高值，发送第一控制指令给所述发光组件，控制所述发光组件的亮灭时间，使得所述发光组件的温度值处于所述设定温度值范围之内。以光疗仪为例，在光疗仪温度过高需要降温时，本发明通过控制发光组件的亮灭时间来降温，而不是直接熄灭发光组件进行降温，由于光疗仪需要开启光照时才能够保持光疗仪的治疗效果，因此，本发明可以在不影响光疗仪的治疗效果的前提下使降温达到要求，且有助于延长光疗仪的使用寿命。

所述控制器，用于若所述发光组件的温度值低于所述设定温度范围内的最低值，发送第二控制指令给所述发光组件，控制所述发光组件的亮灭时间，使得所述发光组件的温度值处于所述设定温度值范围之内。

当温控设备为光疗仪时，光疗仪在刚开始点亮初期，也就是温度没进入设定温度范围内时，是因为本身发热而造成温度上升的，在进入设定温度范围内后，则由控制器控制温度的平衡。

下面为本发明的温度控制方法的实施过程。

在具体的实施过程中，本发明以光疗仪为例进行说明，当然，其他温控设备也适用于本发明的技术方案。

第1步，利用温度传感器检测所述温控设备的发光组件的温度值，并将所述发光组件的温度值传输给控制器。

第2步，每隔预设时间利用所述控制器接收所述发光组件的温度值，然后将所述发光组件的温度值和设定的温度范围进行比对。

设定温度值范围，一般为45℃～70℃，其中，最低温度45℃，最高温度70℃。设定温度值范围是可调的，即设定温度值范围可以由工程师手动设置范围。基于人体舒适温度测试的效果反馈，可将设定温度值缩小到53℃～57℃，其中，最低温度53℃，最高温度57℃，同样也可以将恒定温度设定在其中一个温度值上(例如55度)。当温度传感器检测到发光组件的实际温度值，则将其和设定温度值范围内的温度值进行比对。而在具体的比对过程中，会出现三种情况，一种情况是发光组件的实际温度值高于设定温度范围内的最高值，一种情况是发光组件的实际温度值低于设定温度范围内的最低值，一种情况是发光组件的实际温度值处于设定温度范围之内(这种情况可不作调整，维持此时工作的状态)。

举例来说，请参看图2的实施过程。

步骤1，设定发光组件的标准温度范围为【T0，T1】。

步骤2，温度传感器检测发光组件的温度值，并与标准温度范围【T0，T1】进行比对。

步骤3，检测温度T2与标准温度范围【T0，T1】的关系。

步骤4，T2＞T1，执行步骤5，利用控制器发送第一控制指令控制发光组件灯的亮灭时间。

步骤6，T0≤T2≤T1，执行步骤7，维持控制器的现有控制指令。

步骤8，T2<T0，执行步骤9，利用控制器发送第二控制指令控制发光组件的亮灭时间。

第3步，若所述发光组件的温度值高于所述设定温度范围内的最高值，利用所述控制器发送第一控制指令给所述发光组件，控制所述发光组件的亮灭时间，使得所述发光组件的温度值处于所述设定温度值范围之内。

在具体的实施过程中，实际上是控制发光组件的亮灭时间来调整发光组件的温度值。

在发光组件的点亮时间固定为A的情况下，发光组件的温度值可通过控制发光组件的熄灭时间来调整。例如，若发光组件的温度值为60℃，而设定温度范围为53℃～57℃。那么若要将发光组件的温度值为60℃调整到55℃，在点亮时间固定位A的情况下(可以根据需求设定具体数值A≥0)，熄灭时间可根据下面的公式而定。

下面给出两种调整方式：

在一种可选的实施方式中，首先，控制所述发光组件的点亮时间，设定其值为A。其次，根据公式S_i+1＝S_i+0.5控制所述发光组件的熄灭时间，使得所述发光组件的温度值处于所述设定温度值范围之内。

