CN111994473A - 一种基于单片机控制的疫苗运输的冷链运输装置 - Google Patents

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CN111994473A CN202010834205.5A CN202010834205A CN111994473A CN 111994473 A CN111994473 A CN 111994473A CN 202010834205 A CN202010834205 A CN 202010834205A CN 111994473 A CN111994473 A CN 111994473A
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Abstract

本发明公开了一种基于单片机控制的疫苗运输的冷链运输装置，包括运输箱体和安装在运输箱体上的箱门组件；所述运输箱体包括一外层覆盖有保温材料的外壳体和一金属制成的内壳体；外壳体和内壳体之间形成一个密闭的中空层，中空层填充有非牛顿流体冷却液，所述外壳体上安装有一个用于冷却非牛顿流体冷却液和使其循环流动的制冷器，制冷器两端均连接有用于将非牛顿流体冷却液输出到中空层的导管组件；所述内壳体上表面固定安装有一组上循环风扇，内壳体的下表面固定安装有一组下循环风扇。本发明的优点是：不直接接触冷媒温度稳定，制冷器体积小且箱体具有抗冲击性能。

Description

一种基于单片机控制的疫苗运输的冷链运输装置
技术领域
本发明涉及冷链运输装置，尤其是涉及一种基于单片机控制的疫苗运输的冷链运输装置。
背景技术
目前，许多药品、生物制品等的冷链运输（如疫苗、抗体类药物或血清等生物制品等），需要专门的冷链运输车辆，包括冷冻车、冷冻船、冷冻集装箱等。但这些运输工具结构复杂，且成本极高，仅仅适合大批量运输。当遇到紧急救援或其他情况需要小批量多次运输时，这类传统的运输装置成本就更高。
当生物制品小批量运输时，通常采用便携式保温箱，此类便携式保温箱结构小巧，便于传输。但对于疫苗运输，药品GSP及《疫苗流通和预防接种管理条例》规定，疫苗需在2～8℃冷链下贮存及运输，严禁冻结；目前市场采用的独立疫苗冷藏箱/包，均采用隔热材料作为疫苗外箱添加若干块在-20℃～-30℃预冷的（冷冻剂、冰排），再将目的药品放入冷链运输箱内的方式进行贮运。
传统能够用于医药领域的独立疫苗运输的冷藏箱/包，存在以下不足：
当疫苗与冷媒直接接触，因冷媒（冷冻剂、冰排）在-20℃～-30℃预冷，当冷媒放入疫苗箱时，受温度直接传导效应，疫苗箱外壁瞬时温度会低于0℃，导致疫苗箱内外层的疫苗可能产生冻结，疫苗的生物活性受到严重影响而达不到相关规定；冷链运输箱在运输过程中发送碰撞冲击时容易破损，不具有抗冲击性能。
经检索 CN201320624291.2 公开了一种生物药品冷链运输装置包括保温箱，设于保温箱内的蓄冷板，设于蓄冷板内的蒸发器，设于保温箱内的温度传感器，设于保温箱外部的冷凝器、制冷压缩机、温度控制器和直流电池；蒸发器的输入口与冷凝器的输出口连接，冷凝器的输入口与制冷压缩机的输出口连接，制冷压缩机的输入口与蒸发器的输出口连接；温度控制器的信号输入端与温度传感器的信号输出端连接，温度控制器的信号输出端与制冷压缩机的信号输入端连接，由温度控制器根据温度传感器检测的温度值控制制冷压缩机启动或停止。该技术方案是通过冷凝器将蓄冷剂相变结晶，不具有抗冲击性能同时箱体内温度不稳定。
因此，基于现有技术的不足，医药运输领域急需一种能够使疫苗不直接接触冷媒且箱体具有抗冲击性能的冷链运输箱。
发明内容
本发明针对现有产品的不足，而提供一种基于单片机控制的疫苗运输的冷链运输装置。
