本發(fā)明屬于巖土材料與電子技術(shù)交叉領(lǐng)域，特別涉及一種巖土體熱電/熱磁性能的控制方法及裝置，適用于節(jié)能、環(huán)保要求高或能源供給不充足地區(qū)利用巖土體熱電/熱磁性能而釋放或吸收熱量及產(chǎn)生可控電磁信號。

技術(shù)背景：

發(fā)展新型釋吸熱、電磁控制技術(shù)是解決節(jié)能、環(huán)保要求高地區(qū)或能源供給不充足地區(qū)建立低成本宜居、工作環(huán)境的有效途徑，也是巖土材料與電子技術(shù)領(lǐng)域的前沿課題之一。熱電/熱磁效應(yīng)及其材料等新型電子技術(shù)已經(jīng)取得了一定進(jìn)展與成果。但是，目前，節(jié)能、環(huán)保要求高或能源供給不充足地區(qū)建立低成本宜居、工作的環(huán)境，往往依靠傳統(tǒng)的建筑與供能方式提供電熱，而其基建與維護(hù)成本極高；或是采用現(xiàn)有熱電/熱磁效應(yīng)技術(shù)從而降低環(huán)境影響提升節(jié)能水平，而這些常常集中于供能條件較好的小范圍室內(nèi)環(huán)境，成本依然很高，對大范圍的宜居、工作的環(huán)境建造與維護(hù)要求常難以滿足，且成本更高，不得不依靠傳統(tǒng)建筑與供能方式，無法實現(xiàn)預(yù)期效果。而建造與維護(hù)宜居、工作的環(huán)境均需依靠巖土材料完成，由于巖土體不均勻性，外界環(huán)境所傳遞的熱量在巖土體內(nèi)部也是不均勻的，即巖土材料內(nèi)部存在熱量梯度。同時，巖土材料含有豐富的鐵、鋁等導(dǎo)體元素，在一定條件下其熱量梯度可產(chǎn)生電動勢，反之一定條件下電動勢可改變其熱量，即發(fā)生熱電/熱磁效應(yīng)。加之巖土體分布廣泛、體積巨大及自然界熱量分布的不均勻性及其長期性，使得巖土體熱電/熱磁效應(yīng)擁有巨大的潛在發(fā)生機制，形成高效的天然釋吸熱、電磁控制系統(tǒng)。因此，充分利用巖土體熱量梯度的熱電/熱磁效應(yīng)發(fā)生機制，發(fā)明一種巖土體熱電/熱磁性能的控制方法及裝置，解決節(jié)能、環(huán)保要求高地區(qū)或能源供給不充足地區(qū)建立低成本宜居、工作環(huán)境的難題，例如在人煙稀少的沙漠、戈壁、山區(qū)等均可設(shè)置該巖土體熱電/熱磁性能的控制方法及裝置，對解決這些地區(qū)能源不充足、生存環(huán)境困難問題與探索低成本可持續(xù)的新型釋吸熱、電磁控制技術(shù)，具有十分重要的科學(xué)意義和實際應(yīng)用價值。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目是，針對節(jié)能、環(huán)保要求高地區(qū)或能源供給不充足地區(qū)建立低成本宜居、工作環(huán)境的難題，提供一種適用于這些地區(qū)利用巖土體熱電/熱磁效應(yīng)發(fā)生機制而進(jìn)行釋吸熱、電磁控制方法及裝置。

本發(fā)明涉及的一種巖土體熱電/熱磁性能的控制方法，利用巖土體熱量梯度的熱電/熱磁效應(yīng)發(fā)生機制，首先將電磁合金針插入或接觸巖土體不同溫度區(qū)域；接著通過柔性電磁導(dǎo)線連接電磁合金針、擴展式能量梯度控制器、熱控器、儲電器、穩(wěn)壓器、電磁信號控制器、釋電器、電控器，形成完整的巖土體熱電/熱磁性能的控制裝置；然后，通過啟動擴展式能量梯度控制器、熱控器、儲電器，根據(jù)巖土體熱電效應(yīng)發(fā)生機制，在正負(fù)電磁合金針與巖土體之間形成熱電偶電路，將梯度熱量轉(zhuǎn)化為電能，通過柔性電磁導(dǎo)線、熱控器將電能存儲到儲電器，降低巖體溫度；而后可啟動穩(wěn)壓器、電磁信號控制器，根據(jù)需要將電能釋放傳遞至電磁信號控制器，可根據(jù)需要產(chǎn)生電磁信號；最后，啟動釋電器、電控器，根據(jù)熱電/熱磁效應(yīng)控制原理，由釋電器輸出電能，并通過電控器傳遞給擴展式能量梯度控制器，根據(jù)需要由擴展式能量梯度控制器通過柔性電磁導(dǎo)線對電磁合金針產(chǎn)生電場或磁場，并利用熱電/熱磁效應(yīng)機制，調(diào)節(jié)控制巖土體的熱量梯度、電勢梯度、磁場梯度及其分布，降低或升高巖土體的溫度。此外，由于一般巖土體分布廣泛、體積巨大及自然界熱量分布的不均勻性及其長期性，可由巖土體熱電/熱磁性能的控制裝置進(jìn)行長時間連續(xù)穩(wěn)定的控制其熱電/熱磁性能，釋放或吸收熱量，并產(chǎn)生電能、磁場與電磁信號。

