专利名称：冷链温度监测记录控制仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种冷链温度监测记录控制仪，属于对用于人类和动物的疫苗，从生产出疫苗成品，经中间运输过程，到最后使用前各个环节的冷藏贮存温度进行监测、记录和控制的计算机电子技术领域。
就申请人所知，并经过情报查询，没有发现与此相同的发明。用于人类和各种动物的疫苗，从生产出疫苗成品，经中间运输过程，到最后使用前各环节都必处在一定冷藏温度范围之内，疫苗超出贮存温度范围一定时间，疫苗就会失效，使用失效的疫苗会对人类和动物带来危害，而对可使用的疫苗作失效处理又会造成经济损失，疫苗是否有效与冷链各个环节贮存温度有关，另外，不同疫苗要求的冷链贮存温度范围不同。目前疫苗在各个环节，只是处在冷藏环境中，或没有温度观测记录，或只是用温度计观测，没有对温度进行自动监测，没有定时的自动温度记录，没有对贮藏疫苗设备的自动温度控制。
本实用新型的目的，是提供一种冷链温度监测记录控制仪，可同时对16路贮藏疫苗的设备，根据所贮疫苗要求的不同冷藏温度范围，自动进行测量、显示、记录打印，对16路中8路进行温度自动控制。本实用新型有掉电检测电路，有具有充电及保护功能和稳压输出的不间断电源，可用220V交流电供电，也可用冷藏车上9至12V直流电供电，也可在交流电停电和没有外接直流电时，由不间断电源供电进行温度监测。
本实用新型的目的是这样实现的微计算机通过数据总线、地址总线、控制总线、I/O口，与模数转换电路、数据存贮器、数码管显示电路、发光二极管显示电路、键盘电路、控制电路、打印电路、声报警电路、掉电检测电路分别相连。温度传感器采样电路中16路温度传感器，接开关电路中两片8选1模拟开关输入端，输出端接模数转换器，通过总线接到微计算机。微计算机通过运行本身EPROM中的程序实现对各部分电路的控制。电源电路和不间断电源电路接到微计算机和各个电路，供给工作电源。通过键盘电路的按键设定起始日期和时间，分别设定各路温度范围的上、下限值及定时打印时间间隔，设定的这些数值存放在微计算机的RAM中，并在显示电路的数码管上显示出来。16路中某一路的温度传感器接入微计算机线路中时，发光二极管显示电路中相应路发光二极管亮，表明该路接通，可以测温。把温度传感器放入贮藏疫苗的设备中，所测温度值在数码管上显示，并和贮存在数据存贮器中已设定的相应路的温度上、下限值比较，所测温度值超过设定的温度上、下限值时，微计算机给声报警电路和发光二极管显示电路送出信号，使声报警电路发出报警声，使相应路发光二极管闪烁发光，以示所测温度超限。同时把超温限信号送到控制电路中一片可同时控制8路的八D触发器的输入端，通过地址总线选通八D触发器，使信号锁存在八D触发器中，其输出端的驱动电路驱动超温限路继电器，执行控制。超温限信号也接到打印电路，进行超温限打印，待回复温限时，超温限信号消失进行回复温限打印。通过键盘电路的打印功能键，经过总线把随机打印信号送给微计算机，再经过总线和I/O口，控制打印机驱动电路，可随机打印温度传感器测量、数码管显示的温度值。经微计算机对已运行时间和设定的定时打印时间间隔值比较，当两个值相等时，微计算机给打印机驱动电路送出信号，进行定时打印所测的温度值。接到微计算机一个I/O口的电阻构成掉电检测电路，检测电源电压，以判断是否有220V交流电。电源电路在有220V交流电源时，先后经由变压器、整流器、滤波器后接到稳压器输入端，经稳压器稳压后供给各电路电源。在用外接直流电源供电时，把外接直流电正端接到一个防止直流倒流二极管的正端，二极管的负端接电源稳压器的输入端，经稳压器供给电路电源。