本发明的一种基于单片机控制的疫苗运输的冷链运输装置，包括运输箱体和安装在运输箱体上的箱门组件；所述运输箱体包括一外层覆盖有保温材料的外壳体和一金属制成的内壳体；外壳体和内壳体之间形成一个密闭的中空层，中空层填充有非牛顿流体冷却液，所述外壳体上安装有一个用于冷却非牛顿流体冷却液和使其循环流动的制冷器，制冷器两端均连接有用于将非牛顿流体冷却液输出到中空层的导管组件；所述内壳体上表面固定安装有一组上循环风扇，内壳体的下表面固定安装有一组下循环风扇；内壳体的内壁上固定有安装座，所述安装座上固定连接有内格栅板，内格栅板上设置有均匀分布的放置孔；所述外壳体的上表面固定安装有顶板组件，下表面固定安装有底板组件，所述顶板组件通过第二连接器和箱门组件顶部连接，底板组件通过第一连接器和箱门组件的底部连接，所述箱门组件在和运输箱体接触的闭合处设置有密封条，箱门组件内部填充有保温发泡棉层；所述底板组件安装有四个轮组；所述箱门组件的外表面上设置有指示灯、触摸显示屏、温度传感器；
所述外壳体和内壳体的中部设置有一个独立密闭的空腔用于安装控制箱体，所述控制箱体安装有控制器，所述控制器包括MUC单片机、无线发送模块、AD转化器、数字PID补偿网络模块、PWM脉宽调制模块、固态继电器驱动器、信号放大调理模块、电源模块；所述MUC单片机输入端口相连接有AD转化器，温度传感器通过信号放大调理模块和AD转化器连接，温度传感器分别安装在中空层和箱门组件，用于监测非牛顿流体冷却液和内壳体的温度值，无线发送模块、无线接收模块与单片机连接，无线发送模块将温度值监测数据发送给用户端，用户端将控制命令发送给无线接收模块，无线接收模块将控制命令发送给接收信号处理模块，接收信号处理模块将控制命令转化后的控制数字信号发送给单片机I/O端口，单片机将控制数字信号实时输入发送给数字PID补偿网络模块，数字PID补偿网络模块通过PWM脉宽调制模块将执行命令发送给固态继电器驱动器；MUC单片机与触摸显示屏、指示灯连接。
进一步，制冷器包括散热箱、风扇安装座、冷却箱体，所述散热箱上表面安装有风扇安装座，所述散热箱下方安装有冷却箱体，所述散热箱的内部安装有散热电机，散热电机为双输出轴电机，散热电机的上端输出轴安装有风扇安装壳，风扇安装壳四周设置有散热风扇，散热风扇的上方设置有散热器防护罩，风扇安装壳的下方安装有散热片，散热片贴合安装有制冷片，散热电机的下端输出轴安装有第一齿轮和第二齿轮互相咬合，第一齿轮和第二齿轮安装在循环输出壳体306内部，循环输出壳体固定安装在冷却箱体的冷却腔内部，冷却腔空腔内填充有非牛顿流体冷却液，冷却腔的内部空间被循环输出壳体分割成高压区和低压区，高压区的出口和冷却液出液接头的一端固定连接，冷却液回液接头、冷却液出液接头和导液管组的主管一端固定连接，导液管组对称安装在外壳体和内壳体之间形成一个密闭的中空层；所述导液管组包括主管、短侧管、长侧管、上侧管；所述主管的两侧均匀分布有数根短侧管、长侧管，最上端的长侧管上均匀排列有上侧管；一侧的导液管组的主管用于和制冷器的冷却液出液接头连接，非牛顿流体冷却液从短侧管、长侧管、上侧管输出到中空层，非牛顿流体冷却液从另外的导液管组的短侧管、长侧管、上侧管进入主管再循环回到冷却液回液接头进入到制冷器的冷却腔。
进一步，所述冷却液回液接头、冷却液出液接头和导液管组固定连接，在导液管组外壁上安装有振动发生组件，导液管组安装在外壳体和内壳体之间形成一个密闭的中空层；
振动发生组件包括下基座、上盖套、下振动环、上振动环、弹簧、压板、密封件、电源接头；所述下基座的中部设置台阶安装孔，台阶安装孔安装有下振动环，所述下基座上端部安装有上振动环，所述下基座外部套装有上盖套，上盖套的上端部固定安装有压板，压板的下表面和下基座之间设置有上振动环；所述下基座中间内部设置通孔，通孔用于安装导液管组，使导液管组的外壁分别和下振动环、上振动环的内壁接触连接；所述下基座开设有连接孔，连接孔用于下振动环、上振动环的导线和电源接头的连接；振动发生组件外面包裹有防水硅胶层；
所述上振动环有三个压电陶瓷环和与两个与压电陶瓷环等高的金属环沿径向紧密粘合而成，有外向内依次为外部压电陶瓷环、第一金属环、中部压电陶瓷环、第二金属环、内部压电陶瓷环；压电陶瓷环沿径向极化且内壁和外壁上均镀有银电极，所述三个压电陶瓷环分别通过导线L1、L2、L3和电源接头连接；所述下振动环沿轴向极化且内壁和外壁上均镀有银电极，产生的轴向振动。
