CN107174528A - 中药煎煮加水量控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中药煎煮加水量控制方法，其中中药煎煮过程通过控制器控制，武火加热量一定；通过设定参数、读出参数和加水量函数关系计算来获得加水量，并输出加水量信号至显示模块和/或自动加水控制模块以进行手动或自动加水；上述加水量控制方法解决了现有技术无法自动并准确计量加水量的问题。

Description

中药煎煮加水量控制方法

技术领域

本发明涉及中药煎煮领域，具体是涉及一种中药煎煮加水量控制方法。

背景技术

中药处方是人们用来调理身体或治疗疾病的一种有效途径，在医生开出中药处方后的最后关键步骤便是中药的煎煮，目前的中药煎煮大多使用自动煎煮设备进行，自动煎煮设备需借助控制器来完成整个煎煮过程的控制；中药煎煮过程的其中两个关键点分别是加水量的控制和加热量的控制，现有的自动煎煮设备基本上可以较好的控制加热量，但却无法做到对加水量的有效控制，其中原因是没有有效和准确的加水量控制方法，致使控制器无法实现对中药煎煮过程的高质量控制；从而影响中药药剂的药效质量，给患者的治疗带来很大的不利影响。

根据传统中药煎煮理论，一般地，中药处方在3~10帖的处方量，每帖中药基本在3~20味中药，特殊情况也可以为1或2味中药，或者超过20味的中药处方也有，但不常见；从传统的中药处方量，基本每帖中药在100~300克之间；传统的中药煎煮方法是单帖中药煎煮，然而目前在医院或药房等代煎中心进行中药代煎时，从成本上考虑则会把一方中药一次性煎煮，即多帖中药同时煎煮的方式，获得中药药剂供患者服用。

针对不同类型的中药处方的总煎煮时间也不相同，比如，解表类煎煮时间控制在25分钟左右、一般类控制在35分钟左右、滋补类控制在60分钟左右。

然而，现有的自动煎药设备对煎煮过程的加水量大多采用单一变量要素控制方法，没有对加水量所关联的多变量要素进行综合考虑并控制，因而对煎煮完成所获得的中药汤剂量和药效都带来不利影响。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明在于提供一种能够对中药煎煮过程的加水量实现自动控制和准确计量的中药煎煮加水量控制方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种中药煎煮加水量控制方法，所述中药煎煮过程通过控制器控制，武火加热量一定，包括以下步骤：

第一步：设定所需药剂量，设定不同中药类型所对应的总加热时间，设定蒸发量或与蒸发量相关的其它变量参数，并设定不同中药类型所对应的不同吸水系数，以及加水量与其它变量参数之间的函数关系；

第二步：读出所煎中药类型和中药重量；

第三步：根据中药类型确定总加热时间和中药吸水系数；

第四步：控制器通过函数关系计算获得加水量；

第五步：控制器输出加水量信号。

所述加水量信号可以输出至显示模块和/或自动加水控制模块以进行手动或自动加水。

目前，使用带有控制器的自动煎药设备对中药进行的方式已经非常普遍，为了获得高质量的中药药剂，需要对自动煎药设备进行煎煮控制方法进行升级，特别是加水量的控制方法；现有的自动煎药设备几乎没有对中药煎煮的加水量作严格和准确的控制，致使中药药剂的量和质量都受到影响。

中药煎煮的加水量不但与所需中药药剂量有关，还与煎煮过程的蒸发量和中药本身的吸水系数有关，而其中蒸发量则与煎煮过程的加热量和煎煮时间有关，而不同的中药所对应的中药吸水系数又有所不同；因此，根据上述各变量参数之间的对应关系可以设计相应的函数关系。

传统中药煎煮方法为使用武火加热至沸腾后切换至文火加热，使中药材中的药物成分溶解至水中；通过实验测试，使用明火对煎药壶或煎药罐进行加热煎煮可以得知，单帖中药煎煮的武火加热所对应的电加热功率应在1000~2000W之间，文火加热所对应的电加热功率在200~800W之间；若需进行多帖共煎的方法，则需要相应对电加热功率进行调整。

