基于自动调节温度的新型全自动熬中药锅研究

赵亚婧，郝传柱

（山东华宇工学院，山东德州 253034）

0 引言

中医药不仅仅是中华民族的瑰宝，也是世界传统医学的重要组成部分。在当今世界医疗组织中，虽然西药是主导地位，不可否认西药具有很多优点，例如西药的药性快，作用时间短，但是随着化学药品毒副作用不断出现，医源性、药源性疾病日益增加，人们开始把眼光转向更为自然的传统医药领域，期望从中寻找到适合的出路。正由于中药迎合了这种回归自然的潮流，而且中药具有疗效稳定、药性相对安全以及对一些疑难疾病有疗效显著的优点，故而中药在我国卫生保健中发挥着其独特的优势和不可取代的作用。虽然传统的中医药煎煮法已然根深蒂固于大家的思想中，但是现代快节奏的生活方式使人们的生活习惯大为改变，用长时间去操心熬药是不现实的。所以说选对一款中药锅是很有必要的。

1 国内外的研究和发展动态

国内生产全自动熬中药锅选用的材质依然和传统熬药锅一样，选用砂锅的原因是因为砂锅能均衡且持久的把外界热能传递给内部，使其保持一个相对平衡的环境温度，有利于水分子与药物的相互渗透。虽然生产熬药锅的厂家有很多，而且产量也是与日俱增，但是它的质量问题堪忧。熬药锅的自动化技术伴随着科学技术的发展，虽已处于领先地位，但仍旧有诸多不足之处。大多数的生产厂家仅注重于量产而非质产。是药三分毒，倘若药出现问题，不仅会失去药性，最可怕是会对人的身体产生更为消极的影响。因此一个可以控制熬药温度的、不受外界温度的变化而影响熬药环境的新型全自动熬中药锅的出现则显得尤为重要。

2 新型全自动熬中药锅的具体系统分析

2.1 新型全自动熬中药锅设计的意义

熬中药的锅在市面上可以很容易的买到，产品质量杂而不精，但是中药的熬制对于熬药器皿、时间、温度都有着较为严格的要求。传统的普通砂锅，在进行熬药时选用熬药者都会开盖进行检查锅内情况，来观察是否干锅或是否要加水等操作。新型全自动熬中药锅主要是通过高温煎煮使药变为药汁快捷方便饮用。这也是这款中药锅的本质原理，新型全自动熬中药锅不同于传统砂锅熬药，它可以进行全密封操作因而可以减少药与空气的接触，所以减少氧化导致药性失效。而且也可解放熬药者的双手，不需要一直坐在药锅旁进行等待。这款新型全自动熬中药锅用单片机编程设置所需温度，即使在外界环境相差很大的情况下，依然可以正常使用。例如，中国最北边是漠河的乌苏里镇，地理位置是北纬53°，年平均气温是-5.5℃，而最南边的南沙群岛地理位置是北纬3°，年平均温度是25℃。不管在不同地域环境中用同一个锅通过调制改变，其熬药温度使药性不会发生任何改变且口感可以达到最佳状态。

2.2 设计项目内容简介

项目主要作用是通过改装电路板进而设置较小温度差来保证熬药环境的最佳。中药锅体沿用传统的陶瓷锅体。陶瓷材料耐高温且不易与其他物质反应所以为制作锅体的绝佳材料。中药对于温度要求相对严格，当外界环境温度不同，影响使锅的加热环境并不同于出厂所检测的，因此偏离正常状态。这个时候温度传感器能够自动地调节而使加热环境温度回到熬制这种中药所要求的数值范围内。生产过程中各种工艺条件不可能是一成不变的。当其中某一设备的工艺条件发生变化时，都可能引起其他设备中某些参数或多或少地波动，偏离正常的工艺条件。这个自动调节则不需要人的直接参与，全都是通过全自动控制器进行自我调节，由电信号的形式传给金属加热器加热陶瓷锅，因而达到高效率实用性的研究目的，实现熬药过程的全自动控制。

2.3 关于新型全自动熬中药锅的具体介绍

这款基于改变温差档的新型全自动熬中药锅由以下部件构成：OLED屏，单片机，温度传感器，360°旋转编码器模块，降压模块。

2.3.1 新型全自动熬中药锅的锅体内部构造

（1）OLED屏。锅体显示屏所采用的是OLED屏，OLED屏采用的是非常薄的涂层和玻璃基板，工作时候并不需要背光灯就可以进行主动发光，只要有电流流过时，屏内的有机材料就会发光，而且OLED显示屏可以做得更轻、更薄，可以将可视角度变得更大，还能够显著节省耗电量。所以，这款新型全自动熬中药锅选用OLED屏。

（2）单片机。单片机是Arduino USB接口的微型版本，新型全自动熬中药锅采用这款智能硬件开发板，是因为它尺寸小而且没有电源插座，可以直接插在面包板上使用，其工作电压也很小，只有5 V，体积小能量大，正是中药锅体便携的最佳材料。

（3）降压模块。家用电压是220 V，而中药锅体内部构造都是很精细的小部件，工作时所采用的都是低压电，所以在新型全自动熬中药锅进行工作时需要一个降压设备来保证电压高进低用。防止烧坏锅体的内部构件，导致锅体无法正常使用，减少中药锅体的寿命时间。所以，这个降压模块实际是新型全自动熬中药锅的一个保护装置。

2.3.2 新型全自动熬中药锅的工作原理

新型全自动熬中药锅的工作原理如下：当使用新型全自动熬中药锅时，首先开关接通电源，通过锅体内的降压模块带动单片机工作，温度传感器感知水温，将外界所设置的信息全部收集到以电信号的形式传给单片机，单片机对电信号做出判断，来控制继电器是否供电，对水进行加热，OLED屏将单片机收集到的信息（实际水温与设定温度）实时显示到屏幕上，通过360°旋转编码器模块对设定温度进行更改，可以更好地控制水温、做到对于温度的全自动控制（图1）。

图1 新型全自动熬中药锅的工作原理

2.3.3 新型全自动熬中药锅的外形设计

新型全自动熬中药锅的锅体设计有3个特点：①锅体略高于锅盖，在熬药煎煮的过程中，倘若加水超过预计量，不会由于水受热产生的水蒸汽将锅盖顶开使火熄灭导致意外的发生；②倒药口处有纳米级纱布过滤装置，过滤中药残渣，使药汁入口更为顺滑流畅；③扶手处采用尖角设计，方便熬药者握把倒药，尖角即为一个受力点，将力平均分于手掌，传统的圆角握把并没有支撑点，将锅体所有重量全部压于手腕处。这是根据传统的中药锅体而对新型全自动熬中药锅的外形设计进行的综合改进。集合市面上的中药锅的优点所成，使得使用者用起来更为得心应手。

3 结束语

主要是对新型全自动熬中药锅从结构、选材、技术等方面的一些研究与设计，不同于传统的熬药砂锅，它工作时进行全密封操作因而减少中药在熬制过程中的氧化失效，力求在不同地域环境中用同一个中药锅只通过调制改变其熬药温度使之口感、药性都可以达到最佳状态。新型全自动熬中药锅以其技术上的革新发展和宽泛的可使用性，将满足庞大的市场需求。