不间断电源电路中为电路提供电源的蓄电池正极接输出电压调整三极管的发射极，集电极接工作电源电压输出端，基极经电阻接一个电压放大管的集电极，电压放大管的基极接稳压电路电压比较器的输出端，稳压电路电压比较器的正输入端经电阻接由稳压二极管构成基准电压的稳压二极管阴极，负输入端经电阻接电压输出端输出电压取样电位器的中点，输出取样电压与基准电压经稳压电路电压比较器比较，由比较器输出端输出比较后的差压，经电压放大和调整，使由蓄电池提供的电源稳压输出，为除控制电路和打印电路外的其它电路提供电源V2进行温度监测。蓄电池欠压保护电压比较器的负输入端接提供基准电压稳压二极管的阴极，正输入端接蓄电池输出电压取样电位器的中点，输出端经三极管电压放大接输出电压调整管的基极，当蓄电池欠压时，经输出电压取样电位器送到欠压电压比较器正输入端的电压低于负输入端的基准电压，使调整管截止，蓄电池正极与供电电路断开，保护蓄电池不再对电路供电。220V交流电压经变压器、整流器后，通过一个电阻接到一个给蓄电池充电的电压调整管发射极，集电极经一个正向二极管接蓄电池正极，用于避免蓄电池过充的电压比较器正输入端接构成基准电压的稳压二极管阴极，负输入端接蓄电池输出电压取样电位器的中点，当给蓄电池充电电压过高，电压比较器负输入端电压大于正输入端的基准电压时，接到充电调整管基极的电压比较器输出信号使充电调整管截止，隔离蓄电池充电电路，保护蓄电池不被过充电。
由于采用上述方案，本实用新型有如下优点和积极效果可以对16路贮藏疫苗的设备分别设定温度范围上、下限，实现对16路贮藏疫苗设备温度的自动测量、显示、记录打印，对其中8路进行温度控制，以保证疫苗贮存的温度环境。可随机打印、定时打印、超温限打印、回复温限打印，实现了完善的打印记录功能。报警功能齐全，温度超限时不仅声报警，并且发光二极管闪烁发光，标示超温限。不仅适用于交流供电和直流供电，且能在没有外接电源的条件下由不间断电源供电进行温度监测。不间断电源有对蓄电池的充电及保护电路避免对蓄电池的过充电，有欠压保护电路，避免蓄电池过放电，保证蓄电池的使用寿命，有稳压电路，供电期间电压稳定。由于有微计算机软件支持，硬件结构简单，功能多样，稳定可靠。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的原理框图。
在
图1中，微计算机(3)通过数据总线、地址总线、控制总线、I/O口，与模数转换电路(6)、数据存贮器(7)、数码管显示电路(8)、发光二极管显示电路(9)、键盘电路(10)、控制电路(11)、打印电路(12)、声报警电路(13)、掉电检测电路(14)分别相连。温度传感器采样电路(4)中16路温度传感器接开关电路(5)中两片8选1模拟开关输入端，输出端接模数转换电路(6)，通过总线接到微计算机(3)。微计算机(3)通过运行本身EPROM中的程序实现对各部分电路的控制。电源电路(1)和不间断电源电路(2)接到各个电路，供给工作电源V1、V2。
图2是本实用新型冷链温度监测记录控制仪的电路原理图，结合对本实用新型的实施说明如下电源电路(1)由变压器B，整流电桥D1，滤波电容C1、C2、C3、C4，稳压器IC1，以及2只防止直流倒流二极管d1、d8组成。在有220V交流电时，经整流、滤波、稳压提供工作电源V1、V2。在冷藏车上没有220V交流电的地方，用冷藏车上或其它外接9至12V直流电接在防止直流倒流二极管d8的正极，d8的负极接稳压器IC1输入端，经稳压器IC1提供工作电源V1、V2。
