專利名稱：一種半導(dǎo)體制冷式凍傷模型儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體制冷式凍傷模型儀。
背景技術(shù)：
眾所周知，凍傷治療的研究離不開動物凍傷模型的制作，凍傷模型制作的好壞又直接影響到對研究結(jié)果的評價和鑒定，因此，動物凍傷模型的制作是至關(guān)重要的?，F(xiàn)有技術(shù)中，凍傷建模的主要方法是將一元錢硬幣在液氮罐中冷凍一段時間后取出，再緊貼需要冷凍的部位(如大鼠背部皮膚)，或?qū)⒁旱沟饺颂刂频牟Ａ恐?底部平整)，再將其底部貼 緊需要冷凍的部位(已脫毛)，從而制造局部凍傷。該方法存在以下缺陷溫度不能保證恒定和精確，時間控制不準(zhǔn)確，凍傷創(chuàng)面深度不能精確一致，重復(fù)性差，容易使實驗在建模時存在差異，最終導(dǎo)致實驗結(jié)果存在偏倚(影響實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性)，進(jìn)而影響研究結(jié)果。因此，急需研發(fā)一種能制作標(biāo)準(zhǔn)化的凍傷創(chuàng)面模型的精確儀器。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體制冷式凍傷模型儀。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種半導(dǎo)體制冷式凍傷模型儀，包括箱體、操作平臺，箱體位于操作平臺下方，箱體內(nèi)設(shè)有制冷控制電路；所述制冷控制電路包括微處理器、驅(qū)動模塊、電源、溫度傳感器、輸入鍵盤、液晶顯示模塊和至少一層半導(dǎo)體制冷片，其中，半導(dǎo)體制冷片與驅(qū)動模塊電路連接，驅(qū)動模塊與微處理器電路連接；溫度傳感器依次通過放大電路、Α/D轉(zhuǎn)換電路與微處理器電路連接，輸入鍵盤與微處理器電路連接；液晶顯示模塊與微處理器電路連接；電源與所有單元電路連接；半導(dǎo)體制冷片下部設(shè)有散熱器；所述操作平臺中央設(shè)有隔熱板，隔熱板上開有冷凍孔，隔熱板下方設(shè)有隔熱箱，隔熱箱內(nèi)設(shè)有冷凍腔，溫度傳感器位于冷凍腔內(nèi)。所述冷凍腔內(nèi)設(shè)有冷凍頭，冷凍頭與半導(dǎo)體制冷片連接，冷凍頭由導(dǎo)熱性能良好的材料制成。所述半導(dǎo)體制冷片可以根據(jù)冷凍溫度的需求，選擇一層或多層(一般制冷片的層數(shù)從一層到六層不等，層數(shù)越多，溫差越大，最大溫差可達(dá)130°C )。所述箱體上設(shè)有用于露出/顯示輸入鍵盤和液晶顯示模塊的窗口。所述制冷控制電路還包括有源蜂鳴器，有源蜂鳴器通過驅(qū)動電路與微處理器連接。所述電源下方以及散熱器下方均設(shè)有散熱風(fēng)扇，用于散熱。所述微處理器、放大電路、Α/D轉(zhuǎn)換電路、驅(qū)動電路和有源蜂鳴器均設(shè)在一塊電路板上。進(jìn)一步地，所述操作平臺上還設(shè)有固定機(jī)構(gòu)，所述固定機(jī)構(gòu)包括兩個T型移動桿和兩個側(cè)向移動桿，其中，兩個T型移動桿分別位于操作平臺左側(cè)和右側(cè)，兩個側(cè)向移動桿分別位于操作平臺中央前側(cè)和中央后側(cè)；T型移動桿由橫桿和豎桿構(gòu)成，橫桿末端與豎桿中部連接，橫桿通過固定滑塊固定在操作平臺上，豎桿兩端各設(shè)有一個移動滑塊；側(cè)向移動桿通過固定滑塊固定在操作平臺上，兩個側(cè)向移動桿的末端各設(shè)有一個固定板，其中一個固定板上設(shè)有兩條固定帶，另一個固定板上設(shè)有兩個與固定帶相配合的固定帶穿過孔，固定帶穿過孔上方設(shè)有鎖緊凸輪，鎖緊凸輪通過轉(zhuǎn)軸固定在固定板上，鎖緊凸輪上設(shè)有鎖緊桿(固定帶穿過孔、鎖緊凸輪和鎖緊桿構(gòu)成固定帶鎖定器)，使用時，固定帶可穿過固定帶孔，然后通過鎖緊桿轉(zhuǎn)動鎖緊凸輪，則鎖緊凸輪把固定帶卡住，從而起到固定作用。所述固定滑塊的結(jié)構(gòu)為包括塊體，塊體固定在操作平臺上，塊體中部設(shè)有通孔，通孔上方設(shè)有定位螺栓，T型移動桿的橫桿/側(cè)向移動桿穿過通孔，T型移動桿的橫桿/側(cè)向移動桿可相對于固定滑塊移動，當(dāng)移動到所需位置時，通過定位螺栓固定住。