专利名称：带可移动座底的微型恒温盒的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种可用于恒温存放如药物等少量物品的微型恒温盒。
背景技术：
日常的生活中，不少物品，特别是有些药物，必须在恒温或特定温度下存放，以免 变质或失效。以口服胰岛素为例，其必需在2-8°C的低温条件下保存，否则药物的活性会降 低甚至失效。该药物的另一个特点是，药品用量小，价值高，但每天要服用2-4次，且不宜断 药和换药。这就为糖尿病患者带来了极大的不便，特别是在炎热的夏季，使上班、出差、旅 游、探亲访友等较长时间的外出活动受到了极大的限制。
实用新型内容针对上述情况，本实用新型将提供一种带可移动座底形式的微型恒温盒，可以在 较长时间内在相对恒定、特别是在较低温度下保存少量的物品，以满足特定情况下的需要。本实用新型带可移动座底的微型恒温盒的基本结构，是在保温材料外套中设有一 带有保温内盖和导热材料底部及温度传感器件的恒温储腔，其导热材料底部能分别与可移 动的带有散热结构的半导体制冷/热芯片的制冷/热面或保温底垫结构接触配合，以分别 实现对该恒温储腔进行制冷/热和使达到所需温度后恒温储腔内温保温/恒温。由电源供 电的半导体制冷/热芯片和保温材料底垫结构以间距并列方式设置在一组可沿导向结构 位移的运动支撑单元上，经传动结构由微电机驱动运动支撑单元作往复位移运动，在导向 结构上的运动支撑单元往复位移终点处与运动支撑单元间设有可相互配合的行程开关。显 然，为使该恒温储腔的导热材料底部能分别与半导体制冷/热芯片或保温底垫结构接触配 合，以实现对恒温储腔制冷/热和保温/恒温的目的，所说的运动支撑单元沿导向结构的往 复位移距离及位移终点处行程控制开关的设置，应与间距并列的该半导体制冷/热芯片和 保温底垫结构之间的设置间距相适应。此外，在半导体制冷/热芯片的散热结构与外换热 部间还应设有如贯通形式的通气道或其它适当形式的散热通气结构。利用半导体制冷/热芯片改变或调节局部温度，目前已多有报道和应用，是十分 成熟的技术。其基本工作原理和过程，是将一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联 结成电偶对后，在此电路中接通直流电流就能产生能量的转移当电流由N型元件流向P型 元件，接头吸收热量成为冷端；由P型元件流向N型元件，接头释放热量，成为热端。吸热和 放热的大小取决于电流的大小和/或半导体材料N/P的元件对数。本实用新型即应用该原 理和电路结构，通过半导体制冷/热芯片的制冷/热功能，实现使该恒温储腔内局部小环境 的温度达到并控制在所需要的范围内。上述结构中，为提高该恒温储腔开口盖部的保温性能，一种优选方式是可采用如 实施例所示，使所说该保温内盖为设在保温材料外盖内侧面的塞式内盖形式的结构。为更方便携带和使用，以尽量减小本实用新型上述微型恒温盒的体积为宜。其中， 上述结构中所说的微电机与运动支撑单元间的传动结构，由于无需有太大的位移传动距离，因此可优选采用螺杆-螺母的形式，如在一个可参考实施例中方式，采用由微电机带动 的旋转螺杆结构与运动支撑单元上对应设置的螺纹配合座的形式。为提高上述微型恒温盒在制冷/热过程中的散热效果和提高制冷/热效率，上述 结构中带有散热结构的半导体制冷/热芯片所在的运动支撑单元，以采用为可与半导 体制冷/热芯片的散热结构紧密接触连接的导热金属套结构为佳。此外，在上述微型恒温盒基本结构基础上，在所说的保温材料外套外侧的适当部 位还可以设置有带有电源/切换开关和/或经温度传感器件检测的内温显示结构等相应的 操作结构。使用时，根据外界环境温度(或温度传感器件显示的该恒温储腔的内温)和所需 要控制的温度，启动电源开关，使半导体制冷/热芯片对该恒温储腔进行降温或升温，达到 所需控制的温度后，以手动切换或经适当控制电路自动切换，停止半导体芯片的升/降温， 并启动微电机，带动可沿导向结构位移的运动支撑单元运动，将冷/热半导体芯片移离恒 温储腔的底部，并同时使保温底垫结构移动到恒温储腔下，将其底部遮盖，以利恒温储腔内 温能尽量长时间地维持和恒定。当内温变化超出所需范围时，通过手动或电路自动的切换， 首先启动微电机反向旋转，将保温底垫移离恒温储腔的底部，并使冷/热半导体芯片重新 回到移动到恒温储腔下方，并开始对恒温储腔进行升/降温。由此可以看出，本实用新型的恒温盒结构简单，且由于恒温储腔的容积空间很小， 因此升/降温快捷迅速，且能较长时间保持恒定，特别适合对如胰岛素等需低温或恒定温 度保存的药物等少量物品在外出时携带和使用。
