一款移動實驗室的設計開發(fā)的研析論文
隨著社會經濟的飛速發(fā)展，社會各界對于食品安全、環(huán)境安全的關注越來越高。特別是面對各類突發(fā)事件，如何在現場進行快速準確的實驗檢測，已成為一個函需解決的問題。而移動實驗室的推廣使用，將有助于政府主管部門在第一時間掌握突發(fā)事件的核心信息，以便科學決策、果斷處置。為此，本文設計開發(fā)了一款移動實驗室。
1產品概述
本移動實驗室是在輕型客車的基礎上自主全新設計而成。車內配備有多種專業(yè)檢測設備、實驗臺、洗手池、通風櫥、生物安全柜、旋轉座椅、車載冰箱等基礎設施，配合穩(wěn)定的電源系統(tǒng)、先進的攝錄系統(tǒng)、高效的換氣、滅菌系統(tǒng)，為移動實驗室的快速、機動作業(yè)提供了穩(wěn)定、可靠的基礎平臺。通過配備不同的快檢設備，可對不同行業(yè)實現實時、有效監(jiān)管，成為快速檢測的綜合移動平臺。
2功能設計
2.1載車底盤選擇
基礎車型采用豐田柯斯達作為改裝平臺，保證工作人員擁有寬敞舒適的工作環(huán)境，并且為系統(tǒng)的運行和維護提供符合技術要求的環(huán)境條件。在保持整車優(yōu)良性能的前提下對車輛進行改裝，實現符合用戶使用要求的工作環(huán)境、使用功能，從而成為量身定制的特種專用車輛。
2.2供水系統(tǒng)設計
由水位顯示系統(tǒng)、電動控制系統(tǒng)、清水箱、污水箱、洗手池、電加熱水龍頭、洗眼器、洗瓶器等組成，具有水位顯示直觀、一鍵式排除污水、加熱快速等特點。
2.3通風系統(tǒng)設計
由變頻空調、氣暖加熱系統(tǒng)、換氣扇、電動天窗等組成。變頻空調和氣暖加熱系統(tǒng)在理化實驗區(qū)和生物實驗區(qū)均設置1個主機，保證獨立制冷、制熱;換氣扇裝于后設備艙頂部，可對外排風散熱，也可對內吸氣換風;在理化區(qū)和生物區(qū)各設置1個天窗，有利于車內采光，緊急情況下，還可作為逃生通道。
2.4滅菌消毒系統(tǒng)設計
理化區(qū)和生物區(qū)各安裝1套紫外消毒燈，通風櫥和生物安全柜內也各配備有1套紫外消毒燈，消毒燈帶自動延時功能，可方便對車內進行及時消毒。
2.5支撐平衡系統(tǒng)
底盤下部安裝4只電動支撐腿，可一鍵式進行支撐調平操作，也可每只腿獨立進行操作，能有效支撐整車，提高車身穩(wěn)定性。
2.6車載櫥柜系統(tǒng)
所有工作臺均采用鋼板噴塑處理，耐酸堿，工作臺面采用優(yōu)質理化板，耐酸堿能力強，易清潔;所有吊柜采用PVC輕質材料，耐臟、易清洗。
2.7前處理系統(tǒng)
在洗手池右側配備活動操作臺，用于進行前處理操作;另配備通風櫥和生物安全柜，為檢測人員提供輔助檢測平臺，保護人身安全。
2.8實驗檢測系統(tǒng)
車內配備各種專業(yè)檢測設備。由于進行模塊化設計，可根據不同檢測行業(yè)，選擇配備不同檢測設備，一車多用，從而靈活、快速地完成跨行業(yè)的檢測任務。
3結構設計
車輛改裝布局設計主要是滿足移動實驗室功能需求，合理利用空間，減少系統(tǒng)間的電磁干擾，提高使用的方便性和安全性。在整體布局上，車廂內部劃分為駕駛區(qū)、理化實驗區(qū)、生物實驗區(qū)和后設備區(qū)4個區(qū)域。
3.1駕駛區(qū)設計
駕駛室保持原車風格。在駕駛員右側的儀表臺上安裝一個倒車后視屏。副駕駛位置安裝洗手池水箱、錄像機等。
3.2理化實驗區(qū)設計
駕駛室后方安裝有前隔斷，隔斷中部開推拉門，門上帶觀察窗。前隔斷左后側安裝一體式實驗臺。此實驗臺后格安裝集中控制面板，其余格安裝相關檢測設備。實驗臺上部對應側圍上安裝走線槽，其外表安裝若干電源插座。前隔斷右后側安裝洗手池，采用感應式水龍頭，后部安裝通風櫥。洗手池和通風櫥之間正對原車側門內側設置折疊工作平臺。
3.3生物實驗區(qū)設計
