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多功能采样冷藏培养箱的研制

导读: 将采样、冷藏、培养箱和太阳能供电等功能设计成一体,箱内设置高效复合的加热、制冷和温控装置,通过电脑智能控制采样、冷藏、培养各自所需的温度,具有采样、冷藏、培养箱通用的功能。

  将采样、冷藏、培养箱和太阳能供电等功能设计成一体,箱内设置高效复合的加热、制冷和温控装置,通过电脑智能控制采样、冷藏、培养各自所需的温度,具有采样、冷藏、培养箱通用的功能。这样在执行任务中可减少携带箱子的件数,降低重量,又不依赖市电也可以工作,特别适合于野战条件下使用。

  在反恐反生物武器袭击中,战剂标本的采样、冷藏、培养,是确定生物战剂种类的重要工作,也是取得反生物战胜利的重要保证。因此在未来的反生物战和日常卫生防疫工作中,对采样、冷藏、培养箱的功能提出了更高的要求。我们在分析研究现有装备的采样、冷藏、培养箱主要缺陷的基础上,针对反生物不同的作战环境和特点,结合现有高科技技术,构思并研制了“多功能采样冷藏培养箱”。用于反生物战中,病毒、细菌、立克次体、真菌等生物战剂标本的采样、冷藏、培养。大型现场活动的卫勤保障、医疗、卫生防疫、制药、环保等行业的生产、检验、培养、实验、消毒、储存、科研等工作。

  1 现有装备主要存在问题与改进的构思

  1.1 主要存在问题

  目前使用的便携式采样、冷藏、培养箱,采样、冷藏基本采用冰块加保温箱的模式,培养箱是采用电热丝加热的模式。三个箱子的功能分别是现场战剂标本的采集存人采样箱,然后在将战剂标本存入冷藏箱进行后送,在将战剂标本存人培养箱进行培养。存在的主要问题是,使用携带箱子多,准备时间长,操作次数多。冰块降温需要依赖于后方支援,使用时间短。培养箱升温时间,能量转换效率低,没有自备供电能力。操作过程中战剂标本容易受到污染和战剂标本污染环境。三个箱子技术相对落后,体积重量较大、对市电依赖性强、携带行动不便,不适于野外条件下使用等缺点。

  1.2 改进的构思

  我们将采样、冷藏、培养、自备太阳能供电等功能通过现代技术设计成一体,通过电脑自动智能控制采样、冷藏、培养各自所需的温度。既有采样、冷藏、培养箱独立的功能,又具有联用的功能。这样在执行任务中可减少携带箱子的件数,降低重量,又不依赖市电也可以工作,特别适合于野外条件下使用。

  2 解决的主要问题

  “多功能采样冷藏培养箱”研制目的就在于提供一种集采样、冷藏、培养功能为一体,智能、轻便、电能消耗小、能量转换效率高,便于野外作业使用。关键要解决加热和冷藏两种装置一体化设计等问题,主要就是在箱内设计安装复合高效的加热、制冷装置和温控装置。在启动培养功能时,加热装置开始工作,我们改变传统的电热丝加热模式,加热装置是在内胆的内隔板上贴敷红外发热膜,四周喷涂镀金反射膜。红外发热膜、温控装置及锂电池电连接。通电后,红外发热膜直接对培养体进行加热,由于外发热膜热惯性极小,通电后0.8 s可达额定功率的5o%,约1 s可达额定功率的80%,约2 s可全功率运行,升温迅速准确。在内壁一定部位喷涂钛、金等稀有金属,作为定向反射层,可大大提高加热效率,降低反射板的温度。反射膜反射回散射部分能量,电能转化成热能的转化效率得到显著提高。

  在启动功采样、冷藏能时,箱体内壁复合安装半导体制冷片,在制冷装置开始工作,半导体制冷片作为制冷系统,无噪声、无污染、启动快只要一通上电,就可以几分钟内结上一层雪白的冰霜开始降温,并可以对箱内的温度进行实时监控,既方便又迅速。因此它开辟了制冷技术的一个新分支,解决了多功能采样冷藏培养箱特殊场合的制冷难题,符合人们在特种场合的需要。

  太阳能电池为锂电池充电提供电力。锂电池体积小,重量轻,因此,在培养箱整体体积和重量并未明显增加的情况下,实现了无需外接电源即可正常使用的目的,适合在无市电的野战条件下使用。同时,由于加热是由红外发热膜直接对培养体进行加热,反射膜反射回部分能量继续利用,因此,内阻壁体及壳体少有升温,这样其温度与环境温度的温差就很小,从而通过壳体所散失的热量也很少,这样,就可减小壳体厚度,进而实现降低重量,减小培养箱外型体积的目的。采取了上述技术,在不增加重量和体积的前提下,实现了采样、冷藏、培养多功能一体化的目的。

  3 技术指标

  主要技术数据:

  电源:交流220V频率:50 Hz,直流l2V,太阳能自备电源;

  功率:30 w;

  调温范围:0~C~50℃;

  箱内温差:≤ ±1.5~C;

  外形尺寸:N/A;

  容积:可放人直径为10的培养皿10个左右;

  温度漂移(±℃):0.5;

  时间:可调;

  重量:3 kg。

 

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