进一步，下基座和上盖套之间通过渐变螺纹连接，下基座的凸起部分为四个独立的螺纹连接部，上盖套通过螺纹往下旋转的时候，下基座的四个独立的螺纹连接部往里挤压，使得下基座将下振动环和上振动环紧密的贴合中间的导液管组。
进一步，所述散热器防护罩包括散热器外壳体、螺旋防护罩、支撑架；所述散热器外壳体上表面安装有螺旋防护罩；螺旋防护罩通过支撑架和散热器外壳体固定连接，支撑架端部和外壳体通过螺栓固定连接，冷却盘管盘旋嵌入安装在散热片内部；冷却盘管和螺旋防护罩均采用中空的紫铜管制成；冷却盘管和螺旋防护罩相通，填充有易挥发冷却液；散热片的上部分设置有数排垂直翅片，下部分为平整的导热基板，导热基板和制冷片的热端贴合，垂直的翅片嵌入安装冷却盘管。
本发明的有益效果是：（1）、制冷器将非牛顿流体冷却液冷却再通过循环输出壳体组件、导管组件使得非牛顿流体冷却液在运输箱体循环满足冷链运输要求，由于非牛顿流体冷却液可在低温下吸收并储存大量冷量，而在温度较高时又能放出大量冷量同时具有很强的抗冲击性能,可以大大减少非牛顿流体冷却液用量，减少运输重量，同时满足运输箱体的抗冲击性能。（2）控制器可以通过客户端远程调整温度值还可以通过箱体上的触摸显示屏按键调整温度值，温度传感器可实现内壳体检测的温度值精度能达到0.5°C量级，采用数字PID精确控温使内壳体的温度与实际温度相差5°C以内，满足疫苗等运输要求。（3）导液管组传输非牛顿流体冷却液同时将振动发生管的低频振动波传递给内部的非牛顿流体冷却液，低频的振动可以使得非牛顿流体冷却液分子之间的对流加快，进而提高冷却效率，使箱体内的温度更加均衡。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的左视图；
图3是本发明的整体结构的剖视图；
图4是本发明的立体结构示意图；
图5是本发明的控制器的原理结构图；
图6是本发明的轮组的剖视图；
图7是本发明的轮组的左视图；
图8是本发明的制冷器的结构示意图；
图9是本发明的制冷器的剖视图；
图10是本发明的制冷器的俯视图；
图11是本发明的振动发生组件的剖视图；
图12是本发明的振动发生组件的俯视图；
图13是本发明的振动发生组件的振动环的剖视图；
图14是本发明的振动发生组件的下基座的结构示意图；
图15是本发明的导液管组的结构示意图；
图16是本发明的具体实施例四的循环输出壳体的结构示意图；
图17是本发明的具体实施例五的循环输出壳体的结构示意图；
图18是本发明的具体实施例六的循环输出壳体的结构示意图。
图中：运输箱体1、指示灯2、非牛顿流体冷却液3、温度传感器4、上循环风扇5、内壳体6、内格栅板7、触摸显示屏8、控制箱体9、无线信号发送器10、下循环风扇11、底板组件12、第一连接器13、防护网14、密封条15、箱门组件16、第二连接器17、外壳体18；
导管组件20、主管20a、短侧管20b、长侧管20c、上侧管20d；
制冷器30、散热箱31、风扇安装座32、冷却箱体33、散热器防护罩301、散热风扇302、散热电机输出轴303、散热电机304、风扇安装壳305、循环输出壳体306、第一齿轮307、散热片308、制冷片309、第二齿轮310、冷却腔311；
轮组90、轮组基座91、转轴92、滚轮93、导向槽94、底脚95、调节螺帽96、连接座97、第一凹部97a、第二凹部97b、螺杆98、导向凸起99。
振动发生组件100、下基座101、上盖套102、下振动环103、上振动环104、弹簧105、压板106、密封件107、电源接头108。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
