高压灭菌器作为医疗卫生、食品药品等行业的重要灭菌设备,需要定期进行温度和压力校 准。文中采用耐高温冲击的电路系统,设计了一种投入式、具备防水功能的无线温度压力记录仪, 可根据需要任意放置在设备中完成校准任务。
硬件电路采用恒流源激励的四线制铂电阻测温电 路、具有温度补偿和偏移校正的压力测量电路,结合高精度模数转换芯片 ADS1148 完成温度和压 力测量。为了提高测温精度,对温度数据采用最小二乘法分段拟合;
为消除硅压阻式压力传感器 的零点和灵敏度漂移的影响,采用结合曲线拟合和三次样条插值的温度补偿算法,使压力传感器 线性输出较好。该记录仪体积小巧、内置大容量耐高温锂电池,可在 0~150 ℃环境中长时间稳定 工作。
实验结果表明,记录仪温度测量误差小于 0.05 ℃,压力测量误差小于 0.14%FS。
高压灭菌器是基于热力灭菌原理,在密闭的空 间内,随着温度、压力的升高,产生饱和蒸汽快速灭 杀微生物的设备,广泛应用于医疗卫生、药品加工、 食品生产等领域[1-2]。为保证灭菌消毒的质量,必须 定期对高压灭菌器进行温度和压力校准。
传统的布 线式温度校准系统需要通过引线将温度传感器置于 容器内,这样会破坏容器的密封性,从而导致测温结 果有较大偏差。针对压力参数的校准,多采用拆卸 式压力表,一般只检测压力表的示值误差,不能实时 检测灭菌锅体内的实际压力状况[3]。
基于此,设计了一种针对高压灭菌器的投入 式的无线温度压力记录仪,该记录仪通过无线通讯方 式传输数据,很好地解决了有线测量系统破坏容器密 封性的问题。采用耐高温冲击的电路系统,整体密封 防水,
可直接置于高压灭菌器内进行数据的测量和存 储。实验表明,该记录仪可在 0~150 ℃环境中长期使 用,且具有较高的测量精度,能很好地完成校准任务。
上海九州网址灭菌器系统总体设计
无线温度压力记录仪由测温器和上 位机两部分组成。测温器以微控制器 STM32F103为 核心,主要由温度测量电路、压力测量电路、A/D 转 换电路、存储电路、电源电路和无线通信电路组成, 系统总体框图如图 1所示。
测量时,温度传感器和压力传感器分别探测温 度值和压力值,滤波放大后由 A/D 转换电路转换成 相应的数字量,再经过微控制器 STM32 处理计算后 保存在存储电路中。
待测量结束后取出记录仪,通 过蓝牙无线通信方式将测温器中存储的温度、压力 和时间数据发送至上位机。可通过上位机发送指令 设定记录仪的工作模式和数据采集速度。