其中，S_i+1为在所述发光组件的温度值高于所述设定温度范围内的最高值的条件下，所述发光组件第i+1次熄灭的时间；S_i为在所述发光组件的温度值高于所述设定温度范围内的最高值的条件下，所述发光组件第i次熄灭的时间；当i＝1时S_i＝0；其中，S≤B，B为发光组件的熄灭时间最大值；i为所述发光组件的温度值高于所述设定温度范围内最高值时的温度检测次数。

由上述公式可以看出，本发明可实时检测发光组件的温度来决定是否熄灭。而温度传感器每隔预设时间(例如0.5S)检测一次发光组件中的温度值。而熄灭时间和检测次数密切相关，例如第1次检测时，发光组件熄灭的时间为0.5s，第2次检测时，发光组件熄灭时间为1s。而下一次熄灭的时间比上一次熄灭的时间会延长0.5秒，而当检测的次数越多，熄灭的时间会越长，而在相邻两次熄灭的间隙，会固定点亮发光组件A秒钟，维持温控设备点亮时间。这样做的好处是：可以维持温控设备的治疗效果，若以光疗仪为例，则可在不影响光疗仪的治疗效果的前提下使降温达到要求。

举例来说，例如设定温度范围是53℃～57℃。当发光组件一直亮着，温度传感器检测到的温度值(例如60℃)超过了设定温度范围之内的最高值(例如57℃)，则通过控制器将点亮的时间控制在A秒，而熄灭的时间满足公式S_i+1＝S_i+0.5，直到发光组件的温度值处于所述设定温度值范围内。

发光组件的点亮时间是根据需求设定具体数值的，而发光组件的点亮次数、熄灭时间是根据检测次数动态计算的，然后根据计算结果进行调整，使发光组件的温度处于设定温度值范围。检测次数和熄灭时间的关系请参看表1。

表1

另外，发光组件一亮一灭形成一个周期T，周期＝发光组件亮的时间+发光组件熄灭的时间，公式为：T_i+1＝A秒+S_i+1，T_i+1是第i+1次亮、灭组成的时间周期。当然，该公式也可表示为；T_i＝A秒+S_i，T_i是第i次亮、灭组成的时间周期。时间周期的次数是根据发光组件的亮灭次数决定的，时间周期根据发光组件的亮灭时间决定。

在另一种可选的实施方式中，首先，控制所述发光组件的点亮时间,其值为A。其次，根据公式S_i＝Cⁱ，控制所述发光组件的熄灭时间，使得所述发光组件的温度值处于所述设定温度值范围之内；S_i为在所述发光组件的温度值高于所述设定温度范围内的最高值的条件下，所述发光组件第i次熄灭的时间；C为定值，C＞1；i为所述发光组件的温度值高于所述设定温度范围内最高值时的温度检测次数；其中，S≤B，B为发光组件的熄灭时间最大值。

由上述公式可以看出，下一次熄灭的时间比上一次熄灭的时间会延长Cⁱ秒，而检测次数越多，熄灭的时间会越长。

而在相邻两次熄灭的间隙，会固定点亮发光组件A秒钟，维持光疗仪的治疗效果，这样的设计，可以在不影响光疗仪的治疗效果的前提下使降温达到要求，且有助于延长光疗仪的使用寿命。

另外，发光组件一亮一灭形成一个周期T，周期＝发光组件亮的时间+发光组件熄灭的时间，公式为：T_i+1＝A+S_i+1。T_i+1是第i+1次亮、灭组成的时间周期。当然，该公式也可表示为；T_i＝A秒+S_i，T_i是第i次亮、灭组成的时间周期。

第4步，若所述发光组件的温度值低于所述设定温度范围内的最低值，利用所述控制器发送第二控制指令给所述发光组件，控制所述发光组件的亮灭时间，使得所述发光组件的温度值处于所述设定温度值范围之内。

