ЭЛЕКТРОННЫЙ ТЕРМОИНДИКАТОР

Полезная модель относится к области измерительной техники и может использоваться в электронных термоиндикаторах, преимущественно для контроля температурного режима хранения и транспортирования медицинских препаратов и продуктов питания.
Известен, например, электронный термоиндикатор, содержащий встроенный датчик температуры, соединенные с одним из входов аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен со входом блока управления, связанного с дисплеем и клавиатурой (US 4636093 А, 1987). Этот электронный термоиндикатор имеет недостаточно высокую эксплуатационную эффективность. Он не позволяет, в частности, регистрировать суммарное время переохлаждения и перегрева контролируемых объектов, что особенно важно, например, при хранении и транспортировании медицинских препаратов и продуктов питания.
Известны и другие электронные термоиндикаторы, как однократного, так и многократного действия, различающиеся по конструкции (например, SU 1328688 А1, 1987; RU 108609 U1, 2011; RU 2073217 С1, 1997; US 4497585 А, 1985). Однако все они в той или иной мере имеют ограниченные эксплуатационные возможности.
Из известных устройств наиболее близким к предложенному является электронный термоиндикатор, содержащий размещенные в корпусе встроенный датчик температуры, соединенный с основным входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен со входом связанного с размещенными на лицевой панели корпуса дисплеем и клавиатурой блоком управления, выполненным в виде связанных между собой функциональных блоков, включающих блок накопления и вывода информации, и встроенный источник питания (RU 43966 U1, 2005). В этом электронном термоиндикаторе входящие в состав блока управления счетчики времени отклонения температуры от минимальных и от максимальных уставок соединены непосредственно с соответствующими входами блока накопления и вывода информации. Не указывается на выполнение дисплея, который обычно выполняется на светодиодах, что ограничивает его информативность. Затруднено изготовление твердой копии с показателями контроля и информацией, идентифицирующей конкретный электронный термоиндикатор.
Задача, решаемая полезной моделью, состоит в создании электронного термоиндикатора, лишенного недостатков прототипа. Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, заключается в повышении эксплуатационной эффективности электронного термоиндикатора, в том числе за счет возможности анализа сравнения времени отклонения экстремальных уставок от сохраненных пороговых значений, повышения информативности дисплея, возможности оптимизации процедуры включения-выключения режима контроля, возможности получения твердых копий с изображения на дисплее с одновременным получением изображения, идентифицирующего конкретный электронный термоиндикатор.
Это достигается тем, что в электронном термоиндикаторе, содержащем размещенные в корпусе встроенный датчик температуры, соединенный с основным входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен со входом связанного с размещенными на лицевой панели корпуса дисплеем и клавиатурой блоком управления, выполненным в виде связанных между собой функциональных блоков, включающих блок накопления и вывода информации, и встроенный источник питания, что в блок управления введены соединенные с соответствующими входами блока накопления и вывода информации блок сравнения времени отклонения температуры от минимальных уставок с пороговыми значениями, связанный с блоком памяти пороговых значений времени для минимальных уставок температуры, и блок сравнения времени отклонения температуры от максимальных уставок с пороговыми значениями, связанный с блоком памяти пороговых значений времени для максимальных уставок температуры, при этом дисплей выполнен на основе жидкокристаллического индикатора с обеспечением возможности визуализации процедур включения и выключения режима контроля электронного термоиндикатора, а на лицевой поверхности корпуса заподлицо с ней дополнительно размещен шильдик с персонифицированным номером электронного термоиндикатора с обеспечением возможности изготовления твердой копии его изображения совместно с изображением на дисплее. Блок управления может содержать соединенный с блоком памяти уставок пороговых значений температуры блок вычисления и сравнения температуры, выходы которого соединены с блоком памяти минимальной температуры, блоком памяти максимальной температуры, и связанными с генератором тактовой частоты счетчиками времени отклонения температуры от минимальных уставок и счетчиками времени отклонения температуры от максимальных уставок, а также счетчик времени задержки, связанный через генератор сигналов опроса с аналого-цифровым преобразователем, при этом соединение счетчиков времени отклонения температуры от минимальных и максимальных уставок с соответствующими входами блока накопления и вывода информации выполнено через блоки сравнения времени отклонения температуры от минимальных уставок с пороговыми значениями и от максимальных уставок с пороговыми значениями соответственно.
Указанный технический результат обеспечивается всей совокупностью существенных признаков.
