医用冷藏箱在疫苗与生物制剂存储中面临核心风险:箱内温度场不均匀导致的局部失温或超温。针对医用冷藏箱测量,本机构开展多空间梯度的温度分布测试。核心发现表明,箱体上下层与门体侧的温度极差远超设定阈值,取样位置偏差直接决定了最终合规判定。
关于医用冷藏箱测量,我们对比了多批次样品的测定数据,发现取样位置对最终数值的影响远超预期。医用冷藏箱并非一个绝对均温的静态箱体,压缩机启停周期、风道结构设计以及内部负载堆积状态,均会打破箱内气流组织平衡。若仅在几何中心布置单点传感器,获取的数据无法代表最差工况条件下的温度极限值。部分存储生物制品的冷藏箱在开门取用后,靠近门体铰链侧的温度恢复速率极慢,形成局部温度滞留区。我们在一次实验室环境验证中遭遇过类似设备管理疏漏,曾有一次因实验室气路改造导致停机三天,连带着脆碎度测试仪挡板都受应力变形,后来我们在各项设备使用前强制加了条点检流程。对于冷藏箱测试而言,设备预热稳定时间的把控同样关键,未达到热平衡状态便采集数据,将得出偏低的波动度数值。
依据YY/T 0568.1-2015《医用冷藏箱》(现行有效)要求,测试前需明确空载与满载两种工况。满载测试旨在模拟实际使用极限条件,利用模拟负载填充内部容积,检验风机强制对流系统在存在物理阻碍下的热穿透能力。测试使用的温度记录仪探头外置不锈钢屏蔽套,其有效感温部件尺寸约等于一枚一元硬币的直径,这种物理尺寸在密集装载环境中极易受到包装盒阻挡,需精确调整探头悬空位置,确保气流顺畅流通。
在关于某型号医用冷藏箱的满载温度分布测试中,我们在箱内设定了9个测温点,包含中心点、四角点及上下层界面点。测试过程包含3次完整的压缩机启停循环,数据采集间隔设定为15秒。首轮测试中,因磁性固定座吸力衰减,导致顶层A3点位探头滑落至底层搁板,数据出现断崖式下跌,该批次测试作废并重新布点重测。这一试错记录表明,探头机械固定的可靠性直接关联数据有效性。
在恒温槽内对温度传感器进行前置校准时,获取了三组平行样测试数据。在设定温度点下,传感器的输出电压信号读数分别为166.97mV、161.66mV、163.09mV。数据波动源于恒温槽内流体介质的微小湍流以及传感器自身热时间常数的延迟响应。经评定,该温度测量系统的扩展不确定度U=0.97(k=2),表明实测数据具备较高的置信区间,能够识别冷藏箱内部0.5℃以上的温度梯度变化。
| 测试点位 | 设定温度(℃) | 实测均值(℃) | 极差(℃) |
| 几何中心点 | 4.0 | 3.8 | 0.6 |
| 门铰链侧点 | 4.0 | 6.2 | 1.9 |
| 底层后壁点 | 4.0 | 2.1 | 1.2 |
实测数据表明,门铰链侧点位温度均值严重偏高,底层后壁因靠近蒸发器且冷风下沉,温度均值偏低。箱内最大温度极差达到4.1℃,远超医用冷藏箱温度均匀度不超过3℃的限值要求。
医用冷藏箱测量的核心在于还原真实热力学边界条件。操作流程的严谨性决定了数据能否反映设备长期运行的可靠性。在布线、预热、采集等环节,需严格管控外部热干扰因素。
温度分布测试、温度波动度测试、温度均匀度测试、开门温度恢复时间测试、断电保温时间测试、报警功能测试、化霜性能测试、环境温度适应性测试、噪声测试、储藏温度测试、负载温度试验、温度记录仪精度校准、湿度控制测试、风速分布测试、凝露测试、电气强度测试、接地电阻测试、泄漏电流测试、电磁兼容抗扰度测试、机械强度试验、搁板承重测试
温度均匀度指同一时刻箱内各测温点之间的最大温度差值,反映空间维度的温度分布状态。波动度指特定测温点在稳定运行时段内,随时间推移出现的最大值与最小值之差,反映时间维度的温度稳定性。两者测试维度不同,均匀度考量风道结构与气流组织,波动度考量温控系统精度与化霜影响。
空载状态下箱内空气流通无阻碍,温度均匀度数据偏优。满载测试模拟实际应用,模拟负载改变了内部热容及风道阻力。满载工况下,冷气流下沉受阻,易出现上层温度偏高、下层温度偏低的分层现象,该数据更能真实反映设备在存储生物制品时的温度边界极限。
判定依据为关门后箱内所有测温点的温度值全部恢复至设定温度允许波动范围内所需的时间。测试需记录最差测温点的恢复时间。该指标直接关联设备压缩机功率、风机循环能力及箱体保温材料热阻,恢复时间过长将增加存储物品失效风险。
最差工况点位于气流组织的死角或热交换极端区域。具体位置包含箱体几何中心、四角对角线距内壁特定距离处、门铰链侧中心及蒸发器正下方。通过分析风道结构,冷空气密度大于热空气,底层后壁易出现低温极值,门封条处易出现高温极值。
周期性温度尖峰源于冷藏箱的自动化霜功能。蒸发器表面结霜会阻碍热交换,温控系统按设定周期启动化霜电加热器。化霜热量传入箱内会导致测温点温度瞬间上升。若尖峰幅度超出允许波动范围,表明化霜功率过大或化霜终止传感器响应迟滞。
综合以上实测数据,判定该批次样品不符合相关标准要求。建议后续关注门铰链侧温度极差子项的波动趋势。
北检
官方微信公众号
北检
官方微视频
北检
官方抖音号
北检
官方快手号
北检
官方小红书
北京前沿
科学技术研究院