基于自動調節溫度的新型全自動熬中藥鍋研究

趙亞婧，郝傳柱

（山東華宇工學院，山東德州 253034）

0 引言

中醫藥不僅僅是中華民族的瑰寶，也是世界傳統醫學的重要組成部分。在當今世界醫療組織中，雖然西藥是主導地位，不可否認西藥具有很多優點，例如西藥的藥性快，作用時間短，但是隨著化學藥品毒副作用不斷出現，醫源性、藥源性疾病日益增加，人們開始把眼光轉向更為自然的傳統醫藥領域，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定、藥性相對安全以及對一些疑難疾病有療效顯著的優點，故而中藥在我國衛生保健中發揮著其獨特的優勢和不可取代的作用。雖然傳統的中醫藥煎煮法已然根深蒂固于大家的思想中，但是現代快節奏的生活方式使人們的生活習慣大為改變，用長時間去操心熬藥是不現實的。所以說選對一款中藥鍋是很有必要的。

1 國內外的研究和發展動態

國內生產全自動熬中藥鍋選用的材質依然和傳統熬藥鍋一樣，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部，使其保持一個相對平衡的環境溫度，有利于水分子與藥物的相互滲透。雖然生產熬藥鍋的廠家有很多，而且產量也是與日俱增，但是它的質量問題堪憂。熬藥鍋的自動化技術伴隨著科學技術的發展，雖已處于領先地位，但仍舊有諸多不足之處。大多數的生產廠家僅注重于量產而非質產。是藥三分毒，倘若藥出現問題，不僅會失去藥性，最可怕是會對人的身體產生更為消極的影響。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境的新型全自動熬中藥鍋的出現則顯得尤為重要。

2 新型全自動熬中藥鍋的具體系統分析

2.1 新型全自動熬中藥鍋設計的意義

熬中藥的鍋在市面上可以很容易的買到，產品質量雜而不精，但是中藥的熬制對于熬藥器皿、時間、溫度都有著較為嚴格的要求。傳統的普通砂鍋，在進行熬藥時選用熬藥者都會開蓋進行檢查鍋內情況，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為藥汁快捷方便飲用。這也是這款中藥鍋的本質原理，新型全自動熬中藥鍋不同于傳統砂鍋熬藥，它可以進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行等待。這款新型全自動熬中藥鍋用單片機編程設置所需溫度，即使在外界環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，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℃。不管在不同地域環境中用同一個鍋通過調制改變，其熬藥溫度使藥性不會發生任何改變且口感可以達到最佳狀態。

2.2 設計項目內容簡介

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

2.3 關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成：OLED屏，單片機，溫度傳感器，360°旋轉編碼器模塊，降壓模塊。

2.3.1 新型全自動熬中藥鍋的鍋體內部構造

（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行主動發光，只要有電流流過時，屏內的有機材料就會發光，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。單片機是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，而中藥鍋體內部構造都是很精細的小部件，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行工作時需要一個降壓設備來保證電壓高進低用。防止燒壞鍋體的內部構件，導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：當使用新型全自動熬中藥鍋時，首先開關接通電源，通過鍋體內的降壓模塊帶動單片機工作，溫度傳感器感知水溫，將外界所設置的信息全部收集到以電信號的形式傳給單片機，單片機對電信號做出判斷，來控制繼電器是否供電，對水進行加熱，OLED屏將單片機收集到的信息（實際水溫與設定溫度）實時顯示到屏幕上，通過360°旋轉編碼器模塊對設定溫度進行更改，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計

新型全自動熬中藥鍋的鍋體設計有3個特點：①鍋體略高于鍋蓋，在熬藥煎煮的過程中，倘若加水超過預計量，不會由于水受熱產生的水蒸汽將鍋蓋頂開使火熄滅導致意外的發生；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。這是根據傳統的中藥鍋體而對新型全自動熬中藥鍋的外形設計進行的綜合改進。集合市面上的中藥鍋的優點所成，使得使用者用起來更為得心應手。

3 結束語

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