作为另一种可选的实施例：首先，控制所述发光组件的点亮时间，其值为A。然后，根据公式S_j+1＝S_j-0.5，控制所述发光组件的熄灭时间，使得所述发光组件的温度值处于所述设定温度值范围之内；其中，S_j+1为在所述发光组件的温度值低于所述设定温度范围内的最低值的条件下，所述发光组件第j+1次熄灭的时间；S_j为在所述发光组件的温度值低于所述设定温度范围内的最低值的条件下，所述发光组件第j次熄灭的时间；当j＝1时，S_j＝S_N,S_N为在所述发光组件的温度值高于所述设定温度范围内的最高值的条件下，所述发光组件最后一次熄灭的时间；j为所述发光组件的温度值低于所述设定温度范围内最低值时的温度检测次数；其中，S≥0。

由上述公式可知，在需要升温时，也是通过控制发光组件的亮灭时间进行升温，而不是一直点亮发光组件进行升温，因此可以在不影响使用者使用的情况下进行平缓升温。具体来说，下一次熄灭的时间比上一次熄灭的时间会缩短0.5秒，而当检测次数越多，熄灭的时间会越短，进而使而在不影响使用者使用的情况下可进行平缓升温。另外，相邻两次熄灭的间隙，会固定点亮发光组件A秒钟，维持光疗仪的治疗效果。

在另一种可选的实施例中，首先，控制所述发光组件的点亮时间，其值为A。其次，根据公式S_j+1＝S_j-C^j，控制所述发光组件的熄灭时间，使得所述发光组件的温度值处于所述设定温度值范围内；其中，S_j+1为在所述发光组件的温度值低于所述设定温度范围内的最低值的条件下，所述发光组件第j+1次熄灭的时间；S_j为在所述发光组件的温度值低于所述设定温度范围内的最低值的条件下，所述发光组件第j次熄灭的时间；当j＝1时，S_j＝S_N,S_N为在所述发光组件的温度值高于所述设定温度范围内的最高值的条件下，所述发光组件最后一次熄灭的时间；C为定值，C＞1；j为所述发光组件的温度值低于所述设定温度范围内最低值时的温度检测次数；其中，S≥0。

由上述公式可知，在需要升温时，也是通过控制发光组件的亮灭次数及亮灭时间进行升温，而不是一直点亮发光组件进行升温，不会出现升温过快烫伤使用者的情况，因此可以在不影响使用者使用的情况下进行平缓升温。具体来说，下一次熄灭的时间比上一次熄灭的时间会缩短C^j秒，因此该公式每次熄灭的时间会比上面的公式熄灭的时间更短，更快达到升温的效果，升温效果更好。

另外，相邻两次熄灭的间隙，会固定点亮发光组件A秒钟，维持光疗仪的治疗效果。

发光组件的点亮时间是固定的，一般为A秒，而发光组件的熄灭时间是根据检测次数j进行动态计算的，然后根据计算结果进行调整，使的温度处于设定温度值范围。检测次数、熄灭时间请参看表2。

表2

当S_j+1＝0时，发光组件就一直是亮着的。如果S_j+1无法正好等于0，那么在S_j+1即将变负数时，程序会自动将S_j+1作0处理。

另外，另外，发光组件一亮一灭形成一个周期T，所述发光组件的第j+1次亮灭组成的时间周期T_j+1＝A秒+S_j+1。当然发光组件的第j次亮灭组成的时间周期T_j＝A+S_j。

通过本发明的一个或者多个实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明公开了一种温度控制方法及温控设备，利用温度传感器检测温控设备的发光组件的温度值。然后利用控制器基于发光组件的温度值和设定温度范围内的所有温度值进行比对；在发光组件的温度值高于设定温度范围内的最高值时，或者发光组件的温度值低于设定温度范围内的最低值时，通过调整发光组件的亮灭时间来调整发光组件的温度值，将发光组件的温度值控制在设定温度值范围之内。由于本发明可通过温度传感器实时检测温控设备的发光组件的温度值给控制器，并且控制器可自动调整调整发光组件的亮灭时间来达到设定温度值范围，温度控制的效果较好。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。