根据煎煮对象的不同可以大致设定中药煎煮过程的武火加热量，即武火条件下的电加热功率；比如：当煎煮对象为单帖中药处方时，则可以直接设定武火条件下的电加热功率为1200W；在电加热功率已知的条件下，根据能量守恒定律，即可计算出单位水量的温度上升速率，以及水在沸腾状态下的蒸发速率；比如：可以计算出单位水量从0℃加热到100℃所需要的时间，也可以计算出水在沸腾状态下单位时间的蒸发量。

在中药类型确定的情况下可以基本确定该类型中药的吸水系数，比如：解表类中药处方，可以给定吸水系数范围为1.5~2.0，但具体需要根据自动煎药设备的不同而不尽相同；为了更加精确的控制加水量，可以对不同类型的中药处方进行吸水系数测定，获得相对应的中药吸水系数数据。

根据传统中药煎煮经验，可以根据不同的中药类型来设定相对应的煎煮时间，即总加热时间，这里所述的总加热时间不包括需要二煎煎煮的加热时间。

在上述条件确定的情况下，还需要对中药煎煮的蒸发量或与蒸发量相关的变量参数进行确定，所述与蒸发量相关的变量参数为具有对蒸发量能起确定作用的变量参数，比如文火加热量和所加入水的初始温度，即可获得较为准确的所需加水量。

当蒸发量一定时，则所述加水量函数关系则可以为，加水量=中药重量×中药吸水系数+所需药剂量+蒸发量。

当文火加热量和初始温度一定时，则所述加水量函数关系可以为：加水量=（中药重量×中药吸水系数+所需药剂量+加热总时间×Q2）/（1+Q1×Q2)；其中，所述Q1为武火加热量所对应的每单位水从初始水温达到沸腾所需要的时间，Q2为文火加热量所对应的单位时间水蒸发量；所述初始水温可以理解为环境温度，比如：冬天可以设定为5℃，夏天可以设定为25℃；所述沸腾需要根据煎煮条件来确定，比如：常压煎煮则为100℃，高压煎煮则超过100℃，具体数据可以根据不同压力下水的沸腾温度数据查到。

当所加入的水的初始温度通过实时检测，所述控制器可读出，文火加热量一定，则所述加水量函数关系为：加水量=（中药重量×中药吸水系数+所需药剂量+加热总时间×Q2）/（1+（沸腾温度-初始温度）×P×Q2）；其中，所述P为武火加热量所对应的每单位水升高每单位温度所需要的时间，Q2为文火加热量所对应的单位时间水蒸发。

上述所加入水的初始温度可以通过温度测量获得并手动输入到控制器；优选地方案是使用温度传感器检测获得，并传输至控制器。

然而在煎煮过程中由于设备的固有结构或管道等原因，在煎煮结束的中药药剂排放过程会有少量的中药药剂停留在设备或管道中不能被排出造成损耗，则需要在加水量中增加这一部分的损耗量；即所述函数关系需要关联所述损耗量，比如：加水量=中药重量×中药吸水系数+所需药剂量+蒸发量+损耗量。

由于电加热在从电能转化为热能时存在能量的转化效率问题，且在设备的传热过程也存在能量损失，因此，上述的武火加热量和文火加热量需要对应一个热效率系数，即实际的加热量需要乘以热效率系数；一般地，电加热的热效率系数为75%~90%。

一般地，中药煎煮需要进行二次煎煮以尽可能多的获得中药材中的药物有效成分，因此优选地，包括二煎加水步骤；所述第一步中增加设定二煎加热时间和二煎药剂量，以及二煎加水量函数关系。

优选地，所述二煎加水量函数关系为：二煎加水量=二煎药剂量+ Q2×二煎加热时间，其中：二煎加热量与文火加热量相同，Q2为文火加热量所对应的单位时间水蒸发量

中药处方针对不同年龄段的人群建议所需服用的药剂量也有所不同，通常，成人为每帖400ml左右分两次服用，儿童和老人则相应减半。

因此优选地，在所述第一步增加设定不同药剂使用类型，并对应不同的药剂量；所述第二步增加读出药剂使用类型；这样就可以在中药煎煮时就可以结合实际中药药剂使用人群来获得药剂量。