不间断电源电路(2)包括蓄电池E、稳压电路、蓄电池充电及保护电路、蓄电池欠压保护电路。在有220V交流电时，经变压器B、整流电桥D2，在用外接9至12V直流电源时，直流电源正端接到防止直流倒流二极管d7正极和d8正极的连接点上，d8负极接在稳压器IC1输入端，经IC1给电源电路(2)提供电源。在没有外接交、直流电源时，由蓄电池E给电源电路(2)提供电源，二极管d2、电阻R1、电解电容C7串接后并接在电源电路的V2输出端，稳压二极管dw并接在C7上，并经R4接在稳压电路电压比较器IC2-1正输入端和蓄电池欠压保护电压比较器IC2-2负输入端，经R19接在避免蓄电池过充电压比较器IC2-3正输入端，为电压比较器提供基准电压。稳压电路由输出电压调整三极管T1、电压放大三极管T2，稳压电路电压比较器IC2-1，输出电压取样电位器W1，电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8，电容器C5、C6组成，R2和W1串接后并在V2输出两端，W1中点经R3连在IC2-1负输入端，IC2-1负输入端和输出端间并接R5，IC2-1输出端经R6连到T2基极，T2发射极经T3接地，T2集电极经R7接T1基极，经R8接T1发射极和蓄电池E正极，T1集电极接V2正输出端。蓄电池E充电及保护电路有蓄电池E，三极管T6，蓄电池充电电压调整管T7，避免蓄电池过充电压比较器IC2-3，蓄电池输出电压取样电位器W3，电阻R16、R17、R18、R19、R20，隔离二极管d3组成，T5、R16、W3串接后并在E两端，W3中点接IC2-3负输入端，IC2-3正输入端和输出端间并接R20，IC2-3输出端经R17接T6基极，T6发射极接地，集电极经R18接T7基极，T7发射极经R21接整流桥D2直流正输出端，集电极经d3接E正极。蓄电池E欠压保护电路由三极管T3、T4、T5，蓄电池欠压保护电压比较器IC2-2，蓄电池输出电压取样电位器W2，电阻R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16组成，IC2-2正输入端和输出端间并接R10，正输入端接W2中点，W2一端接地，另一端经R16接T5集电极，T5基极经R14接E正极，IC2-2输出端经R9接T3基极，T3发射极接地，T3集电极接T2发射极，IC2-2输入端同时经R11接T4基极，T4发射极接地，集电极经R15、R14接E正极。
温度传感器采样电路(4)由IC4温度传感器AD590组成，传感器放在贮藏疫苗的设备中感温，8路中的一路IC4-1传感器正端接电源V2，负端接开关电路IC5-1输入端，另7路传感器与此接法相同。另8路中一路IC4-9传感器正端接电源V2，负端接开关电路IC5-2的输入端，另7路传感器与此接法相同。一共可接入16路传感器。
开关电路(5)由两片8选1模拟开关CD4051 IC5-1和IC5-2组成，IC5-1、IC5-2的三位地址选择线与IC8-1八D触发器三条输出线相连，片选端分别与IC3的I/O口相连，由IC3经程序选通IC5-1或IC5-2，再由三位地址选择信号选通IC4的一路，被选通的一路IC4把测得的温度参数通过IC5，再经L、C组成的滤波器后接到模数转换电路(6)。
模数转换电路(6)由IC6 12位A/D ICL7109组成，输入端经L、C滤波电路与开关电路IC5的选择输出端相连，输出端通过总线和微型计算机(3)相连，通过程序实现对16路测温传感器信号的模数转换。
数据存贮器(7)由IC7 CMOS静态RAM6264组成，存放随机检测的16路温度值和日期、时间数值，IC7通过总线与IC3相连。
