专利名称：半导体制冷/热运血箱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种供血装备，特别涉及一种用于储存、运输血液的自动温控运血箱。
国外对供血装备的研究和应用起步较早，发展较快，已在80年代研制和装备了电控型运血箱。比较典型的轻便型血液冷藏箱采用压缩机制冷技术，箱内温度可通过面板设定进行控制，可实现交、直流两用，容积45升，净重50公斤，内外壳分别用0.5毫米和1毫米不锈钢薄钢板折压而成，保温材料为100毫米厚的聚氨酯硬质泡沫塑料，断电后环境温度为25℃时，箱内温度可维持2～8℃达8小时左右。但该箱不具备制热功能，且体大、笨重，不适宜野战条件下使用。
为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案本实用新型提供的一种半导体制冷/热运血箱，由箱体、箱盖、一侧护罩组成，所述箱体内部和侧护罩侧面开口处嵌装有半导体制冷/热的温度监测与控制装置。
上述的半导体制冷/热运血箱，所述箱体内部侧面开口处嵌装半导体制冷/热组件，箱体外部侧面装有电气组件支架，电气组件支架上装有开关电源、外轴流风机、充电电池和控制板。
上述的半导体制冷/热运血箱，所述温度监测与控制装置由控制板、箱体内壁后部安装的数字温度传感器、半导体制冷/热组件、外轴流风机、充电电池和开关电源组成。
上述的半导体制冷/热运血箱，所述侧护罩上面凹窝处装有面板，面板由触摸键和指示灯组成，侧护罩正面有圆形排风口、条形进风口和装有交流、直流两用电源输入插座。
上述的半导体制冷/热运血箱，所述箱体和箱盖为中空件，中间设保温层。
上述的半导体制冷/热运血箱，所述箱体外部底面和箱盖上面制作有互相配合的防滑凹凸沟槽。
上述的半导体制冷/热运血箱，其特征在于所述箱盖底面环状凹窗里嵌入充气橡胶密封圈，箱盖与箱体[1]接触面设成凹凸结构。
上述的半导体制冷/热运血箱，其特征在于所述箱体内部底面和四个侧面设有空气流通沟槽。
上述的半导体制冷/热运血箱，其特征在于所述箱体一侧面和侧护罩侧面凹窗处装有可自动定位防腐蚀处理的金属提把，箱体与箱盖用经过防腐蚀处理的金属链、金属铰链、自锁式扣链联接、锁紧、开箱盖限位联接，箱体与侧护罩用四个螺栓连接。
本实用新型的优点是电气装置，采用半导体制冷/热技术和单片机技术，具有制冷、制热、温度监测、声光报警等功能，且电气装置结构简单、体积小、重量轻；采用电控式，保温时间长；采用多级温控方式，箱内温度波动小，保温效果好；采用直接数字化测温技术，温度测控精度高，抗干扰能力强。在箱体设计上，箱主体与箱盖结合部采用凹凸结构，增加气阻，密封性好；箱内底部及四个侧壁设有通风槽，在内轴流风机的作用下，热传导速度快；箱体采用回转成形加工工艺，成本低；电气装置镶嵌在箱体中，整体性好，抗振性强，装卸、搬运方便，且适合于火车、汽车、船舶、飞机运输；结构设计紧凑，外形美观大方。本实用新型可在交流或直流供电条件下使用，适宜汽车运输途中和野战条件下使用。
图7为本实用新型温控电路原理结构框图；图8为本实用新型温控电路图。
箱结构体部分由箱体1、箱盖2、侧护罩3构成，呈长方形，为上开盖式，箱体1与箱盖2用金属铰链17连接，扣链(自锁式)18锁紧；侧护罩3与箱体1用四个螺栓联接；箱内装有两个金属网框19，便于血袋装箱。
为便于空气流通，使箱内温度均衡，除在箱体1右侧采用风扇6强迫通风外，箱体四周及底部设计有气流槽20，如图6所示。为增加强度和运输，码放的安全稳定性，箱盖2上表面和箱体1下表面设计为凹凸式结构，如图4所示。
箱盖2与箱体1接触面四周设计成凹凸形状，以增加气阻，减少箱内热量或冷量的散失，同时起到一定的定位作用；相应处设计有环状凹窝，嵌入空气橡胶圈14，进一步增加密封性，如


图1所示。
箱体1与电气装置(温控及制冷芯片)采用侧面嵌入式结构，以达到整体结构的型式。外面包有侧护罩3，起到保护作用，如图2所示。