На чертеже показана структурная блок-схема электронного термоиндикатора модификации ТИ8-1.
Он содержит единый корпус, в котором размещен встроенный датчик 1 температуры, соединенный с основным входом аналого-цифрового преобразователя 2, выход которого соединен со входом блока 3 управления. Блок 3 управления выполнен в виде связанных между собой функциональных блоков - он преимущественно содержит генератор 4 тактовой частоты, блок 5 вычисления и сравнения температуры, блок 6 памяти уставок пороговых значений температуры, генератор 7 сигналов опроса, счетчики 8 времени отклонения температуры от минимальных уставок, счетчики 9 времени отклонения температуры от максимальных уставок, блок 10 памяти минимальной температуры, блок 11 памяти максимальной температуры. В блок управления 3 введены блок 12 памяти пороговых значений времени для минимальных уставок температуры, блок 13 сравнения времени отклонения температуры от минимальных уставок с пороговыми значениями, блок 14 сравнения времени отклонения температуры от максимальных уставок с пороговыми значениями и блок 15 памяти пороговых значений времени для максимальных уставок температуры. Блок управления 3 содержит также блок 16 накопления и вывода информации и связанный с ним счетчик 17 времени задержки, связанный в свою очередь через генератор 7 сигналов опроса с аналого-цифровым преобразователем 2.. Входы блока 13 соединены с выходами счетчиков 8 и блока 12, а его выход соединен с соответствующим входом блока 16. Входы блока 14 соединены с выходами счетчиков 9 и блока 15, а его выход соединен с соответствующим входом блока 16. Таким образом, соединение счетчиков 8 и 9 с соответствующими входами блока 16 накопления и вывода информации выполнено через блоки 13 и 14 соответственно. Блок 3 управления может иметь выход для подключения персонального компьютера (на чертеже не показан). Функциональные блоки 4-17 могут быть выполнены в виде аппаратных электронных устройств, а также, по крайней мере частично, реализованы программными средствами, при этом блок 3 управления может быть выполнен на основе микропроцессора. Электронный термоиндикатор содержит также встроенный источник 18 питания и связанные с блоком 3 управления дисплей 19 и клавиатуру 20, размещенные на лицевой панели корпуса. Дисплей 19 выполнен на основе жидкокристаллического индикатора с обеспечением возможности визуализации процедур включения и выключения режима контроля. На лицевой панели корпуса заподлицо с ней дополнительно размещен шильдик с персонифицированным (идентификационным) номером электронного термоиндикатора (например, посредством приклеиваемой маркировочной ленты) с обеспечением возможности изготовления твердой (преимущественно бумажной) копии изображения этого номера совместно с изображением, отображаемым на дисплее 19. На обратной стороне корпуса выполнена маркировка, включающая персонифицированный номер (например, на отдельном основном шильдике), дату изготовления, обозначение ТУ, значения верхних и нижних порогов контроля, код длительности регистрации.
Принцип работы электронного термоиндикатора основан на периодическом измерении сопротивления датчика 1 температуры, которое зависит от температуры окружающей среды. Значение температуры сравнивается с заложенными в электронный термоиндикатор пороговыми значениями. Выходом температуры за пределы порога считается превышение по абсолютной величине измеренного значения температуры соответствующего порогового значения. При этом началом контроля соответствующего порога с подсчетом времени выхода считается выход температуры за предел в двух смежных измерениях. Измеренные значения температуры записываются в энергонезависимую память электронного термоиндикатора.
