寻求一个检测密封塑料管内液体是否充分融化的方法

登录 · 发表于 2021-1-11 15:18

有如下图这么一个小塑料管，内部存有大约1-1.5毫升的水。
平时是竖直放置在液氮中的，在需要使用时将其拿出，用几十度的热风对着它吹，使其快速解冻，待全部化为液态就解冻完毕，常规的做法是肉眼观察里面都融化没有冰了就完成了。

现在的需求是改为不需要人工观察，用自动化的方式来判断是否解冻完毕。

有以下几个特性需要注意：
1、塑料管盖子必须密封，不允许将传感器伸入内部。
2、解冻速度要快，一两分钟内解冻完毕，所以用热风来吹扫。否则放在那里几十分钟肯定融化了也不需要这些麻烦事。
3、管子和检测部件尽量不接触，即便接触也需要干式接触，不能接触完在管子表面留下水、油之类的物质。
4、塑料管是透明的，上面印刷了一些图案，可以视为半透明。
5、用在特殊行业，所以成本限制不严格，并不一定非要采用很便宜的方案，即便贵一些的传感器几千块钱应该也可以接受。
6、内容物是水和生物细胞，大概1ml左右，只占这个管子的三分之一，检测方法不能过于极端，会把细胞弄死。

开始的时候考虑过用红外非接触测温，只要内部温度高于0℃就可以视为解冻完毕。但试了一下只能检测到管子表面温度，塑料的热传导性比较差，外表在热风吹拂下已经20℃了，里面冰核都还没化开。

想请教下大家有什么什么好的思路，可以检测内部已经由固态充分融化为液态了。

发表于 2021-1-11 15:23

热像仪看看呢

发表于 2021-1-11 15:36

LcwSwust 发表于 2021-1-11 15:23
热像仪看看呢

多谢回复，不知道热成像仪能否测到这种半透明管子的内部温度，有做过相似测试的朋友支个招吗？
我之前用MLX90614来测过单点温度，并不能测到内部温度，只能测到表面。

发表于 2021-1-11 16:11

dalarang 发表于 2021-1-11 15:36
多谢回复，不知道热成像仪能否测到这种半透明管子的内部温度，有做过相似测试的朋友支个招吗？
我之前用M ...

假如热像仪不行，可以试下“B超”，我瞎猜的。

登录 · 发表于 2021-1-11 16:18

本帖最后由 tyw 于 2021-1-11 17:44 编辑

dalarang 发表于 2021-1-11 15:36
多谢回复，不知道热成像仪能否测到这种半透明管子的内部温度，有做过相似测试的朋友支个招吗？
我之前用M ...

红外测温报价和指标：

红外测温仪 DT-8810H 价格:688.00
非接触红外测温仪，内置式激光瞄准，温度范围-30℃～350℃(-22℉～662℉)
固定发射率（0.95）可达到90%的日常需要
距离与目标尺寸比为8:1
分辨率为0.1 ℃或0.1℉
基本精确度为±2%或±2℃/±4℉
量程过载时可蜂鸣报警,显示屏上提示“OVER”
℃/℉可转换和7秒钟后自动关机功能
超大３1/2（1999位）多功能带背光显示屏
放开测量按键后数据自动保持
附件：9V电池、软皮袋、说明书、合格证及保修卡
规格/重量：159×79×57.2毫米/190克

红外测温仪 DT-8811H 价格:788.00
非接触红外测温仪，内置式激光瞄准，温度范围-30℃～500℃(-22℉～932℉)
固定发射率（0.95）可达到90%的日常需要
距离与目标尺寸比为8:1
分辨率为0.1 ℃或0.1℉
基本精确度为±2%或±2℃/±4℉
量程过载时可蜂鸣报警,显示屏上提示“OVER”
℃/℉可转换和7秒钟后自动关机功能
超大３1/2（1999位）多功能带背光显示屏
放开测量按键后数据自动保持
附件：9V电池、软皮袋、说明书、合格证及保修卡
规格/重量：159×79×57.2毫米/190克

发表于 2021-1-11 18:20

想保证解冻的可靠性，应该做一个专门的设备来解冻，工艺上能轻松保证完美解冻，不应在检测方面花功夫，成本和可靠性上根本没有可比性。

发表于 2021-1-11 18:46

chunyang 发表于 2021-1-11 18:20
想保证解冻的可靠性，应该做一个专门的设备来解冻，工艺上能轻松保证完美解冻，不应在检测方面花功夫，成本 ...

我现在做的这个就是专用解冻设备，不同条件下解冻的时间会有不小的差异，所以才需要通过检测及时判断解冻已经结束，为整体流程减少时间。

发表于 2021-1-11 20:57

冰和水的透光效果会有明显差别吗？
一边用红外发光管照，另一边用红外接收管。
试试看接收的电压变化情况能不能区别冰和水。

登录 · 发表于 2021-1-11 22:40

不知道能不能通过测量电容检测冰

发表于 2021-1-12 03:06

因当这么干, 计算出液体的比热,求解冻需要注入的能量 ,

去除毛重基本就出来了,

要热传导快考虑更换阴瓦钢, 或者其它材料.

只是少量数据,,,,,,人工也能看出来 CCD 也可以......

发表于 2021-1-12 03:08

远红外传导因该可以帮助加热过程,只是生物的情况,有待观察对比

发表于 2021-1-12 08:27

chunyang 发表于 2021-1-11 18:20
想保证解冻的可靠性，应该做一个专门的设备来解冻，工艺上能轻松保证完美解冻，不应在检测方面花功夫，成本 ...

如果需要一个以防万一的方案呢。。

发表于 2021-1-12 10:53

折射率不一样

发表于 2021-1-12 10:55

折射率是否一样,将一束光倾斜射入, 结冰和不结冰的射出点是否不一致

发表于 2021-1-13 21:30

wh6ic 发表于 2021-1-12 14:56
液态氮？怎么听着像米国佬的疫苗路线？

吹热风，计算热容量、材料热导率来估测解冻时间比较合适 ...

谢谢回复
不是疫苗是细胞冻存管，最初的方案是测试合适的解冻时间，以时间来判断，现在想更进一步。
目前几个方案看起来是热像仪最有希望，回头买一个测试一下

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