微型计算机(3)由IC3单片微型计算机87C51组成，通过数据总线、地址总线、控制总线、I/O口，与模数转换电路(6)、数据存贮器(7)、数码管显示电路(8)、发光二级管显示电路(9)、键盘电路(10)、控制电路(11)、打印电路(12)、声报警电路(13)、掉电检测电路(14)分别相连。IC3通过执行本身EPROM存贮的程序实现对各部分电路的控制，IC3的RAM存放设定的16路上、下限温度值，由程序将测得的温度值和相应路数的温度上、下限值比较，实现温度超限时给控制电路(11)送出控制信号，给声报警电路(13)送出声报警信号，给发光二极管显示电路(9)送出使发光二极管闪烁发光的光报警信号，给打印电路(12)送出打印信号，打印日期、时间、超温限设备路号和温度值。
数码管显示电路(8)中有一片IC8-1八D触发器74LS377，IC8-2、IC8-3两片八位串行输入/并行输出移位寄存器74LS164，8个共阳极数码管，IC8-1的输入端通过数据总线、地址总线、控制总线与IC3相连，一条输出线通过电阻R22、R23分别接到三极管T8、T9的基极，T8、T9的发射极接电源V2，集电极分别接两个数码管的位选端，IC8-1的另三条输出线与另6个数码管位选端的接法，与此接法相同。IC8-2、IC8-3的输入数据线及控制线分别接IC3的I/O口，IC8-2的一条输出线通过电阻R24接8段对应相连的4个数码管的8段之一段，IC8-2的另7条输出线接这4个数码管的另7段与此接法相同。IC8-3的一条输出线通过电阻R25接另4个8段对应相连数码管的8段之一段，另7条输出线接这4个数码管的另7段，与此接法相同。
发光二极管显示电路(9)中有R26、R27电阻，T10、T11两个三极管，16个发光二极管。T10、T11的发射极接电源V2，基极分别接R26、R27的一端，R26、R27的另一端连在一起后接在IC8-1八D触发器74LS377的一条输出线上，发光二极管d4的正极接T10的集电极，负极通过R24接IC8-2移位寄存器74LS164的一条输出线，另7个发光二极管的正极同d4一样共同接在T10的集电极上，负极分别通过电阻接在IC8-2的另7条输出线上，与d4接法相同。发光二极管d5的正极接T11的集电极，负极通过R25接IC8-3移位寄存器74LS164的一条输出线，另7个发光二极管的正极与d5一样共同接在T11的集电极上，负极分别通过电阻接在IC8-3的另7条输出线上，与d5接法相同。当温度采样电路传感器接到电路中时，IC3执行显示程序，送出的信号使标示相应路号的发光二极管发光，没接入传感器相应路号的发光二极管不亮，在程序检测到16路中任一路设备温度超温限时，相应路号的发光二极管闪烁发光，以示超温限。
键盘电路(10)由IC8-1八D触发器74LS377和AJ1、AJ2、AJ3、AJ4、AJ55个按键组成，5个键的一端分别接到IC8-1的5条输出线上，5个键的公共端一起接到IC3的一个I/O口上，通过按键分别设定16路温度的上，下限值和定时打印时间间隔，设定起始日期和时间，选择显示设备的温度值，年月日或时分秒。
控制电路(11)中IC10八D触发器74LS377的输入端，通过数据总线、地址总线、控制总线与IC3相连，8个输出端之一个输出端通过电阻R28接T12三极管基极，T12发射极接电源V1，集电极接控制继电器J线圈一端，J的另一端接地，J两端并接一个保护二极管d6，IC10的另7个输出端与另7路控制继电器的接法与此相同。当程序检测到设备超温限时，IC3送出控制信号使继电器J接通，执行控制。
掉电检测电路(14)由电阻R29组成，当220V交流电停电且没9至12V直流电接入时，经R29接IC3的V1电源电压为0V。IC3检测到V1电源为0V的信号后，显示电路(8)和(9)虽接不间断电源供电的V2，IC3执行的程序使显示电路(8)和(9)不显示，只在按显示键时显示5秒钟。