所述移動滑塊的結(jié)構(gòu)為包括滑塊體，滑塊體中部設(shè)有通孔，通孔上方設(shè)有定位螺栓，T型移動桿的豎桿穿過通孔，滑塊體可沿T型移動桿的豎桿滑動，當(dāng)滑動到所需位置時，通過定位螺栓固定住；滑塊體上設(shè)有凹槽、綁繩和楔形栓，使用時，將動物(如大鼠)的前肢 /后肢卡在凹槽中，綁繩纏繞前肢/后肢幾圈后，再纏繞在楔形栓上，起到固定、增大靜摩擦力的作用，使得動物即使掙扎，前肢/后肢也不會從綁繩上脫離。所述固定滑塊的塊體通過螺栓固定在操作平臺上。本發(fā)明中所涉及的技術(shù)，未詳盡的內(nèi)容均為所屬領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)，如溫度自動控制系統(tǒng)(溫度傳感器、放大電路、Α/D轉(zhuǎn)換電路、微處理器)、液晶顯示模塊、驅(qū)動模塊等，均為現(xiàn)有技術(shù)中成熟的技術(shù)，很容易實現(xiàn)，在此不再贅述。本發(fā)明的半導(dǎo)體制冷式凍傷模型儀的工作原理為利用半導(dǎo)體制冷技術(shù)進(jìn)行制冷，在微處理器控制下按預(yù)先設(shè)定的溫度和時間進(jìn)行凍傷模型的制作。具體工作過程如下首先通過輸入鍵盤設(shè)定好所需溫度和所需冷凍時間，冷凍電路工作，半導(dǎo)體制冷片開始制冷，當(dāng)位于冷凍腔內(nèi)的溫度傳感器檢測到溫度降到設(shè)定值后(半導(dǎo)體制冷片制冷速度很快，溫度很快就能達(dá)到設(shè)定值)；將動物(如大鼠)通過固定機(jī)構(gòu)固定在操作平臺上，將需要凍傷處理的部位對準(zhǔn)隔熱板上的冷凍孔或?qū)?zhǔn)冷凍頭，開始冷凍，當(dāng)冷凍時間達(dá)到事先設(shè)定的時間后，半導(dǎo)體制冷片停止工作，有源蜂鳴器報警提示操作人員冷凍完成，動物凍傷模型制作完成。將動物通過固定機(jī)構(gòu)固定在操作平臺上的方法為首先，根據(jù)動物的體長調(diào)節(jié)T型移動桿至合適位置，通過定位螺栓固定住，然后根據(jù)動物四肢伸直后的長短調(diào)節(jié)移動滑塊的間距，通過定位螺栓固定?。粚游锏乃闹ㄔ谙鄳?yīng)的移動滑塊上的凹槽內(nèi)，綁繩纏繞幾圈后，再纏繞在楔形栓上，起到固定、增大靜摩擦力的作用；根椐動物的體寬調(diào)節(jié)側(cè)向移動桿至合適位置，通過定位螺栓固定住，固定帶越過動物的腹部，通過鎖緊凸輪固定住，從而將動物挾持住，使得其即使掙扎，也不會使位置發(fā)生移動。所述冷凍溫度和冷凍時間的設(shè)定，由所需凍傷深度、凍傷程度確定；凍傷創(chuàng)面的大小，由冷凍頭面積確定或由隔熱板上的冷凍孔的面積確定；冷凍頭和隔熱板是可以更換的，可根據(jù)創(chuàng)面大小的需求更換合適的冷凍頭和隔熱板。本發(fā)明的半導(dǎo)體制冷式凍傷模型儀，具有以下優(yōu)點I)模型的凍傷創(chuàng)面深度準(zhǔn)確一致，這是通過以下兩個條件來實現(xiàn)和保證的一是半導(dǎo)體制冷片能實現(xiàn)高精度的溫度控制(半導(dǎo)體制冷片是電流換能型器件，通過微處理器對輸入電流的自動控制，很容易實現(xiàn)高精度的溫度控制，精度可控制在±0. TC的范圍之內(nèi))；二是由微處理器自動控制冷凍時間。2)創(chuàng)面面積大小可調(diào)節(jié)(根據(jù)創(chuàng)面大小選擇合適的冷凍頭和隔熱板)。3)創(chuàng)面深度可調(diào)，因為半導(dǎo)體制冷片的溫度可在很寬的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)(從90°C到-130°C都可以實現(xiàn))。4)制冷速度快(因為半導(dǎo)體制冷片熱慣性非常小，通電幾分鐘，半導(dǎo)體制冷片就能達(dá)到最大溫差)。
5)重復(fù)性好(因為溫度控制高精度，時間控制準(zhǔn)確)。此外，本發(fā)明還有操作簡單、方便、靈活、工作可靠，制造成本低等優(yōu)點。