如图1-5，本发明的一种基于单片机控制的疫苗运输的冷链运输装置主要由运输箱体1、指示灯2、非牛顿流体冷却液3、温度传感器4、上循环风扇5、内壳体6、内格栅板7、触摸显示屏8、控制箱体9、无线信号发送器10、下循环风扇11、底板组件12、第一连接器13、顶板组件14、密封条15、箱门组件16、第二连接器17、外壳体18组成。
所述冷链运输装置包括运输箱体1和安装在运输箱体1上的箱门组件16；所述运输箱体1包括一外层覆盖有保温材料的外壳体18和一金属制成的内壳体6；外壳体18和内壳体6之间形成一个密闭的中空层，中空层填充有非牛顿流体冷却液3，所述外壳体18上安装有一个用于冷却非牛顿流体冷却液和使其循环流动的制冷器30，制冷器30两端均连接有用于将非牛顿流体冷却液输出到中空层的导管组件20；所述内壳体6上表面固定安装有一组上循环风扇5，内壳体6的下表面固定安装有一组下循环风扇11；内壳体6的内壁上固定有安装座，所述安装座上固定连接有内格栅板7，内格栅板7上设置有均匀分布的放置孔，用于放置疫苗、血清等；所述外壳体18的上表面固定安装有顶板组件14，下表面固定安装有底板组件12，所述顶板组件14通过第二连接器17和箱门组件16顶部连接，底板组件12通过第一连接器13和箱门组件16的底部连接，所述箱门组件16在和运输箱体1接触的闭合处设置有密封条15，箱门组件16内部填充有保温发泡棉层；所述底板组件12安装有四个轮组90；所述箱门组件16的外表面上设置有指示灯2、触摸显示屏8、温度传感器4；循环风扇可使得箱体内的空气流动，进而温度均衡稳定。
所述外壳体18和内壳体6的中部设置有一个独立密闭的空腔用于安装控制箱体9，所述控制箱体9安装有控制器，所述控制器包括MUC单片机、无线发送模块、AD转化器、数字PID补偿网络模块、PWM脉宽调制模块、固态继电器驱动器、信号放大调理模块、电源模块；所述MUC单片机输入端口相连接有AD转化器，温度传感器通过信号放大调理模块和AD转化器连接，温度传感器分别安装在中空层和箱门组件16，用于监测非牛顿流体冷却液和内壳体6的温度值，无线发送模块、无线接收模块与单片机连接，无线发送模块将温度值监测数据发送给用户端，用户端将控制命令发送给无线接收模块，无线接收模块将控制命令发送给接收信号处理模块，接收信号处理模块将控制命令转化后的控制数字信号发送给单片机I/O端口，单片机将控制数字信号实时输入发送给数字PID补偿网络模块，数字PID补偿网络模块通过PWM脉宽调制模块将执行命令发送给固态继电器驱动器，使得固态继电器驱动器输出电压在工作条件变化时保持恒定，固态继电器驱动器根据单片机输出的PWM占空比改变电流方向和电流大小，固态继电器驱动器通过改变电流方向及大小控制半导体制冷片制热或制冷；MUC单片机与触摸显示屏8、指示灯连接；当温度和设定标准温度值出现偏差时，指示灯亮起，同时发送给用户端，用户端通过无线传输方式或者触摸显示屏8调整半导体制冷片输入电流大小，进而调整温度值，可实现内壳体6检测的温度值精度能达到0.5°C量级，采用数字PID精确控温使内壳体6的温度与实际温度相差5°C以内。
如图6、7所示，所述运输箱体1的底部四个拐角处安装有四个轮组90；所述轮组90包括轮组基座91、转轴92、滚轮93、底脚95、连接板97；所述轮组基座91的上方活动连接有连接座97，连接座97下表面设置有第一凹部97a、连接座97侧壁四周设置有第二凹部97b，轮组基座91对应第一凹部97a、第二凹部97b的位置处同样设置有凹部，连接座97和轮组基座91之间的凹部安装有滚珠，连接座97通过螺杆98和下方的底脚95连接，螺杆98中间设置有调节螺帽96，调节螺帽96位于轮组基座91中间部的空腔内；轮组基座91的空腔内壁设置有数个导向凸起99 ，导向凸起99和位于底脚95侧面的导向槽94配合滑动连接，轮组基座91的后侧面设置有转轴92，转轴92上安装有滚轮93；当运输箱体1就位时可以旋转调节螺帽96使得底脚95的高度高于滚轮93即可实现固定，方便运输，当运输箱体1需要移动搬运时反向操作即可实现移动。