以下结合附图所示实施例的具体实施方式
，对本实用新型的上述内容再作进一步 的详细说明。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离 本实用新型上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或 变更，均应包括在本实用新型的范围内。
图1是本实用新型带可移动座底的微型恒温盒的一种结构示意图。图2是图1中可活动座底的结构示意图。图3本实用新型微型恒温盒的一种控制电路原理的示意图。
具体实施方式
图1和图2所示的是本实用新型带可移动座底的微型恒温盒的一种结构形式。在 采用常用硬质微孔泡沫等保温材料外套2中设有一个金属等具导热功能材料的底部及温 度传感器件的恒温储腔5，其开口部的保温外盖3内侧面的对应位置上还设有一内塞盖结 构形式的保温内盖4。该恒温储腔5的金属底部可分别与一对可移动的带有散热片等散热 结构14的半导体制冷/热芯片16的制冷/热面或保温底垫结构15相接触配合。由电源 (如电池和/或外电源接口)供电的半导体制冷/热芯片16和保温材料底垫结构15以间 距的并列方式，设置在一组可沿导向杆等导向结构9位移并具有散热功能的金属套式运动
4支撑单元13上。该恒温盒下方，设有一个同由电源供电的直流微电机7，其旋转动力输出经 一带螺纹的螺杆式传动结构10与在运动支撑单元13的连接结构12上设置的螺母式螺纹 配合座作传动配合，通过微电机7的正/反向转动，经该传动结构10带动运动支撑单元13 及其上设置的半导体制冷/热芯片16和保温材料底垫结构15作往复位移运动。在导向结 构9上，在该运动支撑单元13的往复位移终点处与运动支撑单元13之间，还设有可相互配 合的触压式(或其它适当形式)行程开关8，11。运动支撑单元13的往复运动距离及所说 行程开关8，11的设置位置，应与半导体制冷/热芯片16和保温材料底垫结构15的并列设 置间距相一致。在半导体制冷/热芯片16的散热结构14与外换热部间还设有贯通式通气 道等形式的散热通气结构6。在保温材料外套2的外侧适当位置处，还设有带有电源/切换 开关和/或温度显示结构的操作结构1。图3是可实现本实用新型微型恒温盒进行制冷/热和恒温控制的一种基本电路的 结构。图中的温度传感器可采用华巨科技的MF52系列产品等负温度系数热敏电阻(NTC)， 其阻值可随周围的温度变化而改变。半导体制冷/热芯片16可采用天津市精易工贸有限 公司的型号为TES1-1701等制冷量为0. 5 IOW的芯，通过改变其输入电压的极性，即可实 现对恒温储腔5制冷或加热。UlA UlD是均采用为LMV324MT的运算放大器，与NTC共同组成温度测量电路，其 中UlA和UlD是做电压跟随器，把NTC采集的电压和参考电压送至UlC进行差分放大，UlB 也是起信号放大作用，通过UlC和UlB的配合，可以更灵活地设置放大的倍数。开关电源 U2采用TPS62056，输出电压3. 3V，最大输出电流为800mA，经连接器CNl向微电机7供电； 开关电源U4采用TPS62750，输出电压大小可调，最大输出电流为1.5A，经连接器CN2向半 导体制冷/热芯片16供电，且其使能管脚8与取自电池电压或者交流适配器的系统的输入 电压(VIN)连在一起，始终处于工作状态，一直向msp430F149单片机U3供电，控制系统运 行。RELAY2(继电器2)用于控制CNl两个管脚上的电压极性的方向CN1的1、2脚的电压 极性变化时，与之相连的微电机7的转动方向相应改变，经传动结构10带动运动支撑单元 13及其上设置的半导体制冷/热芯片16和保温材料底垫结构15作相应的往复位移运动。 RELAY3(继电器3)用于控制CN2两个管脚上的电压极性的方向，使半导体制冷/热芯片16 分别以制热或制冷的模式工作。