本发明的有益效果是：

通过上述中药煎煮加水量控制方法可以实现对中药煎煮加水量的准确控制，同时可以实现自动化操作，进而对中药药剂量进行控制，提高了中药煎煮质量。

附图说明

图1为本发明的一种中药煎煮加水量控制方法的流程示意图；

具体实施方式：

实施例 1 ：

如图1所示的一种中药煎煮加水量控制方法，所述中药煎煮过程通过控制器控制，武火加热量一定，包括以下步骤：

步骤101：设定所需药剂量，设定不同中药类型所对应的总加热时间，设定蒸发量或与蒸发量相关的其它变量参数，并设定不同中药类型所对应的不同吸水系数，以及加水量与其它变量参数之间的函数关系；

步骤102：读出所煎中药类型和中药重量；

步骤103：根据中药类型确定总加热时间和中药吸水系数；

步骤104：控制器通过函数关系计算获得加水量；

步骤105：控制器输出加水量信号。

所述加水量信号可以输出至显示模块和/或自动加水控制模块以进行手动或自动加水。

实施例 2 ：

使用上述实施例1所述的中药煎煮加水量控制方法进行测试，所述中药煎煮过程通过控制器控制和自动加水控制模块，所述自动加水控制模块与控制器连接，武火加热量为1200W，包括以下步骤：

第一步：设定所需药剂量400ml，设定蒸发量200ml；并设定不同中药类型所对应的不同吸水系数，具体为：解表类为1.5、一般类1.3、滋补类1.1；设定不同中药类型的总加热时间，具体为：解表类：25min、一般类35min、滋补类60min；加水量的函数关系为：加水量=中药重量×中药吸水系数+所需药剂量+蒸发量；

第二步：读出所煎中药类型为解表类和中药重量200g；

第三步： 根据中药类型为解表类并设定总加热时间为25min和中药吸水系数为1.5；

第四步：控制器通过函数关系计算获得加水量为200×1.5+400+200=900ml；

第五步：控制器输出加水量为900ml的信号。

上述加水量信号可以直接传输至自动加水控制模块，并由所述自动加水控制模块进行自动加水。

实施例 3 ：

使用上述实施例1所述的中药煎煮加水量控制方法进行测试，所述中药煎煮过程通过控制器控制、温度传感器和自动加水控制模块，所述温度传感器和自动加水控制模块均与控制器连接，武火加热量为1500W，包括以下步骤：

第一步：设定所需药剂量400ml，设定文火加热量为300W；并设定不同中药类型所对应的不同吸水系数，具体为：解表类为1.8、一般类1.5、滋补类1.2；设定不同中药类型的总加热时间，具体为：解表类：25min、一般类35min、滋补类60min；设定加水量函数关系为：加水量=（中药重量×中药吸水系数+所需药剂量+加热总时间×Q2）/（1+（沸腾温度-初始温度）×P×Q2）；其中，所述P为武火加热量所对应的每单位水升高每单位温度所需要的时间为0.0035s/℃.ml，Q2为文火加热量所对应的单位时间水蒸发量0.127ml/s。

第二步：读出所煎中药类型为解表类、初始温度为25℃和中药重量200g；

第三步： 根据中药类型为解表类并设定总加热时间为25min和中药吸水系数为1.8；

第四步：控制器通过函数关系计算获得加水量为(200×1.8+400+25×60×0.127)/(1+(100-25) ×0.0035×0.127)=920ml；

第五步：控制器输出加水量为920ml的信号。

上述加水量信号可以直接传输至自动加水控制模块，并由所述自动加水控制模块进行自动加水。

实施例 4 ：

使用上述实施例1所述的中药煎煮加水量控制方法进行测试，所述中药煎煮过程通过控制器控制、温度传感器和自动加水控制模块，所述温度传感器和自动加水控制模块均与控制器连接，武火加热量为1500W，包括以下步骤：