如图8、9、10所述制冷器30包括散热箱31、风扇安装座32、冷却箱体33，所述散热箱31上表面安装有风扇安装座32，所述散热箱31下方安装有冷却箱体33，所述散热箱31的内部安装有散热电机304，散热电机304为双输出轴电机，散热电机304的上端输出轴安装有风扇安装壳305，风扇安装壳305四周设置有散热风扇302，散热风扇302的上方设置有散热器防护罩301，风扇安装壳305的下方安装有散热片308，散热片308贴合安装有制冷片309，散热电机304的下端输出轴安装有第一齿轮307和第二齿轮310互相咬合，第一齿轮307和第二齿轮310安装在循环输出壳体306内部，循环输出壳体306固定安装在冷却箱体33的冷却腔311内部，冷却腔311空腔内填充有非牛顿流体冷却液，冷却腔311的内部空间被循环输出壳体306分割成高压区和低压区，高压区的出口和冷却液出液接头35的一端固定连接，冷却液回液接头34、冷却液出液接头35和导液管组20的主管20a一端固定连接，导液管组20对称安装在外壳体18和内壳体6之间形成一个密闭的中空层；所述导液管组20包括主管20a、短侧管20b、长侧管20c、上侧管20d；所述主管20a的两侧均匀分布有数根短侧管20b、长侧管20c，最上端的长侧管20c上均匀排列有上侧管20d。一侧的导液管组20的主管20a用于和制冷器30的冷却液出液接头35连接，非牛顿流体冷却液从短侧管20b、长侧管20c、上侧管20d输出到中空层，非牛顿流体冷却液从另外的导液管组20的短侧管20b、长侧管20c、上侧管20d进入主管20a再循环回到冷却液回液接头34进入到制冷器30的冷却腔311；导液管组20均采用中空的紫铜管制成。
所述非牛顿流体冷却液是由按质量比1～5％羧甲基纤维素纳、30～50%无机盐、1～5％纳米颗粒、其余为去离子水组成；所述纳米颗粒为Al2O3、Cu、石墨烯的其中一种或多种组合；所述无机盐为氯化钙、氯化镁其中的一种或结合。
羧甲基纤维素纳属阴离子型纤维素醚类作为非牛顿流体的基液；易溶于水，形成具有一定粘度的溶液，冷容量大、无毒、无味；无机盐为氯化钙、氯化镁其中的一种或结合，降低冰点，可以存储更多的冷量，防止非牛顿流体冷却液结冰。纳米颗粒为Al2O3、Cu、石墨烯等具有优良导热性能的金属或非金属纳米颗粒，纳米颗粒的制备为非常成熟的现有技术，纳米颗粒的加入可以快速吸收热量并进行传递，可以有效的规避非牛顿流体冷却液粘度高、传热边界层厚的问题，纳米颗粒作为中间导热媒介可以充分的吸收热量，并传递给内层纳米颗粒和非牛顿流体冷却液液体分子。
非牛顿流体冷却液储冷量大，放热时间长，可以大大减少冷却液的使用量，受到冲击时，非牛顿流体冷却液内呈悬浮状态的微粒便会骤然聚集成微粒簇，随压力的增大瞬间产生较大粘度，起到抗冲击效果，可以很好的保护运输箱体1。
非牛顿流体冷却液可在低温下吸收并储存大量冷量，而在温度较高时又能放出大量冷量同时具有很强的抗冲击性能。
制冷片309为半导体制冷片，温度调节精确，可以通过输入电流的大小改变温度。
散热风扇302的设计有利于制冷片309的热端快速散热，使得制冷片309的冷端产生平稳的温度快速降低。
循环输出壳体306内壁安装第一齿轮307和第二齿轮310，第一齿轮307带动第二齿轮310转动，使得冷却腔311内部形成一个高压区和低压区，设计有利于非牛顿流体冷却液在冷却腔311的中流动冷却，同时防止非牛顿流体冷却液中的纳米颗粒沉淀导致分布不均影响热传递效果。
具体实施例二、
如图11、12、13、14所示，其他与实施例一相同，不同的是，冷却液回液接头34、冷却液出液接头35和导液管组20固定连接，在导液管组20外壁上安装有振动发生组件100，导液管组20安装在外壳体18和内壳体6之间形成一个密闭的中空层。
