CN105675157A - 蓄冷状态判定方法及其判定仪 - Google Patents

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彭恩华
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/02—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/20—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity

Abstract

本发明公开了一种蓄冷状态判定方法，可根据蓄冷材料的冻结过程温度曲线，选取平缓段所处温度区间设为正在冻结状态；接着，将其它温度区间相对冻结温度作出区分，若高于冻结温度区间外的大斜率段所处温度区间则设为常温状态，同时若低于冻结温度区间外的大斜率段所处温度区间则设为过冷状态。利用蓄冷材料不同的冻结温度曲线中的曲线段温度区间对应判定出不同冻结状态，突破了传统的利用温度数据再根据专业换算结果来判定冻结状态带来的不便，使非专业背景的普通操作人员也能直接得知冻结状态，解决了判定蓄冷状态不方便的局限，具有普及性且判定准确，效率高。

Description

蓄冷状态判定方法及其判定仪
技术领域
本发明属于蓄冷(热)技术领域，具体是一种用于检测蓄冷(热)材料是否已蓄冷或已吸热的电子仪器。
背景技术
无论是高温还是低温的蓄冷材料，都是会有一个蓄冷(热)温度点或温度段。在这个温度上吸收或释放大量的热量。利用这个热量的吸收或释放来实现保温或冷藏的目的。但是如何判断吸收或释放热量是否充分成为一个困难。很难可以标准化。比如利用相变蓄冷的材料，利用冰袋冰盒硬不硬，用手感和测试声音，是否凝固等因素来判断存在人员因素的差别性。特别是对于一些特殊性蓄冷材料，比如固体冰(只以固态型式存在)，整个蓄冷(吸热)都在一个状态下的，根本无法用手眼判定。再就是超低温度蓄冷材料，或超高温的蓄冷材料，不便于用手去接触。就无法准确判定。
对于药品运输中使用的冰盒，蓄冷材料没有完全冻结会影响冷藏时间，冻结严重过冷又会造成运输的药品过冷致使药品失效，造成损失。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种能够准确检测蓄冷盒内蓄冷材料处于哪一种状态的测定方法及其测定仪。
为了实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种蓄冷状态判定方法，首先，根据蓄冷材料的冻结过程温度曲线，选取平缓段所处温度区间设为正在冻结状态；接着，将其它温度区间相对冻结温度作出区分，若高于冻结温度区间外的大斜率段所处温度区间则设为常温状态，同时若低于冻结温度区间外的大斜率段所处温度区间则设为过冷状态。
本发明采用的另一种技术方案是：一种蓄冷状态判定仪，由能够判断并显示蓄冷材料类型及蓄冷状态的相变状态判定器和蓄冷探测装置组成。
所述蓄冷探测装置于由热电偶、导电线、T字形状的棒体和快速插座组成，所述棒体内部嵌装热电偶，热电偶引接导电线，导电线另一端连接快速插座；
所述相变状态判定器的信号线连接能与快速插座插接的快速接头。
所述相变状态判定器的显示屏分为蓄冷材料和蓄冷状态显示区域。
本发明采用的另一种技术方案是：一种蓄冷盒，包括盒体，所述盒体内部放置蓄冷探测装置，盒体的面盖嵌装相变状态判定器。
与现有技术相比，本发明蓄冷状态判定方法利用蓄冷材料不同的冻结温度曲线中的曲线段温度区间对应判定出不同冻结状态，突破了传统的利用温度数据再根据专业换算结果来判定冻结状态带来的不便，使非专业背景的普通技术人员也能直接得知冻结状态，解决了判定蓄冷状态不方便的局限，具有普及性且判定准确，效率高。
本发明将蓄冷探测装置安排在保温箱内，将热电偶一头安装在保温箱内，接头在盒体外。需要了解温度时，将状态判定器联接，选择温度读取，则可以不需要打开保温箱就能快速测试出保温箱内的温度。相对于直接将温度计安排在箱子上的优点在于，温度电子显示部分不会因为保温箱清洗时进水损坏。同时可以一个判定仪器配众多个蓄冷探测装置，蓄冷探测装置成本低廉，有利于降低成本。
本发明由显示器直接显示蓄冷材料的状态，相比传统的手感或眼睛观察，提高了检测准确度和效率。对于操作人员的判断具有确定性，使工作实现标准化。也便于普通技术人员对蓄冷材料情况进行判断。特别是对于单一相态的蓄冷材料，或较高温较低温不便于人体接触的蓄冷材料，具有了可判断性。
附图说明
图1为蓄冷探测装置的结构示意图。
图2为相变状态判定器的显示结构示意图。
图3为蓄冷状态冻结过程温度曲线。
具体实施方式
如图1和图2所示，蓄冷状态测定仪包括两大部件，分别是相变状态判定器1和蓄冷探测装置2。
相变状态判定器1的设置有显示屏和控制面板。显示屏分为两个区域，左边区域为蓄冷材料类型显示区域11，可显示冷藏型、冷冻I型、冷冻II型、高温冰I型等。右边区域为蓄冷状态显示区域12，可显示常温、冻结、已冻结、严重过冷等几种状态。相变状态判定器的信号线的连接端为快速接头13。控制面板上设置有电源开关、温度状态显示灯和蓄冷材料类型选择键。
蓄冷状态的显示，根据不同蓄冷材料的不同，在不同温度情况下显示出不同的蓄冷状态。以冷藏型蓄冷材料显示蓄冷状态为例，0.5度以上显示为常温，0.5到－3度，显示为冻结，－3到－6显示为已冻结，－6度到－15度显示为过冷，－15度以下，显示为严重过冷.冷冻I型，则把以上数字，所有都减去6度。冷冻II型，再减6度。
使用时，事先设定相变状态判定器的需要显示材料类型。通电后，蓄冷状态判定仪通过测试热电偶上的温度，得出一个数值，再根据这个数值转变为文字或图案显示。显示蓄冷材料的各种状态。同时可以对数值和文字之间进行不同的设定。
为使显示的结果更精准，仪器需要测取蓄冷材料内部的温度数据，因此需要制作蓄冷探测装置2。蓄冷探测装置2包括棒体22，棒体22内部设置热电偶24、导电线23和快速插座21。棒体22呈T字形柱体，采用在长条形弹性材料(如橡胶，发泡硅胶或珍珠棉)中心的不良导热材料，做成蓄冷盒的塞体，既能测取蓄冷材料内部的温度，又方便连接读取温度。热电偶24包裹于棒体22中且置于尾端，热电偶24两极导电线引出到头端，将棒体置入蓄冷盒3后，棒体的头端刚好固定于装蓄冷材料容器的开口端处。
蓄冷材料在冷结过程中，表面和中心有一定的温度差，使用隔热导电材料将热电偶置于蓄冷板的中心位置，有利于测试取点冰盒的中心温度。
中心温度与蓄冷材料的(相变温度)进行对比。设定不同温度范围用不同状态显示的。对于不同类型的蓄冷材料设定不同的温度标准。
由于蓄冷板经常置于高或低温环境中使用，容易产生冷凝水。如果蓄冷状态测定仪做成一体的，容易受温损坏。一般情况下，电子显示器和温度探针相互分离，需要判定的时候，再用快速插座连接电子显示器，判断出蓄冷材料所处状态以后再分开。
当然，蓄冷状态的检测，还可以通过对温度变化的速率进行计算后，就可以自行判断蓄冷材料的类型，并直接生成温度和状态对应的数据。
方法是：1、将蓄冷材料置于超低温环境中进行降温。2、记录温度随时间的变化情况。3、生成温度曲线(如图3所示)。4、在蓄冷状态下温度曲线的斜率是不一样的。从这一段中选取3－5度的温度区间作为冻结(比如，测出来的数据，－6度开始温度曲线斜率变缓，超过－8度以后，曲线斜率又加剧，则会可生成，－6到－9度为正在冻结)。高于这个温度区间的设定为常温(－6度以上设为常温)，低于这个温度区间3度以内的为已冻结(或已蓄冷)(－8度到－11度设为已冻结)，低于3度以下到－11度的的为过冷(－11度到－22度设为过冷)，低于－11为严重过冷(－22度以下设为严重过冷)，状态判定的温度区间生成状态。5、相应的也要增加输入功能，对新类型的蓄冷材料进行命名。以便后面使用调取。
为了说明本蓄冷状态判定方法的科学性，采用实验加以证明。
实验过程：选取4种不同类型的蓄冷材，装200G到真空袋中，置于零下24度冷冻柜中，冷冻22小时以上，记录冻结过程冰袋表面的温度变化。
实验分析，如图可知：
1、高温冰I型蓄冷材，蓄冷温度大于0度，约为4到5度；冷藏型和冷冻I型约为负1到负3度；冷冻II型约为负14度到负18度。(本曲线斜率变化不明显，与蓄冷温度与冷冻温度比较接近有关于，要做更准确的数据，需要采用零下40度的冰柜)
2、从图中可知，冷藏型的蓄冷量最大(水平时间最长)。
3、蓄冷材料开始蓄冷前，都有一定的过冷度。不同材料，过冷度不一样。
4、蓄冷材料的蓄冷温度点不同于该材料的冰点或结晶点。他与蓄冷材料的性状，成份类型有关。
综合以上实验数据与分析，我们可以对温度层进行划分，用温度的数值来衡量蓄冷材料的状态。
对于不同的蓄冷材料而言，蓄冷温度点的高低，不等同于材料的变相温度或化学反应温度。但蓄冷材料的相变或反应温度点有关。
蓄冷温度是一个温度段，他与材料的类型(有机型，无机型)，蓄冷方式(相变方式，化学反应式)，成份类型(单一材料，多种材料混合)等有关。