声报警电路(13)由电阻R30，三极管T13和蜂鸣器Y组成。IC3一个I/O口经R30接T13三极管基极，T13发射极接电源V2，集电极经蜂鸣器Y接地。当16路中任一路设备温度超过温限时，程序使IC3与R30相接的I/O口送出低电平，T13导通，蜂鸣器发出报警声。
打印电路(12)包括电机控制和打印机针驱动电路，电机控制电路由电阻R31，三极管T14、T15，电机M和保护二极管d10组成。IC3一个I/O口通过R31接T14基极，T14发射极接T15基极，T15发射接电源V1，T14、T15的集电极连在一起接电机M的一端，M另一端接地，M两端并接保护二级管d10，当程序检测到打印信号时，I/O口送出使电机转动的信号。打印机针驱动电路由电阻R32，三极管T16、T17，打印机针驱动线圈L1，线圈保护二极管d11组成。IC3一个I/O口通过R32接T16基极，T16发射极接T17基极，T17发射极接电源V1，T16、T17集电极连一起后接打印机针驱动线圈L1一端，L1另一端接地，L1两端并接二极管d11。打印机共有4根打印针，另3根打印针的驱动电路与这一根的驱动电路相同，接在IC3的另3个I/O口上，由程序控制电机转动，打印针动作。
权利要求1.一种冷链温度监测记录控制仪，其特征在于微计算机(3)通过数据总线、地址总线、控制总线、I/O口，与模数转换电路(6)、数据存储器(7)、数码管显示电路(8)、发光二极管显示电路(9)、键盘电路(10)、控制电路(11)、打印电路(12)、声报警电路(13)、掉电检测电路(14)分别相连，温度传感器采样电路(4)中16路温度传感器接开关电路(5)中两片8选1模拟开关输入端，输出端接模数转模电路(6)，通过总线接到微计算机(3)，微计算机(3)通过运行本身EPROM中的程序对16路冷藏疫苗设备的温度自动测量显示、随机打印、定时打印、超温限打印和回复温限时打印日期、时间、设备路号和温度值，对其中8路设备进行温度控制，电源电路(1)和不间断电源电路(2)接到各个电路，供给工作电源V1、V2，可用220V交流供电或用外接9至12V直流供电及没有外接交、直流电源情况下，由不间断电源供电进行温度监测。
2.根据权利要求1所述的冷链温度监测记录控制仪，其特征在于所述的不间断电源电路(2)，包含蓄电池E、稳压电路、蓄电池充电及保护电路、蓄电池欠压保护电路，在有220V交流电时，经变压器B、整流电桥D2，在用外接9至12V直流电源时，直流电源正端接到防止直流倒流二极管d7正极和d8正极连接点上，d8负极接到稳压器IC1输入端，经IC1给电源电路(2)提供电源，在没有外接交、直流电源时，由蓄电池E给电源电路(2)提供工作电源，二极管d2、电阻R1、电解电容C7串接后并接在电源电路V2输出端，稳压二极管dw并接在C7上，并经R4接在稳压电路电压比较器IC2-1的正输入端、接在蓄电池欠压保护电压比较器IC2-2的负输入端、经R19接在避免蓄电池过充电压比较器IC2-3的正输入端，为电压比较器提供基准电压，由输出电压调整三极管T1、电压放大管T2，电压比较器IC2-1，输出电压取样电位器W1，电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8，电容器C5、C6组成稳压电路，由三极管T6、蓄电池充电电压调整管T7，电压比较器IC2-3，蓄电池输出电压取样电位器W3，电阻R16、R17、R18、R19、R20，隔离二极管d3组成蓄电池E的充电及保护电路，由三极管T3、T4、T5，电压比较器IC2-2，蓄电池输出电压取样电位器W2，电阻R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16组成蓄电池E的欠压保护电路。
