基于理论的家用冰箱存储生物试剂的改进(2)
表1 相关条件下的测量三次的各点温度温度(℃) 点1 点2 点3 点4按下“开门”前 6.8 6.8 6.7 6.8按下“开门”后 2.1 2.1 2.1 2.1打开冰箱门后(功率增强) 2.3 2.3 4.8 4.6打开冰箱门后(功率不变) 5.2 5.4 8.2 8.6
图1 冰箱门开启后温度与时间的关系
4 产品方案的制作与测试
根据上文的方案,我们选用BCD-511WGPM美的冰箱,并对其中的温控系统进行改装。利用冰箱表面的触摸屏加入一个“开门”的按钮,并在保鲜层内四角分别安装温度传感器,以解决因为室温的影响导致保鲜层内温度分布不均匀的情况。当按下“开门”按钮后,制冷效果增强,保鲜层内四点的温度下降至2℃并提示此时可以打开冰箱。同时持续制冷效果增强使得温度控制在2℃与8℃之间。当温度超过8℃时,蜂鸣器开始工作,并且触摸屏开始不断闪烁红光以达到提示温度过高的作用。而当温度低于2℃时,自动降低压缩机功率,从而减弱制冷效果,令保鲜层内的温度始终处在一个动态平衡的范围中。
根据我们三次测试的结果(取平均值),每次开门时间均为5min,结果如表1所示。按下“开门”键后,保鲜层的温度可以在30S内降至2℃,四点传感器的温度差异并不大。这是因为此时的冰箱属于密闭空间,温度受到室温的影响由于保温层的存在,基本可以忽略。在室温为32℃的情况下,我们将打开冰箱门后(功率不变)设计为对照组,用以检查这样设计的效果。在功率不变的情况下,打开冰箱门后温度立刻上升,这与环境温度与冰箱内温度相差过大有关。而增加功率可以有效的减小温度的下降。由于点3,点4在外侧,与空气接触的相对面积更大,所以温度上升比点1、点2更快。
为了更精确的研究可以保持的时间,我们进行了3次测量并对点3温度趋势作图。图1表示当冰箱门打开后温度和时间变化的曲线。该图表明在该状态下最高可以保持3.5min,而这个时间足够完成取物的全部流程。而对照组仅仅在冰箱门打开后的15s内无法维持2℃~8℃的温度区间。从而证明了我们基于TRIZ法设计的可行性。
5 结论
TRIZ法是广泛应用在各个领域的,被全世界公认的一种有效的解决问题的办法,它提供了对问题解决的一系列的可行的思路。因此,常用的概念产品的设计阶段。它可以高效的辅助工程师进行产品的迭代和改良,本文基于TRIZ方法,通过对矛盾矩阵和发明原理的灵活运用,设计并制备了可以防止在家庭存储过程中,因为开门时间过长温度不稳定生物制品导致意外损坏,经过实际测试,发现本方案可以有效的防止各种意外的情况导致的长时间冰箱门开启。毫无疑问,这能有效的降低如胰岛素等高频使用的生物试剂的意外损坏,正确的掌握与使用TRIZ方法,能够有效的解决本研究中的问题。
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文章来源:《中国生物制品学杂志》 网址: http://www.zgswzpxzz.cn/qikandaodu/2021/0301/460.html