Claims (5)

1.一种蓄冷状态判定方法，其特在于判定蓄冷状态的方法如下：
首先，根据蓄冷材料的冻结过程温度曲线，选取平缓段所处温度区间设为正在冻结状态；
接着，将其它温度区间相对冻结温度作出区分，若高于冻结温度区间外的大斜率段所处温度区间则设为常温状态，同时若低于冻结温度区间外的大斜率段所处温度区间则设为过冷状态。
2.一种蓄冷状态判定仪，其特征在于：由能够判断并显示蓄冷材料类型及蓄冷状态的相变状态判定器和蓄冷探测装置组成。
3.根据权利要求2所述的蓄冷状态判定仪，其特征在于，所述蓄冷探测装置于由热电偶、导电线、T字形状的棒体和快速插座组成，所述棒体内部嵌装热电偶，热电偶引接导电线，导电线另一端连接快速插座；
所述相变状态判定器的信号线连接能与快速插座插接的快速接头。
4.根据权利要求3所述的蓄冷状态判定仪，其特征在于，所述相变状态判定器的显示屏分为蓄冷材料和蓄冷状态显示区域。
5.一种蓄冷盒，包括盒体，其特征在于：所述盒体内部放置蓄冷探测装置，盒体的面盖嵌装相变状态判定器。
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