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寻求一个检测密封塑料管内液体是否充分融化的方法

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dalarang|  楼主 | 2021-1-11 15:18 | 显示全部楼层 |阅读模式
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。
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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。


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tyw 2021-1-11 17:18 回复TA
@dalarang :定时长短根据环境温度作些调整. 
tyw 2021-1-11 16:55 回复TA
@dalarang :其实根据肉眼观察解冻所需时间,做个定时器,放点余量即可,不用搞这么大动静.哈哈 
dalarang 2021-1-11 16:00 回复TA
@tyw :你好,热像仪能测到这种半透明管子内部的温度吗,我现在主要就是顾虑测到的是否只是表面温度,如果表面温度就没什么用处。热像仪一个要几千块如果测不到内部的话买了就浪费了,否则倒是可以买一个来测试一下。 
tyw 2021-1-11 15:50 回复TA
用微波炉转,哈哈,恐怕生物会死掉,可用低温热像仪测,贵了点. 

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LcwSwust| | 2021-1-11 15:23 | 显示全部楼层
热像仪看看呢

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dalarang|  楼主 | 2021-1-11 15:36 | 显示全部楼层

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。

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LcwSwust| | 2021-1-11 16:11 | 显示全部楼层
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。

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tyw| | 2021-1-11 16:18 | 显示全部楼层
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 ...

红外测温仪可以测量内部温度.pdf (646.22 KB)

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dalarang 2021-1-11 17:42 回复TA
厉害! 
chunyang| | 2021-1-11 18:20 | 显示全部楼层
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。

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dalarang|  楼主 | 2021-1-11 18:46 | 显示全部楼层
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。

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chunyang 2021-1-13 16:14 回复TA
那根本没有必要,设备只要保证输入解冻的加热功率、对外热传导系数等参数的足够稳定,以及被加热物的份量在一定范围内,再留取适当余量,解冻效果即可100%保证。要点是:用技术手段避免“不同条件”,追求统一、稳定的条件。 
linnjing| | 2021-1-11 20:57 | 显示全部楼层
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。

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yjmwxwx| | 2021-1-11 22:40 | 显示全部楼层
不知道能不能通过测量电容检测冰

slla355.pdf (4.89 MB)

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jrcsh| | 2021-1-12 03:06 | 显示全部楼层
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......  

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jrcsh| | 2021-1-12 03:08 | 显示全部楼层
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

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a511484095| | 2021-1-12 08:27 | 显示全部楼层
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。。

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chunyang 2021-1-13 16:06 回复TA
如此想法不可取。 
ljxh401| | 2021-1-12 10:53 | 显示全部楼层
折射率 不一样

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ljxh401| | 2021-1-12 10:55 | 显示全部楼层
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

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dalarang|  楼主 | 2021-1-13 21:30 | 显示全部楼层
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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