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一种便携式医用液体恒温箱的探索与研制

[日期:2018-01-03]   来源:河北省临床医学工程学会  阅读: 0[收藏本站]
一种便携式医用液体恒温箱的探索与研制
The explore and manufacture of a simply constructed constant temperature case for medical liquid
郭文旭 古庆恩 王延辉 李信政 陈清奎
白求恩国际和平医院医学工程科河北石家庄市 050082
摘要:由于医疗卫生机构使用的一些医用液体如静脉注射生理盐水、注射液、透析液等需要加热至人体温度并恒温保存,所以恒温箱成为一种必备的设备。而市售恒温箱往往体积庞大,灵活性差并且价格高昂,因此本文主要探索研制一种携带方便、价格适中的医用液体加热保温装置。
关键词:医用液体恒温箱
Abstract:  Because some medical liquid used in the medical and health institutions such as intravenous saline solution, injection, dialysate, etc. requires to be heated to the human body temperature and preserved at a constant temperature condition , so constant temperature case becomes a necessary equipment. But constant temperature case sold in the market is large, unwieldy and expensive, so this article mainly explore and develop a portable, affordable medical liquid heating and preserving device.
Key words:  the medicinal liquid, constant temperature case
1.引言
由于一些医用液体需要加热至人体温度并恒温保存,所以各大医院都配备了一定数量的恒温箱,而一般的恒温箱往往体积庞大,灵活性差并且价格高昂,所以研制一种便携的,价格适中的恒温箱就显得尤为必要。
2.恒温箱的研制
2.1 温度控制原理
度控制系统主要由温控仪、固态继电器、热电偶温度传感器、加热件及外箱组成,原理图如1所示
 
                      图1温度控制原理示意图
其工作流程如下:先在温控仪面板上设定所要求达到的温度,然后启动自整定状态,自整定状态是通过控制器内的人工智能算法自动计算和设定控制参数,能自动适应不同被控对象。控制器通过改变加温继电器在单位时间内的通断比来达到对加热功率的控制,当温度设定值与样本仓当前温度之差大于2℃时,设置大通断比以达到快速加热升温的效果,当温度差小于2℃时,设置小的通断比,并利用热惯性加热至设定值,从而防止加热过量,当达到设定值后,控制器会计算箱体向外散热的功率,并通过继电器控制加热片按照此功率加热进行补偿,从而保证了温度的恒定。发热元件为1片硅胶加热片(60W220V),K型热电偶检测箱内温度并反馈到智能温控仪12脚。如果温度没有达到设定温度,则7脚,8脚输出SSR触发电平,使固态继电器工作,控制固态继电器常开接点,使加热片得电工作。系统可以在28-40℃间任意调整箱体内的温度。
值得注意的是,如果箱内过于干燥,可能会产生静电进而影响温度传感器的测量准确性,所以本恒温箱引入了加湿装置对箱内湿度进行补偿,默认湿度范围为RH40%-50%,湿度控制器的控制原理与操作方式与温控类似,在此不再赘述。恒温箱实物图如下图所示:
 
2 恒温箱实物图
2.2 温度控制效果
为了检验恒温箱的温度控制效果,我们将一支水银温度计放入恒温箱内,将恒温箱温度分别设定为2831343740,同时记录水银温度计,并将两者作对比,本实验共重复5次,所得结果如表1所示:
1 温箱温度与水银温度计对比情况

温控仪设置温度/℃
28
31
34
37
40
水银温度计示数/℃
28.0±0.2
30.9±0.1
34.1±0.2
37.1±0.1
39.9±0.2

 
从表中可以看出:恒温箱设置的温度与水银温度计的示数无明显差异,说明本恒温箱温控效果良好
根据所选择的传感器性能参数推算所得,恒温箱主要性能指标如表2所示
2恒温箱主要性能指标

性能指标
箱温控制范围
2840
温度分辨率
0.1
温度波动幅度
±0.2

 
3.结论
以上研究表明本恒温箱具有体积小巧、携带方便、控制精度高等优点,适用于医院,实验室,疾控中心,药店医疗机构单位使用的各种液体的恒温保存。而且由于本恒温箱价格便宜,所以尤其适合一些乡镇医院、卫生所等资金不充足的中小医疗机构。
 
 
 
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