本發(fā)明涉及的一種巖土體熱電/熱磁性能的控制裝置，由電磁合金針、柔性電磁導(dǎo)線、擴展式能量梯度控制器、熱控器、儲電器、穩(wěn)壓器、電磁信號控制器、釋電器、電控器組成。

1.電磁合金針

電磁合金針由柔性電磁導(dǎo)線連接正負(fù)兩級合金針而成，可實現(xiàn)與熱量分布不均的巖土體形成熱電偶電路，產(chǎn)生熱電效應(yīng)或熱磁效應(yīng)，將梯度熱量轉(zhuǎn)化為電能。

2.柔性電磁導(dǎo)線

柔性電磁導(dǎo)線由導(dǎo)體/半導(dǎo)體納米管等材料制成，可實現(xiàn)高靈敏、低損耗的電磁傳輸。

3.擴展式能量梯度控制器

擴展式能量梯度控制器通過柔性電磁導(dǎo)線連接并控制整個裝置，可實現(xiàn)熱量轉(zhuǎn)化為電能的控制，實現(xiàn)電能、磁場轉(zhuǎn)化為熱量的控制，進(jìn)而間接控制巖土體的熱量梯度、電勢梯度、磁場梯度及其分布，可實現(xiàn)電能、磁能傳輸及其控制，可實現(xiàn)根據(jù)需要擴展規(guī)模來調(diào)整連接電磁合金針的數(shù)量。

4.熱控器

熱控器是擴展式能量梯度控制器與儲電器的閾值控制機構(gòu)，可實現(xiàn)由熱量轉(zhuǎn)化為的電能的傳輸電勢控制，保障儲電器的安全與穩(wěn)定。

5.儲電器

儲電器是根據(jù)蓄電池原理而制成，可實現(xiàn)熱量轉(zhuǎn)化為的電能的存儲與釋放。

6.穩(wěn)壓器

穩(wěn)壓器可實現(xiàn)電勢閾值與穩(wěn)定控制，保障電磁信號控制器、釋電器的安全與穩(wěn)定。

7.電磁信號控制器

電磁信號控制器可實現(xiàn)根據(jù)需要產(chǎn)生不同類型的電磁信號并傳輸電能。

8.釋電器

釋電器可實現(xiàn)根據(jù)需要向擴展式能量梯度控制器釋放并傳輸電能。

9.電控器

電控器可實現(xiàn)向擴展式能量梯度控制器傳輸電勢閾值與穩(wěn)定的控制，保障擴展式能量梯度控制器的安全與穩(wěn)定。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1、能夠?qū)崿F(xiàn)將巖土體的梯度熱量收集并轉(zhuǎn)化為電能、磁場、電磁信號。

2、能夠?qū)崿F(xiàn)巖土體熱量梯度、電勢梯度、磁場梯度及其分布的控制。

3、能夠?qū)崿F(xiàn)巖土體釋放或吸收熱量的控制，降低或升高巖土體的溫度。

4、能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能、環(huán)保要求高或能源供給不充足地區(qū)長時間且連續(xù)穩(wěn)定的釋放或吸收熱量及產(chǎn)生可控的電磁信號。

5、本方法及裝置穩(wěn)定性高、連續(xù)性高、可控性強、節(jié)能、效率高、成本低、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，對操作人員沒有很強的技術(shù)要求。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明的整體組成結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1中各標(biāo)記分別為：1.電磁合金針；2.柔性電磁導(dǎo)線；3.擴展式能量梯度控制器；4.熱控器；5.儲電器；6.穩(wěn)壓器；7.電磁信號控制器；8.釋電器；9.電控器；10.巖土體。

圖2是巖土體熱電/熱磁性能的控制方法具體實施方式流程圖。

具體實施方式：

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明涉及的巖土體熱電/熱磁性能的控制裝置、方法的技術(shù)方案進(jìn)一步說明：