振动发生组件100包括下基座101、上盖套102、下振动环103、上振动环104、弹簧105、压板106、密封件107、电源接头108；所述下基座101的中部设置台阶安装孔，台阶安装孔安装有下振动环103，所述下基座101上端部安装有上振动环104，所述下基座101外部套装有上盖套102，上盖套102的上端部固定安装有压板106，压板106的下表面和下基座101之间设置有上振动环104；所述下基座101中间内部设置通孔，通孔用于安装导液管组20，使导液管组20的外壁分别和下振动环103、上振动环104的内壁接触连接；所述下基座101开设有连接孔，连接孔用于下振动环103、上振动环104的导线和电源接头108的连接；振动发生组件100外面包裹有防水硅胶层。
所述上振动环104有三个压电陶瓷环和与两个与压电陶瓷环等高的金属环沿径向紧密粘合而成，有外向内依次为外部压电陶瓷环1041、第一金属环1042、中部压电陶瓷环1043、第二金属环1044、内部压电陶瓷环1045；压电陶瓷环沿径向极化且内壁和外壁上均镀有银电极，所述三个压电陶瓷环分别通过导线L1、L2、L3和电源接头108连接；
所述下振动环103沿轴向极化且内壁和外壁上均镀有银电极；可以产生的轴向振动；
由于外部压电陶瓷环1041、中部压电陶瓷环1043、内部压电陶瓷环1045的内径有大到小，由于压电陶瓷环的逆压电效应，使得通过导线L1、L2、L3施加交变电压，会产生不同频率的径向振动；导液管组20的设计使得其和振动发生组件能够的产生低频振动。
下基座101和上盖套102之间通过渐变螺纹连接，下基座101的凸起部分为四个独立的螺纹连接部1011，上盖套102通过螺纹往下旋转的时候，会使的下基座101的四个独立的螺纹连接部往里挤压，使得下基座101将下振动环103和上振动环104紧密的贴合中间的导液管组20。
导液管组20的作用是传输非牛顿流体冷却液同时作为振动发生管将低频振动波通过导液管组20传递给内部的非牛顿流体冷却液，低频的振动可以使得非牛顿流体冷却液分子之间的对流加快，进而提高冷却效率。
具体实施例三、
如图9、10所示，其他与实施例一相同，不同的是，制冷器30的散热器防护罩301结构不同。
所述散热器防护罩301包括散热器外壳体3011、螺旋防护罩3012、支撑架3013；所述散热器外壳体3011上表面安装有螺旋防护罩3012；螺旋防护罩3012通过支撑架3013和散热器外壳体3011固定连接，支撑架3013端部和散热器外壳体3011通过螺栓固定连接，冷却盘管312盘旋嵌入安装在散热片308内部；冷却盘管312和螺旋防护罩3012均采用中空的紫铜管制成；冷却盘管312和螺旋防护罩3012相通。
散热片308的上部分设置有数排垂直翅片，下部分为平整的导热基板，导热基板和制冷片的热端贴合，接触面积大，有利于导热，垂直的翅片嵌入安装的冷却盘管312，导热基板吸收热量后传递到垂直翅片，垂直翅片之间的螺旋冷却管吸收热量后其内部的易挥发冷却液吸热变气体上升到螺旋防护罩3012的上保护罩；散热风扇302将散热片308的热量排除的同时使螺旋防护罩3012出现上下温差，位于散热风扇302上部的上保护罩降温，易挥发冷却液由气态变成液态回流到冷却盘管312内，可进一步快速吸收制冷片热端的热量，有效提高制冷效率，可进一步缩小体积，提高其适用范围和制冷效率。
具体实施例四、
如图16所示，其他与实施例一相同，不同的是，制冷器30的冷却腔311内的循环输出壳体306内部结构不同；
冷却腔311的内部设置有两个并排的循环输出壳体306，冷却腔311形成两个低压区和两个高压区，高压区出口通过冷却液出液接头35和管道合并后输出非牛顿流体冷却液，两个循环输出壳体306对应安装散热电机输出轴303的齿轮组，两个并排的循环输出壳体306可以使得制冷器30的一主一备使用确保降温系统正常运行，也可以在温度下降不理想的情况下全部打开，加速非牛顿流体冷却液的循环。
具体实施例五、