中隔斷左后側安裝一體式實驗臺。此實驗臺內部安裝相關檢測設備。實驗臺上部對應側圍上安裝走線槽，其外表安裝若干電源插座。左側實驗柜上方安裝吊柜，吊柜下部安裝2只照明燈。中隔斷右后側前部安裝生物安全柜，后部安裝長排座柜，內部安裝氣暖加熱器。生物安全柜后端面安裝折疊式工作臺。正對右側座柜的盲窗中開逃生窗，上方安裝吊柜。
3.4后設備區(qū)設計
生物實驗區(qū)后部整體為后設備區(qū)，其前端面蒙鋁塑板，形成后隔斷。后隔斷中部朝前安裝各相關設備。底層安裝車載冰箱，冰箱上方設置電動支撐腿控制盒及抽屜。中層并排安裝3只車載冷藏箱。上層中部安裝培養(yǎng)箱，左、右兩側為儲物柜，可安裝相關設備或附件。后隔斷左后側下部安裝分體空調室外機，上部安裝分體空調室內機。后隔斷右后側下部安裝發(fā)電機，其對應右側車身外側開下翻門，發(fā)電機艙內及門上設置導軌，方便發(fā)電機抬下進行加油、發(fā)電、維修。
3.5內部裝飾設計
針對移動實驗室的特點，整車內飾設計以簡潔舒適、美觀大方、安全實用為宗旨，運用了當今流行裝飾設計元素。立足于美學的高度，以人體工程學為基點，進行合理的空間劃分和色彩搭配以及人性化的設計。以原車內飾為基調，局部區(qū)域使用對比色，造成強烈的視覺效果，使得整個空間既體現出莊重嚴肅的'工作氛圍，又不顯得生硬死板。工作面板采用矩形倒圓角造型。沙發(fā)設計依據人體工程學原理，靠背與椅面傾斜1050，椅腳不高于500 mm，使人坐而不累，相當舒適。
4電氣設計
4.1供電系統(tǒng)設計
供電系統(tǒng)具備市電、發(fā)電機、逆變器、附加電瓶和穩(wěn)壓電源等供電方式，具有自動切換、市電優(yōu)先的不間斷供電的能力，電源在相互轉換時不會造成信息的丟失。市電接口的電源接插件采用航空插頭座;發(fā)電機采用雅馬哈發(fā)電機。配線方式采用TN-S系統(tǒng)，系統(tǒng)中性線N與保護線PE嚴格區(qū)分，設備金屬外殼通過保護線PE與接地線相連接;主開關采用帶漏電保護裝置的空氣斷路器。
采用了市電優(yōu)先的原則:在有外電的地方通過30 m的電源線纜絞盤向系統(tǒng)供電，從而不用啟動發(fā)電機，也可用于對電池充電;在蓄電池電量耗盡而又無市電的情況下，將發(fā)電機啟動為整個系統(tǒng)供電。各種供電方式自動切換以確保系統(tǒng)在任何情況下的正常使用。
4.2照明系統(tǒng)設計
車內設置兩套照明系統(tǒng)。一套為DC12 V供電，在無外電或逆變電時，均可開啟照明，使用方便;一套為AC220 V供電，當車輛停車進行長時間工作時，采用此照明燈進行工作。2種照明系統(tǒng)均為LE D冷光源，光線柔和，照明亮度高，節(jié)能省電。
4.3攝錄系統(tǒng)設計
由2個攝像頭和1套硬盤錄像機及顯示器組成，理化區(qū)和生物區(qū)各配備1個攝像頭，可對艙內情況實時監(jiān)控，監(jiān)控結果存儲于硬盤錄像機內，可隨時查閱。
5整車密封設計
門、窗、孔、艙體壁盒采用特種密封膠條加專用型材進行配合安裝，以增加門、窗、孔、壁盒的密封性。整車蒙皮接縫均施以汽車專用密封膠密封。車頂所有出線均通過特殊過線法蘭盤接頭，接頭與車體固定牢靠，并施以汽車專用密封膠，線與接頭通過橡膠密封圈密封;車體其余部份過線采用過線膠圈并施以汽車專用密封膠，在密封的同時達到保護線束的目的。
6結語
以前的流動檢測車，僅僅是簡單地把實驗室設備搬到車輛上，以滿足一些移動實驗檢測工作的需要。本文設計開發(fā)的移動實驗室采用全新的系統(tǒng)設計，在集成設計了生物安全柜、通風櫥等多種專業(yè)實驗檢測設備的基礎上，還設計了減震、配電、供水、通風、空氣調節(jié)等多類輔助設施，以保證移動實驗檢測作業(yè)的數據真實可靠。本移動實驗室在食品質量安全檢測等領域已得到較大范圍的推廣應用，相關技術要求已融入國家標準《移動實驗室移動特性》。
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