一、巖土體熱電/熱磁性能的控制裝置

1.電磁合金針由同時具備一定熱電、熱磁性能的合金材料一次鑄模加工成型，兩根1.電磁合金針通過2.柔性電磁導(dǎo)線相連形成一組，1.電磁合金針可插入或接觸10，巖土體不同溫度區(qū)域，以與熱量分布不均的巖土體形成熱電偶電路，產(chǎn)生熱電效應(yīng)或熱磁效應(yīng)，將梯度熱量轉(zhuǎn)化為電能；2.柔性電磁導(dǎo)線由高靈敏、低損耗的電磁材料制成，通過2.柔性電磁導(dǎo)線將1.電磁合金針按組與3.擴展式能量梯度控制器連接，并將熱量轉(zhuǎn)化為的電能傳遞于3.擴展式能量梯度控制器，3.擴展式能量梯度控制器可根據(jù)需要擴展規(guī)模來調(diào)整連接1.電磁合金針的數(shù)量；3.擴展式能量梯度控制器通過2.柔性電磁導(dǎo)線與4.熱控器、5.儲電器相連接，4.熱控器通過控制傳遞來的電能的閾值與穩(wěn)定，保障5.儲電器安全與穩(wěn)定，電能存儲于5.儲電器；5.儲電器通過2.柔性電磁導(dǎo)線與6.穩(wěn)壓器、7.電磁信號控制器相連接，6.穩(wěn)壓器通過控制5.儲電器釋放傳遞來的電能的電勢閾值與穩(wěn)定，保障7.電磁信號控制器的安全與穩(wěn)定；7.電磁信號控制器可根據(jù)需要產(chǎn)生不同類型的電磁信號并傳輸電能；7.電磁信號控制器通過2.柔性電磁導(dǎo)線與另一個6.穩(wěn)壓器、8.釋電器相連接，6.穩(wěn)壓器通過控制7.電磁信號控制器傳遞來的電能的電勢閾值與穩(wěn)定，保障8.釋電器的安全與穩(wěn)定；8.釋電器通過2.柔性電磁導(dǎo)線與9.電控器、3.擴展式能量梯度控制器相連接，并傳輸電能給9.電控器；9.電控器通過控制8.釋電器傳遞來的電能的電勢閾值與穩(wěn)定，保障3.擴展式能量梯度控制器的安全與穩(wěn)定；3.擴展式能量梯度控制器可根據(jù)需要控制電能、磁場轉(zhuǎn)化為熱量，并通過1.電磁合金針將熱量傳遞給10.巖土體，形成巖土體熱電/熱磁性能的控制裝置，從而利用熱電/熱磁效應(yīng)機制控制巖土體的熱量梯度、電勢梯度、磁場梯度及其分布，降低或升高巖土體的溫度。

二、巖土體熱電/熱磁性能的控制方法

利用巖土體熱量梯度的熱電/熱磁效應(yīng)發(fā)生機制，首先將1.電磁合金針插入或接觸10.巖土體不同溫度區(qū)域；接著通過2.柔性電磁導(dǎo)線連接1.電磁合金針、3.擴展式能量梯度控制器、4.熱控器、5.儲電器、6.穩(wěn)壓器、7.電磁信號控制器、8.釋電器、9.電控器，形成完整的巖土體熱電/熱磁性能的控制裝置；然后，通過啟動3.擴展式能量梯度控制器、4.熱控器、5.儲電器，根據(jù)巖土體熱電效應(yīng)發(fā)生機制，在正負(fù)1.電磁合金針與10.巖土體之間形成熱電偶電路，將梯度熱量轉(zhuǎn)化為電能，通過2.柔性電磁導(dǎo)線、4.熱控器將電能存儲到5.儲電器，降低巖體溫度；而后可啟動6.穩(wěn)壓器、7.電磁信號控制器，將電能根據(jù)需要釋放傳遞至7.電磁信號控制器，可根據(jù)需要產(chǎn)生電磁信號；最后，啟動第二個6.穩(wěn)壓器、8.釋電器、9.電控器，根據(jù)熱電/熱磁效應(yīng)控制原理，由8.釋電器輸出電能，并通過9.電控器傳遞給3.擴展式能量梯度控制器，根據(jù)需要由3.擴展式能量梯度控制器通過2.柔性電磁導(dǎo)線對1.電磁合金針產(chǎn)生電場或磁場，調(diào)節(jié)控制巖土體的熱量梯度、電勢梯度、磁場梯度及其分布，降低或升高巖土體的溫度。此外，由于一般巖土體分布廣泛、體積巨大及自然界熱量分布的不均勻性及其長期性，可由巖土體熱電/熱磁性能的控制裝置進(jìn)行長時間連續(xù)穩(wěn)定的控制其熱電/熱磁性能，釋放或吸收熱量，并產(chǎn)生電能、磁場與電磁信號。