如图17所示，其他与实施例一相同，不同的是，制冷器30的的冷却腔311内的循环输出壳体306内部结构不同；冷却腔311的内部设置有两个并排串联的循环输出壳体306，冷却腔311形成一个低压区、一个增压区和一个高压区，高压区出口通过冷却液出液接头35输出非牛顿流体冷却液，两个循环输出壳体306对应安装散热电机输出轴303的齿轮组，串联的循环输出壳体306使得非牛顿流体冷却液在输出过程中可以实现二次增压，在运输箱体1体积比较大的情况下，增加输出压力确保流体流动压力，进而实现快速降温。
具体实施例六、
如图18所示，其他与实施例一相同，不同的是，制冷器30的冷却腔311内的循环输出壳体306内部结构不同；冷却腔311的内部设置有一个的循环输出壳体306，冷却腔311形成一个低压区、一个高压区和一个搅拌装置，高压区出口通过冷却液出液接头35输出非牛顿流体冷却液，循环输出壳体306对应安装的一个散热电机输出轴303的齿轮组，搅拌装置和另外一个散热电机输出轴303的尾端固定连接，搅拌装置可以放置非牛顿流体冷却液沉淀的同时加速其分子之间的对流，快速降温。
本发明的一种基于单片机控制的疫苗运输的冷链运输装置，通过制冷器将非牛顿流体冷却液冷却再通过循环输出壳体组件、导管组件使得非牛顿流体冷却液在运输箱体循环，由于非牛顿流体冷却液可在低温下吸收并储存大量冷量，而在温度较高时又能放出大量冷量同时具有很强的抗冲击性能,可以大大减少非牛顿流体冷却液用量，减少运输重量，同时满足运输箱体的抗冲击性能。控制器可以通过客户端远程调整温度值还可以通过箱体上的触摸显示屏按键调整温度值，温度传感器可实现内壳体检测的温度值精度能达到0.5°C量级，采用数字PID精确控温使内壳体的温度与实际温度相差5°C以内，满足疫苗等运输要求；导液管组传输非牛顿流体冷却液同时将振动发生管的低频振动波传递给内部的非牛顿流体冷却液，低频的振动可以使得非牛顿流体冷却液分子之间的对流加快，进而提高冷却效率，使箱体内的温度更加均衡。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于单片机控制的疫苗运输的冷链运输装置，包括运输箱体和安装在运输箱体上的箱门组件；其特征是，所述运输箱体包括一外层覆盖有保温材料的外壳体和一金属制成的内壳体；外壳体和内壳体之间形成一个密闭的中空层，中空层填充有非牛顿流体冷却液，所述外壳体上安装有一个用于冷却非牛顿流体冷却液和使其循环流动的制冷器，制冷器两端均连接有用于将非牛顿流体冷却液输出到中空层的导管组件；所述内壳体上表面固定安装有一组上循环风扇，内壳体的下表面固定安装有一组下循环风扇；内壳体的内壁上固定有安装座，所述安装座上固定连接有内格栅板，内格栅板上设置有均匀分布的放置孔；所述外壳体的上表面固定安装有顶板组件，下表面固定安装有底板组件，所述顶板组件通过第二连接器和箱门组件顶部连接，底板组件通过第一连接器和箱门组件的底部连接，所述箱门组件在和运输箱体接触的闭合处设置有密封条，箱门组件内部填充有保温发泡棉层；所述底板组件安装有四个轮组；所述箱门组件的外表面上设置有指示灯、触摸显示屏、温度传感器；
所述外壳体和内壳体的中部设置有一个独立密闭的空腔用于安装控制箱体，所述控制箱体安装有控制器，所述控制器包括MUC单片机、无线发送模块、AD转化器、数字PID补偿网络模块、PWM脉宽调制模块、固态继电器驱动器、信号放大调理模块、电源模块；所述MUC单片机输入端口相连接有AD转化器，温度传感器通过信号放大调理模块和AD转化器连接，温度传感器分别安装在中空层和箱门组件，用于监测非牛顿流体冷却液和内壳体的温度值，无线发送模块、无线接收模块与单片机连接，无线发送模块将温度值监测数据发送给用户端，用户端将控制命令发送给无线接收模块，无线接收模块将控制命令发送给接收信号处理模块，接收信号处理模块将控制命令转化后的控制数字信号发送给单片机I/O端口，单片机将控制数字信号实时输入发送给数字PID补偿网络模块，数字PID补偿网络模块通过PWM脉宽调制模块将执行命令发送给固态继电器驱动器；MUC单片机与触摸显示屏、指示灯连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于单片机控制的疫苗运输的冷链运输装置