圖1為本發(fā)明的半導(dǎo)體制冷式凍傷模型儀的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的俯視圖。圖3為本發(fā)明的制冷控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明的移動滑塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為圖4的俯視圖。圖6為本發(fā)明的固定帶鎖定器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本發(fā)明的固定滑塊的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1、固定滑塊；2、移動滑塊；3、隔熱箱；4、冷凍腔；5、隔熱板；6、固定板；7、冷凍頭；8、溫度傳感器；9、輸入鍵盤；10、液晶顯示模塊；11、操作平臺；12、箱體；13、半導(dǎo)體制冷片；14、散熱風(fēng)扇；15、散熱器；16、驅(qū)動模塊；17、電源；18、電路板；19、T型移動桿；20、側(cè)向移動桿；21、固定帶；22、固定帶鎖定器；23、放大電路；24、Α/D轉(zhuǎn)換電路；25、有源蜂鳴器；26、驅(qū)動電路；27、微處理器；28、鎖緊桿；29鎖緊凸輪；30、綁繩；31、定位螺栓；32、楔形栓；33，滑塊體。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。一種半導(dǎo)體制冷式凍傷模型儀，包括箱體12、操作平臺11，箱體12位于操作平臺11下方，箱體12內(nèi)設(shè)有制冷控制電路，如圖1、圖2所示；所述制冷控制電路包括微處理器27、驅(qū)動模塊16、電源17、溫度傳感器8、輸入鍵盤9、液晶顯示模塊10、有源蜂鳴器25和至若干層半導(dǎo)體制冷片13，如圖3所示，其中，半導(dǎo)體制冷片13與驅(qū)動模塊16電路連接，驅(qū)動模塊16與微處理器27電路連接；溫度傳感器8依次通過放大電路23、A/D轉(zhuǎn)換電路24與微處理器27電路連接，輸入鍵盤9與微處理器27電路連接；液晶顯示模塊10與微處理器27電路連接；有源蜂鳴器25通過驅(qū)動電路26與微處理器27連接；電源17與所有單元電路連接；半導(dǎo)體制冷片13下部設(shè)有散熱器15 ；電源17下方以及散熱器15下方均設(shè)有散熱風(fēng)扇14,用于散熱；所述操作平臺11中央設(shè)有隔熱板5，隔熱板5上開有冷凍孔，隔熱板5下方設(shè)有隔熱箱3，隔熱箱3內(nèi)設(shè)有冷凍腔4，溫度傳感器8位于冷凍腔4內(nèi)。
所述冷凍腔4內(nèi)設(shè)有冷凍頭7，冷凍頭7與半導(dǎo)體制冷片13連接，冷凍頭7由導(dǎo)熱性能良好的材料制成。所述箱體12上設(shè)有用于露出/顯不輸入鍵盤9和液晶顯不模塊10的窗口，方便輸入以及顯示，此為常規(guī)設(shè)計。所述微處理器27、放大電路23、A/D轉(zhuǎn)換電路24、驅(qū)動電路26和有源蜂鳴器25均設(shè)在一塊電路板18上。所述操作平臺11上還設(shè)有固定機(jī)構(gòu)，所述固定機(jī)構(gòu)包括兩個T型移動桿19和兩個側(cè)向移動桿20，其中，兩個T型移動桿19分別位于操作平臺11左側(cè)和右側(cè)，兩個側(cè)向移動桿20分別位于操作平臺11中央前側(cè)和中央后側(cè)；T型移動桿19由橫桿和豎桿構(gòu)成，橫桿末端與豎桿中部連接，橫桿通過固定滑塊I固定在操作平臺11上，豎桿兩端各設(shè)有一個移動滑塊2 ;側(cè)向移動桿20通過固定滑塊I固定在操作平臺11上，兩個側(cè)向移動桿20的 末端各設(shè)有一個固定板6，其中一個固定板6上設(shè)有兩條固定帶21，另一個固定板6上設(shè)有兩個與固定帶21相配合的固定帶穿過孔，固定帶穿過孔上方設(shè)有鎖緊凸輪29，鎖緊凸輪29通過轉(zhuǎn)軸固定在固定板6上，鎖緊凸輪29上設(shè)有鎖緊桿28 (固定帶穿過孔、鎖緊凸輪29和鎖緊桿28構(gòu)成固定帶鎖定器22，如圖6所示)，使用時，固定帶21可穿過固定帶孔，然后通過鎖緊桿28轉(zhuǎn)動鎖緊凸輪29，則鎖緊凸輪29把固定帶21卡住，從而起到固定作用。