系统加电后，温度传感器(NTC)首先检测恒温储腔5的温度。如果温度低于预设 的温度范围下限值(例如冬季< 2°C时)，通过TOA U6D运算放大输出单片机U3，由U3 按照预置的控制程序要求，使RELAYl (继电器1)吸合，送3. 3V电压至RELAY2 (继电器2)， 使直流微电机7旋转，将半导体制冷/热芯片16移动至恒温储腔5下方，往返的运动支撑 单元13触压到行程开关8后即可将RELAYl断开，切断微电机7的供电，停止移动。同时通 过RELAY3(继电器3)向半导体制冷/热芯片16通电以加热模式工作。当温度传感器检测 到恒温储腔5内因持续加热升温到达预设的温度上限值(例如8°C )，则可根据控制程序的 设置要求，通过单片机U3将开关电源U4的4号管脚置低，使半导体制冷/热芯片16的输 入电压变为零，停止制热。同时使RELAY1(继电器1)吸合，RELAY2(继电器2)倒向，使直 流微电机7的反向转动，将半导体制冷/热芯片16移开，并使保温材料底垫结构15滑动 到恒温储腔5的下方位置。移动到位后，往返的运动支撑单元13触压式行程开关11，又将 RELAY1(继电器1)断开，切断微电机7的供电，停止移动。此时恒温储腔5处于保温状态。随着恒温储腔5内温的逐渐下降，当温度传感器NTC检测到恒温储腔5的内温度低于预设 的温度范围下限值时，重复以上过程，重新将半导体制冷/热芯片16移动至恒温储腔5下 方，对恒温储腔5进行制热。如此即可以使恒温储腔5的温度始终保持在预设的温度范围 (例如2 8°C)范围内。
权利要求带可移动座底的微型恒温盒，其特征是在保温材料外套(2)中设有一带有保温内盖(4)和导热材料底部及温度传感器件的恒温储腔(5)，其导热材料底部与可移动的带有散热结构(14)的半导体制冷/热芯片(16)的制冷/热面或保温底垫结构(15)接触配合，由电源供电的半导体制冷/热芯片(16)和保温材料底垫结构(15)以间距并列方式设置在一组可沿导向结构(9)位移的运动支撑单元(13)上，经传动结构(10)由微电机(7)驱动运动支撑单元(13)作往复位移运动，在导向结构(9)上的运动支撑单元(13)往复位移终点处与运动支撑单元(13)间设有可相互配合的行程开关(8，11)，在半导体制冷/热芯片(16)的散热结构(14)与外换热部间设有散热通气结构(6)。
2.如权利要求1所述的微型恒温盒，其特征是所说的保温内盖(4)为设在保温材料外 盖(3)内侧面的塞盖式结构。
3.如权利要求1所述的微型恒温盒，其特征是所说的微电机(7)与运动支撑单元(13) 间的传动结构(10)，为由微电机(7)带动的旋转螺杆结构与运动支撑单元(13)上对应设置 的螺纹配合座的形式。
4.如权利要求1所述的微型恒温盒，其特征是所说的运动支撑单元(13)为与半导体制 冷/热芯片(16)的散热结构(14)紧密接触连接的导热金属套结构。
5.如权利要求1所述的微型恒温盒，其特征是所说的散热通气结构(6)为贯通形式的 通气道。
6.如权利要求1至5之一所述的微型恒温盒，其特征是在所说的保温材料外套(2)外 侧还设有带有电源/切换开关和/或温度显示结构的操作结构(1)。
专利摘要带可移动座底的微型恒温盒，在保温材料外套中有一带有保温内盖和导热材料底部及温度传感器件的恒温储腔，其导热材料底部与可移动的带有散热结构的半导体制冷/热芯片的制冷/热面或保温底垫接触配合。由电源供电的半导体制冷/热芯片和保温材料底垫以间距并列方式设置在一组可沿导向结构位移的运动支撑单元上，经传动结构由微电机驱动运动支撑单元作往复位移运动，在导向结构上的运动支撑单元往复位移终点设有可相互配合的行程开关，半导体制冷/热芯片的散热结构与外换热部间设有散热通气结构。该恒温盒体积小，能不受外界温度影响，使恒温储腔的内温能较长时间保持恒定，特别适合对如胰岛素等需低温或恒定温度保存的药物等少量物品在外出时携带。
文档编号A61J1/00GK201676164SQ20102017302
公开日2010年12月22日 申请日期2010年4月28日 优先权日2010年4月28日
发明者殷劲, 钟华君 申请人:殷劲;钟华君