基于自動調(diào)節(jié)溫度的新型全自動熬中藥鍋研究

趙亞婧，郝傳柱

（山東華宇工學(xué)院，山東德州 253034）

0 引言

中醫(yī)藥不僅僅是中華民族的瑰寶，也是世界傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的重要組成部分。在當(dāng)今世界醫(yī)療組織中，雖然西藥是主導(dǎo)地位，不可否認(rèn)西藥具有很多優(yōu)點，例如西藥的藥性快，作用時間短，但是隨著化學(xué)藥品毒副作用不斷出現(xiàn)，醫(yī)源性、藥源性疾病日益增加，人們開始把眼光轉(zhuǎn)向更為自然的傳統(tǒng)醫(yī)藥領(lǐng)域，期望從中尋找到適合的出路。正由于中藥迎合了這種回歸自然的潮流，而且中藥具有療效穩(wěn)定、藥性相對安全以及對一些疑難疾病有療效顯著的優(yōu)點，故而中藥在我國衛(wèi)生保健中發(fā)揮著其獨特的優(yōu)勢和不可取代的作用。雖然傳統(tǒng)的中醫(yī)藥煎煮法已然根深蒂固于大家的思想中，但是現(xiàn)代快節(jié)奏的生活方式使人們的生活習(xí)慣大為改變，用長時間去操心熬藥是不現(xiàn)實的。所以說選對一款中藥鍋是很有必要的。

1 國內(nèi)外的研究和發(fā)展動態(tài)

國內(nèi)生產(chǎn)全自動熬中藥鍋選用的材質(zhì)依然和傳統(tǒng)熬藥鍋一樣，選用砂鍋的原因是因為砂鍋能均衡且持久的把外界熱能傳遞給內(nèi)部，使其保持一個相對平衡的環(huán)境溫度，有利于水分子與藥物的相互滲透。雖然生產(chǎn)熬藥鍋的廠家有很多，而且產(chǎn)量也是與日俱增，但是它的質(zhì)量問題堪憂。熬藥鍋的自動化技術(shù)伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，雖已處于領(lǐng)先地位，但仍舊有諸多不足之處。大多數(shù)的生產(chǎn)廠家僅注重于量產(chǎn)而非質(zhì)產(chǎn)。是藥三分毒，倘若藥出現(xiàn)問題，不僅會失去藥性，最可怕是會對人的身體產(chǎn)生更為消極的影響。因此一個可以控制熬藥溫度的、不受外界溫度的變化而影響熬藥環(huán)境的新型全自動熬中藥鍋的出現(xiàn)則顯得尤為重要。

2 新型全自動熬中藥鍋的具體系統(tǒng)分析

2.1 新型全自動熬中藥鍋設(shè)計的意義

熬中藥的鍋在市面上可以很容易的買到，產(chǎn)品質(zhì)量雜而不精，但是中藥的熬制對于熬藥器皿、時間、溫度都有著較為嚴(yán)格的要求。傳統(tǒng)的普通砂鍋，在進(jìn)行熬藥時選用熬藥者都會開蓋進(jìn)行檢查鍋內(nèi)情況，來觀察是否干鍋或是否要加水等操作。新型全自動熬中藥鍋主要是通過高溫煎煮使藥變?yōu)樗幹旖莘奖泔嬘?。這也是這款中藥鍋的本質(zhì)原理，新型全自動熬中藥鍋不同于傳統(tǒng)砂鍋熬藥，它可以進(jìn)行全密封操作因而可以減少藥與空氣的接觸，所以減少氧化導(dǎo)致藥性失效。而且也可解放熬藥者的雙手，不需要一直坐在藥鍋旁進(jìn)行等待。這款新型全自動熬中藥鍋用單片機(jī)編程設(shè)置所需溫度，即使在外界環(huán)境相差很大的情況下，依然可以正常使用。例如，中國最北邊是漠河的烏蘇里鎮(zhèn)，地理位置是北緯53°，年平均氣溫是-5.5℃，而最南邊的南沙群島地理位置是北緯3°，年平均溫度是25℃。不管在不同地域環(huán)境中用同一個鍋通過調(diào)制改變，其熬藥溫度使藥性不會發(fā)生任何改變且口感可以達(dá)到最佳狀態(tài)。

2.2 設(shè)計項目內(nèi)容簡介

項目主要作用是通過改裝電路板進(jìn)而設(shè)置較小溫度差來保證熬藥環(huán)境的最佳。中藥鍋體沿用傳統(tǒng)的陶瓷鍋體。陶瓷材料耐高溫且不易與其他物質(zhì)反應(yīng)所以為制作鍋體的絕佳材料。中藥對于溫度要求相對嚴(yán)格，當(dāng)外界環(huán)境溫度不同，影響使鍋的加熱環(huán)境并不同于出廠所檢測的，因此偏離正常狀態(tài)。這個時候溫度傳感器能夠自動地調(diào)節(jié)而使加熱環(huán)境溫度回到熬制這種中藥所要求的數(shù)值范圍內(nèi)。生產(chǎn)過程中各種工藝條件不可能是一成不變的。當(dāng)其中某一設(shè)備的工藝條件發(fā)生變化時，都可能引起其他設(shè)備中某些參數(shù)或多或少地波動，偏離正常的工藝條件。這個自動調(diào)節(jié)則不需要人的直接參與，全都是通過全自動控制器進(jìn)行自我調(diào)節(jié)，由電信號的形式傳給金屬加熱器加熱陶瓷鍋，因而達(dá)到高效率實用性的研究目的，實現(xiàn)熬藥過程的全自動控制。