所述固定滑塊I的結(jié)構(gòu)為包括塊體，塊體通過螺栓固定在操作平臺11上，塊體中部設(shè)有通孔，通孔上方設(shè)有定位螺栓31，T型移動桿19的橫桿/側(cè)向移動桿20穿過通孔，T型移動桿19的橫桿/側(cè)向移動桿20可相對于固定滑塊I移動，當(dāng)移動到所需位置時，通過定位螺栓31固定住，如圖7所示。所述移動滑塊2的結(jié)構(gòu)為包括滑塊體33，滑塊體33中部設(shè)有通孔，如圖4、圖5所示，通孔上方設(shè)有定位螺栓31，T型移動桿19的豎桿穿過通孔，滑塊體33可沿T型移動桿19的豎桿滑動，當(dāng)滑動到所需位置時，通過定位螺栓31固定??；滑塊體33上設(shè)有凹槽、綁繩30和楔形栓32，使用時，將動物(如大鼠)的前肢/后肢卡在凹槽中，綁繩30纏繞前肢/后肢幾圈后，再纏繞在楔形栓32上，起到固定、增大靜摩擦力的作用，使得動物即使掙扎，前肢/后肢也不會從綁繩30上脫離。本發(fā)明的半導(dǎo)體制冷式凍傷模型儀的工作原理為利用半導(dǎo)體制冷技術(shù)進(jìn)行制冷，在微處理器27控制下按預(yù)先設(shè)定的溫度和時間進(jìn)行凍傷模型的制作。具體工作過程如下首先通過輸入鍵盤9設(shè)定好所需溫度和所需冷凍時間，冷凍電路工作，半導(dǎo)體制冷片13開始制冷，當(dāng)位于冷凍腔4內(nèi)的溫度傳感器8檢測到溫度降到設(shè)定值后(半導(dǎo)體制冷片13制冷速度很快，溫度很快就能達(dá)到設(shè)定值)；將動物(如大鼠)通過固定機(jī)構(gòu)固定在操作平臺11上，將需要凍傷處理的部位對準(zhǔn)隔熱板5上的冷凍孔或?qū)?zhǔn)冷凍頭7，開始冷凍，當(dāng)冷凍時間達(dá)到事先設(shè)定的時間后，半導(dǎo)體制冷片13停止工作，有源蜂鳴器25報警提示操作人員冷凍完成，動物凍傷模型制作完成。將動物通過固定機(jī)構(gòu)固定在操作平臺11上的方法為首先，根據(jù)動物的體長調(diào)節(jié)T型移動桿19至合適位置，通過定位螺栓31固定住，然后根據(jù)動物四肢伸直后的長短調(diào)節(jié)移動滑塊2的間距，通過定位螺栓31固定??；將動物的四肢卡在相應(yīng)的移動滑塊2上的凹槽內(nèi)，綁繩30纏繞幾圈后，再纏繞在楔形栓32上，起到固定、增大靜摩擦力的作用；根椐動物的體寬調(diào)節(jié)側(cè)向移動桿20至合適位置，通過定位螺栓31固定住，固定帶21越過動物的腹部，通過鎖緊凸輪29固定住，從而將動物挾持住，使得其即使掙扎，也不會使位置發(fā)生移動。所述冷凍溫度和冷凍時間的設(shè) 定，由所需凍傷深度、凍傷程度確定；凍傷創(chuàng)面的大小，由冷凍頭7面積確定或由隔熱板5上的冷凍孔的面積確定；冷凍頭7和隔熱板5是可以更換的，可根據(jù)創(chuàng)面大小的需求更換合適的冷凍頭7和隔熱板5。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體制冷式凍傷模型儀，其特征在于包括箱體、操作平臺，箱體位于操作平臺下方，箱體內(nèi)設(shè)有冷凍電路； 所述制冷控制電路包括微處理器、驅(qū)動模塊、電源、溫度傳感器、輸入鍵盤、液晶顯示模塊和至少一層半導(dǎo)體制冷片，其中，半導(dǎo)體制冷片與驅(qū)動模塊電路連接，驅(qū)動模塊與微處理器電路連接；溫度傳感器依次通過放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路與微處理器電路連接，輸入鍵盤與微處理器電路連接；液晶顯示模塊與微處理器電路連接；電源與所有單元電路連接；半導(dǎo)體制冷片下部設(shè)有散熱器； 所述操作平臺中央設(shè)有隔熱板，隔熱板上開有冷凍孔，隔熱板下方設(shè)有隔熱箱，隔熱箱內(nèi)設(shè)有冷凍腔，溫度傳感器位于冷凍腔內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體制冷式凍傷模型儀，其特征在于所述冷凍腔內(nèi)設(shè)有冷凍頭，冷凍頭與半導(dǎo)體制冷片連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體制冷式凍傷模型儀，其特征在于所述箱體上設(shè)有用于露出/顯示輸入鍵盤和液晶顯示模塊的窗口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體制冷式凍傷模型儀，其特征在于所述制冷控制電路還包括有源蜂鳴器，有源蜂鳴器通過驅(qū)動電路與微處理器連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體制冷式凍傷模型儀，其特征在于所述電源下方以及散熱器下方均設(shè)有散熱風(fēng)扇。