IVD試劑冷鏈如何選擇保溫材料

IVD試劑冷鏈如何選擇保溫材料

（一）必須認識的一個公式

體外診斷試劑對生產(chǎn)、運輸、儲存都有嚴格的條件要求。IVD試劑冷鏈包裝如何選擇保溫材料，首先必須認識傅力葉方程式： 

Q=KA△T/d, 

R=A△T/Q       Q: 熱量，W；K: 導熱率，W/mk；A：接觸面積；d: 熱量傳遞距離；△T：溫度差；R: 熱阻值 

 （二）正確認識導熱能力

不專業(yè)的方案，會關注材料的導熱率；專業(yè)的方案，會關注材料的熱阻值 。K是材料本身的固有性能參數(shù)，用于描述材料的導熱能力。這個特性跟材料本身的大小、形狀、厚度都是沒有關系的，只是跟材料本身的成分有關系。所以同類材料的導熱率都是一樣的，并不會因為厚度不一樣而變化。

將上面兩個公式合并，可以得到 K=d/R。因為K值是不變的，可以看得出熱阻R值，同材料厚度d是成正比的。也就說材料越厚，熱阻越大。 但如果仔細看一些導熱材料的資料，會發(fā)現(xiàn)很多導熱材料的熱阻值R，同厚度d并不是完全成正比關系。這是因為導

熱材料大都不是單一成分組成，相應會有非線性變化。厚度增加，熱阻值一定會增大，但不一定是完全成正比的線性關系，可能是更陡的曲線關系。

根據(jù)R=A△T/Q

這個公式，理論上來講就能測試并計算出一個材料的熱阻值R。

但是這個公式只是一個最基本的理想化的公式，他設定的條件是：接觸面是完全光滑和平整的，所有熱量全部通過熱傳導的方式經(jīng)過材料，并達到另一端。實際這是不可能的條件。

所以測試并計算出來的熱阻值并不完全是材料本身的熱阻值，應該是:材料本身的熱阻值+接觸面熱阻值。因為接觸面的平整度、光滑或者粗糙、以及安裝緊固的壓力大小不同，就會產(chǎn)生不同的接觸面熱阻值，也會得出不同的總熱阻值。

（三）熱阻的測試方法

國際上流行會認可設定一種標準的測試方法和條件，就是ASTM D5470。這個測試方法會說明進行熱阻測試時候，選用多大的接觸面積A，多大的熱量值Q，以及施加到接觸面的壓力數(shù)值。大家都使用同樣的方法來測試不同的材料，而得出的結(jié)果，才有相比較的意義。通過測試得出的熱阻R值，并不完全是真實的熱阻值。物理科學就是這樣，很多參數(shù)是無法真正的量化的，只是一個“模糊”的數(shù)學概念。通過這樣的“模糊”數(shù)據(jù)，

人們可以將一些數(shù)據(jù)量化，而用于實際應用。此處所說的“模糊” 是數(shù)學術語，“模糊”表示最為接近真實的近似。

而同樣道理，根據(jù)熱阻值以及厚度，再計算出來的導熱率K值，也并不完全是真正的導熱率值。

（四）關于溫控包裝設計給用戶的建議 

傅力葉方程式，是一個完全理想化的公式。我們可用來理解導熱材料的原理。但實際應用、熱阻計算是復雜的數(shù)學模型，會有很多的修正公式，來完善所有的環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的問題。

遠達建議： 

a. 同樣的材料，導熱率是一個不變的數(shù)值，熱阻值是會隨厚度發(fā)生變化的。 

b. 同樣的材料，厚度越大，可簡單理解為熱量通過材料傳遞出去要走的路程越多，所耗的時間也越多，效能也越差。

c. 對于導熱材料，選用合適的導熱率、厚度是對性能有很大關系的。選擇導熱率很高的材料，但是厚度很大，也是

性能不夠好的。最理想的選擇是：導熱率高、厚度薄，完美的接觸壓力保證最好的界面接觸。

d、使用什么導熱材料給客戶，理論上來講是很困難的一件事情。很難真正的通過一些簡單的數(shù)據(jù)，來準確計算出選用何種材料合適。更多的是靠測試和對比，還有經(jīng)驗。測試能達到產(chǎn)品要求的理想效果，就是最為合適的材料。

本文由深圳遠達創(chuàng)新技術有限公司整理上傳，用于倡導無源溫控包裝、同業(yè)技術交流以及用戶培訓。