3.根据权利要求1所述的冷链温度监测记录控制仪，其特征在于所述的微计算机(3)由IC3单片微型计算机87C51通过数据总线、地址总线、控制总线、I/O口，分别连接模数转换电路(6)、数据存贮器(7)、数码管显示电路(8)、发光二极管显示电路(9)、键盘电路(10)、控制电路(11)、打印电路(12)、声报警电路(13)、掉电检测电路(14)，通过硬件和软件，对16路随机检测温度值进行显示，定时打印，并和已设定存入87C51内部RAM的16路上、下限温度值进行比较，超温限时自动声、光报警，记录打印和控制。
4.根据权利要求1所述的冷链温度监测记录控制仪，其特征在于所述的发光二极管显示电路(9)中三极管T10、T11的发射极接V2，基极分别接电阻R26、R27的一端，R26、R27的另一端连在一起后接在IC8-1八D触发器74LS377的一条输出线上，T10、T11的集电极分别与发光二极管d4、d5的正极相连，d4、d5的负极分别通过电阻R24、R25接IC8-2、IC8-3移位寄存器74LS164的输出端，当温度采样传感器接到电路中时，IC3执行程序使相应路号的发光二极管发光，在检测到16路中任一路设备的温度超过已设定的温度上、下限时，通过程序使相应路号的发光二极管闪砾发光。
5.根据权利要求1所述的冷链温度监测记录控制仪，其特征在于所述的控制电路(11)中IC10八D触发器74LS377的输入端通过数据总线、地址总线、控制总线与IC3相连，输出端通过电阻R28接三极管T12基极，T12发射极接电源V1，集电极接继电器J线圈一端，J线圈另一端接地，在J线圈两端并接一个保护二极管d6，当程序检测到设备超过温限时，IC3送出控制信号使继电器J接通，执行控制。
6.根据权利要求1所述的冷链温度监测记录控制仪，其特征在于所述的声报警电路(13)由电阻R30，三极管T13和蜂鸣器Y组成，IC3一个I/O口经R30接T13三极管基极，T13发射极接电源V2，集电极经蜂鸣器Y接地，当16路中任一路设备温度超过温限时，程序使IC3与R30相接的I/O口输出低电平，T13导通，蜂鸣器发出报警声。
7.根据权利要求1所述的冷链温度监测记录控制仪，其特征在于打印电路(12)包括电机控制和打印机针驱动电路，电机控制电路由电阻R31，三极管T14、T15，电机M和二极管d10组成，IC3一个I/O口通过R31接T14基极，T14发射极接T15基极，T15发射极接电源V1，T14、T15的集电极连在一起接M的一端，M另一端接地，M两端并接d10，打印机针驱动电路由电阻R32，三极管T16、T17，打印机针驱动线圈L1，二极管d11组成，IC3一个I/O口通过R32接T16基极，T16发射极接T17基极，T17发射极接电源V1，T16、T17集电极连在一起后接L1一端，L1另一端接地，L1两端并接d11，由程序控制电机转动，打印针动作。
专利摘要一种冷链温度监测记录控制仪，属于计算机电子技术领域。本实用新型解决了对16路冷链各环节贮藏疫苗设备的温度自动测量、显示，随机打印、定时打印、超温限打印、回复温限打印年月日、时分、设备路号、温度值，超温限声、光报警，对其中8路的超温限控制，可用220伏交流电或9至12伏直流电供电，也可用本身不间断电源供电使用。其主要技术特征在于由温度传感器采样电路，微机电路，数码管显示电路，发光二极管显示电路，键盘电路，打印电路，控制电路，电源组成。
文档编号F25D29/00GK2255596SQ95202380
公开日1997年6月4日 申请日期1995年1月26日 优先权日1995年1月26日
发明者王增纯, 王学军, 王海波, 王燕 申请人:王增纯