电气装置由控制板12、电源板5、半导体制冷/热组件4、内轴流风机、外轴流风机6、温度传感器13、充电电池7等组成，半导体制冷/热组件4是通过导热硅胶和螺丝将内散热器、半导体制冷/热芯片、金属导热块、外散热器等连接成一个整体，然后固定在箱体1右侧的开口槽中；内轴流风机通过内风机罩固定在半导体制冷/热组件的内散热器上；温度传感器13设在箱体1内侧壁上通过3芯护套线与控制板12相连；控制板12、电源板5、外轴流风机6和充电电池7装在电路支架8上，支架8固定在箱体1右侧外部，然后由侧护罩3罩上。当无电源供电时，支架8上安装的充电电池7可供电监测箱内温度范围。
本实用新型在电气装置设计上，采用半导体制冷/热技术和单片机技术，具有制冷、制热、温度监测、声光报警等功能。
具体说来，电气装置由单片机控制电路、温度检测电路、温度控制电路、供电电路等组成。其电路原理结构框图参见附图7。电路原理参见附图8。
其工作原理为当接通电源时，数字化温度传感器连续测取箱内温度值，进行数字量化后，以二进制数的形式存储在其内部寄存器中。单片机可选用MCS-51系列、PIC16C系列、MC68HC系列、80C系列，根据预先编好的程序要求，每隔一定时间从温度传感器中将数据读入数据存储器中，然后对数据进行处理，并与温度设定值进行比较，温度传感器可以选用TMP03、MAX6504、DS18B20、AD7416数字化温度传感器。当箱内温度高于设定的上限值时，单片机向桥式转换电路Q4、Q5、JK3、JK4发出制冷指令，桥式转换电路使制冷器件TECI1、TEC12通过正向电流，产生制冷；当箱内温度低于设定的下限值时，单片机向桥式转换电路发出制热指令，桥式转换电路使制冷器件通过反向电流，产生制热。由此保证箱内温度控制在设定范围之内。
本实用新型工作时，电源指示灯亮，运血箱处于温度监测与控制状态。
当箱内温度高于6℃时，超上限指示灯亮，运血箱处于制冷状态，制冷/热组件及内外风扇工作，此时，温度应在逐步下降，直至4℃左右，制冷组件及内外风扇停止工作。
当箱内温度低于4℃时，超下限指示灯亮，运血箱处于制热状态。制冷/热组件及内外风扇工作，当箱内温度处于4℃～6℃时，温度正常指示灯亮，运血箱处于温度监测状态，制冷/热组件及内外风扇停止工作。
外接220V/50Hz交流电时，当电气装置处于强制冷或强制热状态下，制冷/热组件为两组同时工作；当电气装置处于弱制冷或弱制热状态下，制冷组件为单组工作。
外接12V直流电时，无论电气装置处于强制冷或强制热状态下，还是处于弱制冷或弱制热状态下，制冷/热组件都为单组工作。
本实用新型提供的运血箱，采用上述多级温度控制方式，当箱内温度进入2℃～8℃时，降低半导体制冷/热器件的工作电压，使运血箱从强制冷/热状态变为次强制冷/热状态；当箱内温度降至6℃或升至4℃时，再进一步降低半导体制冷/热器件的工作电压，使运血箱从次强制冷/热状态变为弱制冷/热状态；在降温过程中当箱内温度降至4℃时，或在升温过程中当箱内温度升至6℃时，使半导体制冷/热器件停止工作。其优点是进可能减少半导体制冷/热器件在停机期间作为热传导体的时间，提高保温性能，同时减小温度波动幅度和周期，提高保温效果。
本实用新型使用的半导体制冷/热组件4，包含两个制冷块、内散热器、外散热器和内轴流风扇，所用部件均可以从市场购得。两个制冷块用导热胶和螺钉固定在内、外散热器之间。半导体致冷/热组件4中的散热板为紫铜材质。
本实用新型安装时，制冷/热组件4固定于箱体1右侧面窗口；控制板12、电源5、内部电池7等固定在支架8上，支架8固定在箱体1上，指示灯板固定在侧护罩3内上侧，面板10固定在侧护罩3外部上侧。侧护罩3通过螺钉固定在箱体1上。箱盖2通过铰链17与箱体1连接在一起。
本实用新型电气装置结构简单、体积小、重量轻；采用电控式，保温时间长；采用多级温控方式，箱内温度波动小，保温效果好；采用直接数字化测温技术，温度测控精度高，抗干扰能力强。在箱体设计上，箱主体与箱盖结合部采用凹凸结构，增加气阻，密封性好；箱内底部及四个侧壁设有通风槽，在内轴流风机的作用下，热传导速度快；箱体采用回转成形加工工艺，成本低；电气装置镶嵌在箱体中，整体性好，抗振性强，装卸、搬运方便，且适合于火车、汽车、船舶、飞机运输；结构设计紧凑，外形美观大方。本实用新型可在交流或直流供电条件下使用，适宜汽车运输途中和野战条件下使用。
运血箱用于野战条件下血液、血液制品或其它生物制品的贮存和运输，也可用于平时血液、血液制品、其它生物制品或食品的贮存和运输。
