多功能采樣冷藏培養(yǎng)箱的研制

　　將采樣、冷藏、培養(yǎng)箱和太陽能供電等功能設(shè)計(jì)成一體，箱內(nèi)設(shè)置高效復(fù)合的加熱、制冷和溫控裝置，通過電腦智能控制采樣、冷藏、培養(yǎng)各自所需的溫度，具有采樣、冷藏、培養(yǎng)箱通用的功能。這樣在執(zhí)行任務(wù)中可減少攜帶箱子的件數(shù)，降低重量，又不依賴市電也可以工作，特別適合于野戰(zhàn)條件下使用。

　　在反恐反生物武器襲擊中，戰(zhàn)劑標(biāo)本的采樣、冷藏、培養(yǎng)，是確定生物戰(zhàn)劑種類的重要工作，也是取得反生物戰(zhàn)勝利的重要保證。因此在未來的反生物戰(zhàn)和日常衛(wèi)生防疫工作中，對(duì)采樣、冷藏、培養(yǎng)箱的功能提出了更高的要求。我們?cè)诜治鲅芯楷F(xiàn)有裝備的采樣、冷藏、培養(yǎng)箱主要缺陷的基礎(chǔ)上，針對(duì)反生物不同的作戰(zhàn)環(huán)境和特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)有高科技技術(shù)，構(gòu)思并研制了“多功能采樣冷藏培養(yǎng)箱”。用于反生物戰(zhàn)中，病毒、細(xì)菌、立克次體、真菌等生物戰(zhàn)劑標(biāo)本的采樣、冷藏、培養(yǎng)。大型現(xiàn)場(chǎng)活動(dòng)的衛(wèi)勤保障、醫(yī)療、衛(wèi)生防疫、制藥、環(huán)保等行業(yè)的生產(chǎn)、檢驗(yàn)、培養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)、消毒、儲(chǔ)存、科研等工作。

　　1 現(xiàn)有裝備主要存在問題與改進(jìn)的構(gòu)思

　　1.1 主要存在問題：

　　目前使用的便攜式采樣、冷藏、培養(yǎng)箱，采樣、冷藏基本采用冰塊加保溫箱的模式，培養(yǎng)箱是采用電熱絲加熱的模式。三個(gè)箱子的功能分別是現(xiàn)場(chǎng)戰(zhàn)劑標(biāo)本的采集存人采樣箱，然后在將戰(zhàn)劑標(biāo)本存入冷藏箱進(jìn)行后送，在將戰(zhàn)劑標(biāo)本存人培養(yǎng)箱進(jìn)行培養(yǎng)。存在的主要問題是，使用攜帶箱子多，準(zhǔn)備時(shí)間長，操作次數(shù)多。冰塊降溫需要依賴于后方支援，使用時(shí)間短。培養(yǎng)箱升溫時(shí)間，能量轉(zhuǎn)換效率低，沒有自備供電能力。操作過程中戰(zhàn)劑標(biāo)本容易受到污染和戰(zhàn)劑標(biāo)本污染環(huán)境。三個(gè)箱子技術(shù)相對(duì)落后，體積重量較大、對(duì)市電依賴性強(qiáng)、攜帶行動(dòng)不便，不適于野外條件下使用等缺點(diǎn)。

　　1.2 改進(jìn)的構(gòu)思：

　　我們將采樣、冷藏、培養(yǎng)、自備太陽能供電等功能通過現(xiàn)代技術(shù)設(shè)計(jì)成一體，通過電腦自動(dòng)智能控制采樣、冷藏、培養(yǎng)各自所需的溫度。既有采樣、冷藏、培養(yǎng)箱獨(dú)立的功能，又具有聯(lián)用的功能。這樣在執(zhí)行任務(wù)中可減少攜帶箱子的件數(shù)，降低重量，又不依賴市電也可以工作，特別適合于野外條件下使用。

　　2 解決的主要問題

　　“多功能采樣冷藏培養(yǎng)箱”研制目的就在于提供一種集采樣、冷藏、培養(yǎng)功能為一體，智能、輕便、電能消耗小、能量轉(zhuǎn)換效率高，便于野外作業(yè)使用。關(guān)鍵要解決加熱和冷藏兩種裝置一體化設(shè)計(jì)等問題，主要就是在箱內(nèi)設(shè)計(jì)安裝復(fù)合高效的加熱、制冷裝置和溫控裝置。在啟動(dòng)培養(yǎng)功能時(shí)，加熱裝置開始工作，我們改變傳統(tǒng)的電熱絲加熱模式，加熱裝置是在內(nèi)膽的內(nèi)隔板上貼敷紅外發(fā)熱膜，四周噴涂鍍金反射膜。紅外發(fā)熱膜、溫控裝置及鋰電池電連接。通電后，紅外發(fā)熱膜直接對(duì)培養(yǎng)體進(jìn)行加熱，由于外發(fā)熱膜熱慣性極小，通電后0.8 s可達(dá)額定功率的5o%，約1 s可達(dá)額定功率的80%，約2 s可全功率運(yùn)行，升溫迅速準(zhǔn)確。在內(nèi)壁一定部位噴涂鈦、金等稀有金屬，作為定向反射層，可大大提高加熱效率，降低反射板的溫度。反射膜反射回散射部分能量，電能轉(zhuǎn)化成熱能的轉(zhuǎn)化效率得到顯著提高。

　　在啟動(dòng)功采樣、冷藏能時(shí)，箱體內(nèi)壁復(fù)合安裝半導(dǎo)體制冷片，在制冷裝置開始工作，半導(dǎo)體制冷片作為制冷系統(tǒng)，無噪聲、無污染、啟動(dòng)快只要一通上電，就可以幾分鐘內(nèi)結(jié)上一層雪白的冰霜開始降溫，并可以對(duì)箱內(nèi)的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，既方便又迅速。因此它開辟了制冷技術(shù)的一個(gè)新分支，解決了多功能采樣冷藏培養(yǎng)箱特殊場(chǎng)合的制冷難題，符合人們?cè)谔胤N場(chǎng)合的需要。

　　太陽能電池為鋰電池充電提供電力。鋰電池體積小，重量輕，因此，在培養(yǎng)箱整體體積和重量并未明顯增加的情況下，實(shí)現(xiàn)了無需外接電源即可正常使用的目的，適合在無市電的野戰(zhàn)條件下使用。同時(shí)，由于加熱是由紅外發(fā)熱膜直接對(duì)培養(yǎng)體進(jìn)行加熱，反射膜反射回部分能量繼續(xù)利用，因此，內(nèi)阻壁體及殼體少有升溫，這樣其溫度與環(huán)境溫度的溫差就很小，從而通過殼體所散失的熱量也很少，這樣，就可減小殼體厚度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)降低重量，減小培養(yǎng)箱外型體積的目的。采取了上述技術(shù)，在不增加重量和體積的前提下，實(shí)現(xiàn)了采樣、冷藏、培養(yǎng)多功能一體化的目的。