Электронный термоиндикатор активируется с помощью клавиатуры 20 нажатием стартовой кнопки, которая удерживается в нажатом состоянии в течении некоторого времени, преимущественно 5 сек. Отсчет времени индицируется на дисплее 19. При этом одновременно с процедурой включения осуществляется операция проверки индикации. Такой режим позволяет защитить электронный термоиндикатор от случайного нажатия пусковой кнопки клавиатуры 20, а визуализация процедур делает их выполнение удобным и надежным. С момента активации начинает работать счетчик 17 времени задержки. После окончания времени задержки генератор 7 сигналов опроса начинает выдавать сигналы опроса с установленным периодом, например, через одну секунду. По этим сигналам аналогово-цифровой преобразователь 2 производит преобразование сигнала датчика 1 температуры в цифровой код, по которому в блоке 5 вычисления и сравнения температуры вычисляется значение температуры и сравнивается с установленными значениями уставок, хранящихся в блоке 6 памяти уставок пороговых значений температуры. При выходе температуры за пределы уставок соответствующие сигналы управления подаются на счетчики 8 и 9 времени отклонения температуры от минимальных и максимальных уставок соответственно. Подсчет времени выхода производится только теми из них, на который подан управляющий сигнал о нарушении уставок контроля. При возврате значения температуры в пределы уставки счет времени соответствующими счетчиками 8, 9 прекращается. Значения счетчиков 8 времени отклонения температуры от минимальных уставок сравниваются в блоке 13 сравнения времени отклонения температуры от минимальных уставок с пороговыми значениями, которые хранятся в блоке 12 памяти пороговых значений для минимальных уставок температуры. Значения счетчиков 9 времени отклонения температуры от максимальных уставок сравниваются в блоке 14 сравнения времени отклонения температуры от максимальных уставок с пороговыми значениями, которые хранятся в блоке 15 памяти пороговых значений для максимальных уставок температуры. Результаты сравнения поступают для регистрации в блок 16 накопления и вывода информации и далее выводятся для индикации на дисплей 19. Блоки 10 и 11 памяти минимальной температуры и максимальной температуры соответственно запоминают экстремальные значения температуры за время контроля, поступающие из блока 5 вычисления и сравнения температуры, которые сохраняются в блоке 16 накопления и вывода информации. Значения текущей температуры также сохраняются в блоке 16 накопления и вывода информации и могут быть считаны с электронного термоиндикатора. Полное окончание измерений и регистрации производится вручную посредством команды от клавиатуры 20. Для документальной легализации результатов контроля (помимо возможностей компьютерного вывода этих результатов) с передней панели корпуса электронного термоиндикатора делается твердая копия, преимущественно ксерокопированием на бумагу. При этом помимо информации по результатам контроля фиксируется персонифицированный номер электронного термоиндикатора, что важно в том числе для обеспечения объективности контроля.
Пример реализации. Электронный термоиндикатор выполнен в модификации ТИ8-1 и представляет собой восьмипороговый одноразовый термоиндикатор, предназначенный для визуальной сигнализации на дисплее в виде жидкокристаллического индикатора моментов превышения времени выхода контролируемых температур за пределы пороговых значений с функцией регистрации измеренных значений температуры в энергонезависимой памяти с возможностью считывания на персональный компьютер и копирования информации с передней панели корпуса. При визуальном контроле без вмешательства в процесс контроля обеспечиваются индикация о включении и режиме работы электронного термоиндикатора и индикация нарушения температурного режима в контролируемом объеме. Номинальные пороговые значения температуры и времени выхода за пределы уставок составляют для верхних пределов: +8,5°С, +10°С, +15°С, +25°С и 5 мин, 1 час, 24 часа, 48 часов соответственно, для нижних пределов: +2°С, +0,5°С, -1°С, -20°С и 5 мин, 1 час, 24 часа, 48 часов соответственно. Допускается устанавливать и другие пороговые значения в диапазоне температур от -20°С до +50°С и времени от 5 минут до 5000 часов. Период измерения температуры составляет 5 минут. Время работы в рабочем диапазоне температур - не менее 5000 часов. Длительность непрерывной записи измеренных значений температуры составляет до 6400 часов. В качестве датчика 1 температуры использован термистор типа NTC. Примененный источник 18 питания - литиевые элементы СR2032. Масса электронного термоиндикатора составляет 25 г, габаритные размеры -58×37×15 мм. Результаты испытаний электронного термоиндикатора подтвердили его высокую эксплуатационную эффективность. Электронный термоиндикатор соответствует требованиям Методических указаний Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучию человека МУ 3.3.2.2437-09 «Применение термоиндикаторов для контроля температурного режима хранения и транспортирования медицинских препаратов в системе «холодовой цепи».
Электронный термоиндикатор, выполненный в соответствии с полезной моделью, обладает более высокой эксплуатационной эффективностью по сравнению с известными аналогичными. Он позволяет в удобном для пользователя режиме быстро получить полную информацию о температурном режиме контролируемых препаратов или продуктов питания. Значения температуры записываются и хранятся в его памяти и доступны для пользователя в любое время, что особенно важно, например, при анализе спорных ситуаций, связанных с нарушениями температурных режимов хранения или транспортирования препаратов и продуктов питания. Процедура включения и выключения режима контроля визуализирована, что также удобно для пользователя и повышает надежность процедуры. Результаты контроля вместе с персонифицированным номером термоиндикатора легко фиксируются при копировании изображения с лицевой панели корпуса.