2.3 關(guān)于新型全自動熬中藥鍋的具體介紹

這款基于改變溫差檔的新型全自動熬中藥鍋由以下部件構(gòu)成：OLED屏，單片機(jī)，溫度傳感器，360°旋轉(zhuǎn)編碼器模塊，降壓模塊。

2.3.1 新型全自動熬中藥鍋的鍋體內(nèi)部構(gòu)造

（1）OLED屏。鍋體顯示屏所采用的是OLED屏，OLED屏采用的是非常薄的涂層和玻璃基板，工作時候并不需要背光燈就可以進(jìn)行主動發(fā)光，只要有電流流過時，屏內(nèi)的有機(jī)材料就會發(fā)光，而且OLED顯示屏可以做得更輕、更薄，可以將可視角度變得更大，還能夠顯著節(jié)省耗電量。所以，這款新型全自動熬中藥鍋選用OLED屏。

（2）單片機(jī)。單片機(jī)是Arduino USB接口的微型版本，新型全自動熬中藥鍋采用這款智能硬件開發(fā)板，是因為它尺寸小而且沒有電源插座，可以直接插在面包板上使用，其工作電壓也很小，只有5 V，體積小能量大，正是中藥鍋體便攜的最佳材料。

（3）降壓模塊。家用電壓是220 V，而中藥鍋體內(nèi)部構(gòu)造都是很精細(xì)的小部件，工作時所采用的都是低壓電，所以在新型全自動熬中藥鍋進(jìn)行工作時需要一個降壓設(shè)備來保證電壓高進(jìn)低用。防止燒壞鍋體的內(nèi)部構(gòu)件，導(dǎo)致鍋體無法正常使用，減少中藥鍋體的壽命時間。所以，這個降壓模塊實際是新型全自動熬中藥鍋的一個保護(hù)裝置。

2.3.2 新型全自動熬中藥鍋的工作原理

新型全自動熬中藥鍋的工作原理如下：當(dāng)使用新型全自動熬中藥鍋時，首先開關(guān)接通電源，通過鍋體內(nèi)的降壓模塊帶動單片機(jī)工作，溫度傳感器感知水溫，將外界所設(shè)置的信息全部收集到以電信號的形式傳給單片機(jī)，單片機(jī)對電信號做出判斷，來控制繼電器是否供電，對水進(jìn)行加熱，OLED屏將單片機(jī)收集到的信息（實際水溫與設(shè)定溫度）實時顯示到屏幕上，通過360°旋轉(zhuǎn)編碼器模塊對設(shè)定溫度進(jìn)行更改，可以更好地控制水溫、做到對于溫度的全自動控制（圖1）。

圖1 新型全自動熬中藥鍋的工作原理

2.3.3 新型全自動熬中藥鍋的外形設(shè)計

新型全自動熬中藥鍋的鍋體設(shè)計有3個特點：①鍋體略高于鍋蓋，在熬藥煎煮的過程中，倘若加水超過預(yù)計量，不會由于水受熱產(chǎn)生的水蒸汽將鍋蓋頂開使火熄滅導(dǎo)致意外的發(fā)生；②倒藥口處有納米級紗布過濾裝置，過濾中藥殘渣，使藥汁入口更為順滑流暢；③扶手處采用尖角設(shè)計，方便熬藥者握把倒藥，尖角即為一個受力點，將力平均分于手掌，傳統(tǒng)的圓角握把并沒有支撐點，將鍋體所有重量全部壓于手腕處。這是根據(jù)傳統(tǒng)的中藥鍋體而對新型全自動熬中藥鍋的外形設(shè)計進(jìn)行的綜合改進(jìn)。集合市面上的中藥鍋的優(yōu)點所成，使得使用者用起來更為得心應(yīng)手。

3 結(jié)束語

主要是對新型全自動熬中藥鍋從結(jié)構(gòu)、選材、技術(shù)等方面的一些研究與設(shè)計，不同于傳統(tǒng)的熬藥砂鍋，它工作時進(jìn)行全密封操作因而減少中藥在熬制過程中的氧化失效，力求在不同地域環(huán)境中用同一個中藥鍋只通過調(diào)制改變其熬藥溫度使之口感、藥性都可以達(dá)到最佳狀態(tài)。新型全自動熬中藥鍋以其技術(shù)上的革新發(fā)展和寬泛的可使用性，將滿足龐大的市場需求。