，其特征是，制冷器包括散热箱、风扇安装座、冷却箱体，所述散热箱上表面安装有风扇安装座，所述散热箱下方安装有冷却箱体，所述散热箱的内部安装有散热电机，散热电机为双输出轴电机，散热电机的上端输出轴安装有风扇安装壳，风扇安装壳四周设置有散热风扇，散热风扇的上方设置有散热器防护罩，风扇安装壳的下方安装有散热片，散热片贴合安装有制冷片，散热电机的下端输出轴安装有第一齿轮和第二齿轮互相咬合，第一齿轮和第二齿轮安装在循环输出壳体306内部，循环输出壳体固定安装在冷却箱体的冷却腔内部，冷却腔空腔内填充有非牛顿流体冷却液，冷却腔的内部空间被循环输出壳体分割成高压区和低压区，高压区的出口和冷却液出液接头的一端固定连接，冷却液回液接头、冷却液出液接头和导液管组的主管一端固定连接，导液管组对称安装在外壳体和内壳体之间形成一个密闭的中空层；所述导液管组包括主管、短侧管、长侧管、上侧管；所述主管的两侧均匀分布有数根短侧管、长侧管，最上端的长侧管上均匀排列有上侧管；一侧的导液管组的主管用于和制冷器的冷却液出液接头连接，非牛顿流体冷却液从短侧管、长侧管、上侧管输出到中空层，非牛顿流体冷却液从另外的导液管组的短侧管、长侧管、上侧管进入主管再循环回到冷却液回液接头进入到制冷器的冷却腔。
3.根据权利要求2所述的一种基于单片机控制的疫苗运输的冷链运输装置，其特征是，所述冷却液回液接头、冷却液出液接头和导液管组固定连接，在导液管组外壁上安装有振动发生组件，导液管组安装在外壳体和内壳体之间形成一个密闭的中空层；
振动发生组件包括下基座、上盖套、下振动环、上振动环、弹簧、压板、密封件、电源接头；所述下基座的中部设置台阶安装孔，台阶安装孔安装有下振动环，所述下基座上端部安装有上振动环，所述下基座外部套装有上盖套，上盖套的上端部固定安装有压板，压板的下表面和下基座之间设置有上振动环；所述下基座中间内部设置通孔，通孔用于安装导液管组，使导液管组的外壁分别和下振动环、上振动环的内壁接触连接；所述下基座开设有连接孔，连接孔用于下振动环、上振动环的导线和电源接头的连接；振动发生组件外面包裹有防水硅胶层；
所述上振动环有三个压电陶瓷环和与两个与压电陶瓷环等高的金属环沿径向紧密粘合而成，有外向内依次为外部压电陶瓷环、第一金属环、中部压电陶瓷环、第二金属环、内部压电陶瓷环；压电陶瓷环沿径向极化且内壁和外壁上均镀有银电极，所述三个压电陶瓷环分别通过导线L1、L2、L3和电源接头连接；所述下振动环沿轴向极化且内壁和外壁上均镀有银电极，产生的轴向振动。
4.根据权利要求3所述的一种基于单片机控制的疫苗运输的冷链运输装置，其特征是，下基座和上盖套之间通过渐变螺纹连接，下基座的凸起部分为四个独立的螺纹连接部，上盖套通过螺纹往下旋转的时候，下基座的四个独立的螺纹连接部往里挤压，使得下基座将下振动环和上振动环紧密的贴合中间的导液管组。
5.根据权利要求2所述的一种基于单片机控制的疫苗运输的冷链运输装置，其特征是，所述散热器防护罩包括散热器外壳体、螺旋防护罩、支撑架；所述散热器外壳体上表面安装有螺旋防护罩；螺旋防护罩通过支撑架和散热器外壳体固定连接，支撑架端部和外壳体通过螺栓固定连接，冷却盘管盘旋嵌入安装在散热片内部；冷却盘管和螺旋防护罩均采用中空的紫铜管制成；冷却盘管和螺旋防护罩相通，填充有易挥发冷却液；散热片的上部分设置有数排垂直翅片，下部分为平整的导热基板，导热基板和制冷片的热端贴合，垂直的翅片嵌入安装冷却盘管。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112858138A (zh) * 2021-03-04 2021-05-28 吉林大学 一种多孔介质冻融过程渗流试验装置及测试方法
CN113397361A (zh) * 2021-07-08 2021-09-17 华春新能源股份有限公司 一种节能多温区生鲜快递柜
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