第一步：设定所需药剂量200ml，设定文火加热量为300W；并设定不同中药类型所对应的不同吸水系数，具体为：解表类为1.8、一般类1.5、滋补类1.2；设定不同中药类型的总加热时间，具体为：解表类：25min、一般类35min、滋补类60min；设定加水量函数关系为：加水量=（中药重量×中药吸水系数+所需药剂量+加热总时间×Q2）/（1+（沸腾温度-初始温度）×P×Q2）；其中，所述P为武火加热量所对应的每单位水升高每单位温度所需要的时间为0.0035s/℃.ml，Q2为文火加热量所对应的单位时间水蒸发量0.127ml/s；所述第二步中增加设定读出初始温度。

第二步：读出所煎中药类型为滋补类、初始温度为25℃和中药重量200g；

第三步： 根据中药类型为解表类并设定总加热时间为60min和中药吸水系数为1.2；

第四步：控制器通过函数关系计算获得加水量为(200×1.2+200+60×60×0.127)/(1+(100-25) ×0.0035×0.127)=868ml；

第五步：控制器输出加水量为868ml的信号。

上述加水量信号可以直接传输至自动加水控制模块，并由所述自动加水控制模块进行自动加水。

Claims (10)

1.一种中药煎煮加水量控制方法，其特征在于：中药煎煮过程通过控制器控制，武火加热量一定，包括以下步骤：

第一步：设定所需药剂量，设定不同中药类型所对应的总加热时间，设定蒸发量或与蒸发量相关的其它变量参数，并设定不同中药类型所对应的不同吸水系数，以及加水量与其它变量参数之间的函数关系；

第二步：读出所煎中药类型和中药重量；

第三步：根据中药类型确定总加热时间和中药吸水系数；

第四步：控制器通过函数关系计算获得加水量；

第五步：控制器输出加水量信号。

2.根据权利要求1所述的中药煎煮加水量控制方法，其特征在于：所述第一步中设定蒸发量，且所述加水量函数关系为，加水量=中药重量×中药吸水系数+所需药剂量+蒸发量。

3.根据权利要求1所述的中药煎煮加水量控制方法，其特征在于：在所述第一步中增加设定热效率系数，所述函数关系关联所述热效率系数。

4.根据权利要求1所述的中药煎煮加水量控制方法，其特征在于：所述第一步中设定文火加热量和初始温度，且设定所述加水量函数关系为：加水量=（中药重量×中药吸水系数+所需药剂量+加热总时间×Q2）/（1+Q1×Q2）；其中，所述Q1为武火加热量所对应的每单位水从初始水温达到沸腾所需要的时间，Q2为文火加热量所对应的单位时间水蒸发量。

5.根据权利要求1所述的中药煎煮加水量控制方法，其特征在于：所述第一步中设定文火加热量，且设定所述加水量函数关系为：加水量=（中药重量×中药吸水系数+所需药剂量+加热总时间×Q2）/（1+（沸腾温度-初始温度）×P×Q2）；其中，所述P为武火加热量所对应的每单位水升高每单位温度所需要的时间，Q2为文火加热量所对应的单位时间水蒸发量；所述第二步中增加设定读出初始温度。

6.根据权利要求5所述的中药煎煮加水量控制方法，其特征在于：所述初始温度通过温度传感器检测，并传输至控制器。

7.根据权利要求1-6任一项所述的中药煎煮加水量控制方法，其特征在于：在所述第一步中增加设定煎煮过程水的损耗量，所述函数关系关联所述损耗量。

8.根据权利要求1-6任一项所述的中药煎煮加水量控制方法，其特征在于：包括二煎加水步骤；所述第一步中增加设定二煎加热时间和二煎药剂量，以及二煎加水量函数关系。

9.根据权利要求8所述的中药煎煮加水量控制方法，其特征在于：所述二煎加水量函数关系为：二煎加水量=二煎药剂量+ Q2×二煎加热时间，其中：二煎加热量与文火加热量相同，Q2为文火加热量所对应的单位时间水蒸发量。

10.根据权利要求1-6任一项所述的中药煎煮加水量控制方法，其特征在于：在所述第一步增加设定不同药剂使用类型，并对应不同的药剂量；所述第二步增加读出药剂使用类型。