本实用新型适应性指标1、温度工作时，-25℃～40℃；存贮时，-40℃～40℃。
2、相对湿度≤95％(25℃)。
3、砂尘能抵抗我国戈壁沙漠地区可能受到的砂尘吹袭。
4、淋雨6mm/min。
5、日晒能适应我国高原地区所受到的日晒。
6、盐雾能抵抗我国沿海地区的盐雾腐蚀。
7、海拔高度额定≯3000m；最大≯4500m(允许因海拔高度增加引起散热功能下降而导致作业能力降低)。
8、连续工作时间≮500h。
9、装载运输能适于汽车、火车、飞机和船舶运输。
本实用新型特点体积小、质量轻、抗振性好1、由于采用半导体制冷技术，制冷与加热功能可由同一套电气装置完成，因此该装备具有体积小、重量轻的特点，便于携带。
2、半导体制冷式运血箱与压缩机制冷式运血箱比较，箱体不怕倾斜，抗振性好。
3、箱体加工工艺采用回转成形技术，其整体结构性好，抗振性强。使用简单本装备使用简单，只需接通电源，即可制冷(环境温度高于6℃)或加热(环境温度低于4℃)。保温性能好1、建立多级温控方式，减小箱内温度的波动，提高保温性能。
2、采用硬质聚氨酯泡沫塑料作为隔热材料，保温效果好。
3、箱体与箱盖接触面四周设计成凹凸形状，以增加气阻，减少箱内热量或冷量的散失；在箱体与箱盖接触面的凹槽处，嵌入橡胶圈，进一步增加密封性。功能强由于选用高性能价格比的PIC系列单片机，可实现温度的自动控制、实时监测、超极限报警等功能。
权利要求1.一种半导体制冷/热运血箱，由箱体[1]、箱盖[2]、一侧护罩[3]组成，其特征在于所述箱体[1]内部和侧护罩[3]侧面开口处嵌装有半导体制冷/热的温度监测与控制装置。
2.根据权利要求1所述的半导体制冷/热运血箱，其特征在于所述箱体[1]内部侧面开口处嵌装半导体制冷/热组件[4]，箱体[1]外部侧面装有电气组件支架[8]，电气组件支架[8]上装有开关电源[5]、外轴流风机[6]、充电电池[7]和控制板[12]。
3.根据权利要求2所述的半导体制冷/热运血箱，其特征在于所述温度监测与控制装置由控制板[12]、箱体[1]内壁后部安装的数字温度传感器[13]、半导体制冷/热组件[4]、外轴流风机[6]、充电电池[7]和开关电源[5]组成。
4.根据权利要求1至3任一所述的半导体制冷/热运血箱，其特征在于所述侧护罩[3]上面凹窝处装有面板[10]，面板由触摸键和指示灯组成，侧护罩[3]正面有圆形排风口、条形进风口和装有交流、直流两用电源输入插座[11]。
5.根据权利要求1至3任一所述的半导体制冷/热运血箱，其特征在于所述箱体[1]和箱盖[2]为中空件，中间设保温层。
6.根据权利要求1至3任一所述的半导体制冷/热运血箱，其特征在于所述箱体[1]外部底面和箱盖[2]上面制作有互相配合的防滑凹凸沟槽[9]。
7.根据权利要求1至3任一所述的半导体制冷/热运血箱，其特征在于所述箱盖[2]底面环状凹窗里嵌入充气橡胶密封圈[14]，箱盖[2]与箱体[1]接触面设成凹凸结构。
8.根据权利要求1至3任一所述的半导体制冷/热运血箱，其特征在于所述箱体[1]内部底面和四个侧面设有空气流通沟槽。
9.根据权利要求1至3任一所述的半导体制冷/热运血箱，其特征在于所述箱体[1]一侧面和侧护罩[3]侧面凹窗处装有可自动定位防腐蚀处理的金属提把[15]，箱体[1]与箱盖[2]用经过防腐蚀处理的金属链[16]、金属铰链[17]、自锁式扣链[18]联接、锁紧、开箱盖限位联接，箱体[1]与侧护罩[3]用四个螺栓连接。
专利摘要本实用新型公开了一种用于储存运输血液的自动温控运血箱。该箱由箱体、箱盖、侧护罩以及安装在箱体内部的半导体制冷/热组件及电子温控装置组成。由交流220V/50Hz或直流12V供电，当外界环境温度在－25℃～40℃左右时，箱内温度可控制在4℃～6℃之间。该运血箱结构紧凑，外观美观大方，不仅具有制冷/热功能，同时还具有温度监测和声光报警功能，适于运送储存血液、血液制品、药品及生物制品等。
文档编号A61J1/05GK2528439SQ0220904
公开日2003年1月1日 申请日期2002年3月26日 优先权日2002年3月26日
发明者吴太虎, 石梅生, 刘恩贵, 王南林, 刘洋, 陈锋, 罗金晖 申请人:中国人民解放军军事医学科学院卫生装备研究所