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體制冷式凍傷模型儀，其特征在于所述微處理器、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、驅(qū)動電路和有源蜂鳴器均設(shè)在一塊電路板上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體制冷式凍傷模型儀，其特征在于所述操作平臺上還設(shè)有固定機(jī)構(gòu)，所述固定機(jī)構(gòu)包括兩個T型移動桿和兩個側(cè)向移動桿，其中，兩個T型移動桿分別位于操作平臺左側(cè)和右側(cè)，兩個側(cè)向移動桿分別位于操作平臺中央前側(cè)和中央后側(cè)；T型移動桿由橫桿和豎桿構(gòu)成，橫桿末端與豎桿中部連接，橫桿通過固定滑塊固定在操作平臺上，豎桿兩端各設(shè)有一個移動滑塊；側(cè)向移動桿通過固定滑塊固定在操作平臺上，兩個側(cè)向移動桿的末端各設(shè)有一個固定板，其中一個固定板上設(shè)有兩條固定帶，另一個固定板上設(shè)有兩個與固定帶相配合的固定帶穿過孔，固定帶穿過孔上方設(shè)有鎖緊凸輪，鎖緊凸輪通過轉(zhuǎn)軸固定在固定板上，鎖緊凸輪上設(shè)有鎖緊桿。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種半導(dǎo)體制冷式凍傷模型儀，其特征在于所述固定滑塊的結(jié)構(gòu)為包括塊體，塊體固定在操作平臺上，塊體中部設(shè)有通孔，通孔上方設(shè)有定位螺栓，T型移動桿的橫桿/側(cè)向移動桿穿過通孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種半導(dǎo)體制冷式凍傷模型儀，其特征在于所述固定滑塊的塊體通過螺栓固定在操作平臺上。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種半導(dǎo)體制冷式凍傷模型儀，其特征在于所述移動滑塊的結(jié)構(gòu)為包括滑塊體，滑塊體中部設(shè)有通孔，通孔上方設(shè)有定位螺栓，T型移動桿的豎桿穿過通孔；滑塊體上設(shè)有凹槽、綁繩和楔形栓。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體制冷式凍傷模型儀，包括箱體、操作平臺，箱體位于操作平臺下方，箱體內(nèi)設(shè)有制冷控制電路；所述制冷控制電路包括微處理器、驅(qū)動模塊、電源、溫度傳感器、輸入鍵盤、液晶顯示模塊和至少一層半導(dǎo)體制冷片；所述操作平臺上還設(shè)有固定機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的半導(dǎo)體制冷式凍傷模型儀的工作原理為利用半導(dǎo)體制冷技術(shù)進(jìn)行制冷，在微處理器控制下按預(yù)先設(shè)定的溫度和時間進(jìn)行凍傷模型的制作。本發(fā)明的半導(dǎo)體制冷式凍傷模型儀，具有以下優(yōu)點1)模型的凍傷創(chuàng)面深度準(zhǔn)確一致。2)創(chuàng)面面積大小可調(diào)節(jié)。3)創(chuàng)面深度可調(diào)。4)制冷速度快。5)重復(fù)性好。此外，本發(fā)明還有操作簡單、方便、靈活、工作可靠，制造成本低等優(yōu)點。
文檔編號A61D3/00GK103006344SQ20121051428
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日
發(fā)明者孫曉明, 萬桂怡, 吳明海, 魏欣冰 申請人:山東大學(xué)