Высокоточный нагреватель проточной жидкости Российский патент 2025 года по МПК F24H1/14 A61B18/00 

Заявленное устройство относится к области проведения биологических экспериментов, в том числе патофизиологических и электрофизиологических экспериментов, представляет собой устройство, нагревающее проточную жидкость до целевых температур с малым температурным разбросом, а именно в диапазоне +/- 0,1°С, позволяющую отслеживать в режиме реального времени температуру нагреваемой жидкости внутри устройства.

Далее в тексте заявителем приведены термины, которые необходимы для облегчения однозначного понимания сущности заявленных материалов и исключения противоречий и/или спорных трактовок при выполнении экспертизы по существу.

Проточная жидкость - жидкость, протекающая через устройство, например, раствор искусственной цереброспинальной жидкости (NaCl 126 мМ, KCl 3,5 мМ, NaH2PO4 1,2 мМ, CaCl2 2 мМ, MgCl2 1,3 мМ, NHCO3 2,1 г/л, D-Glucose 1,98 г/л).

Целевая температура - температура, до которой устройство стремится нагреть проточную жидкость.

Настоящая температура - температура проточной жидкости в данный момент времени.

Температурный разброс - в контексте заявленного технического решения является параметром, количественно характеризующим степень отклонения настоящей температуры нагрева проточной жидкости от целевой в процессе поддержания температуры жидкости на уровне целевых значений, например в диапазоне +/- 0,1°С.

Рабочая поверхность - в контексте настоящего описания поверхность, к которой крепится заявленное устройство при его использовании, например, винтами, например, - экспериментальная установка или стол для манипуляций. Рабочая поверхность не входит в заявленное устройство.

Аналоговый фильтр - это тип аналогового фильтра, который используется для подавления или усиления сигналов определенных частот в электрических цепях, состоящий из катушки индуктивности и конденсатора [https://ru.wikipedia.org/wiki/Фильтр_(электроника)].

Штыревой четырехконтактный разъем - электротехническое устройство, предназначенное для механического соединения и разъединения электрических цепей, имеющее четыре электрических контакта.

Контакт заземления - электротехнический элемент, предназначенный для электрического заземления через него какого-либо устройства. В контексте настоящего описания реализует электрический контакт между минусом питания описываемого устройства и общей землей оборудования для проведения электрофизиологических экспериментов, в роли которого обычно выступает проводник высокой емкости, например, металлический стол [https://ru.wikipedia.org/wiki/Заземление].

Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту RU 2354411 «Устройство для гипертермической перфузии плевральной и брюшной полостей и полости таза человека». Сущностью известного устройства является устройство для гипертермической перфузии, предназначенное для лечения злокачественных новообразований плевральной, брюшной полостей и полостей таза. Включает стерильную емкость, нагреватель, насос, систему магистралей и систему контроля температуры. Нагреватель выполнен проточным и оснащен управляемым источником тока, емкость для выравнивания температуры нагретой жидкости и дегазатор для удаления газов из остывающей жидкости, система контроля температуры тела пациента с цифровыми индикаторами и прецизионными датчиками. Исходная перфузионная жидкость заливается в емкость, нагревается до заданной температуры и подается к пациенту, система автоматически поддерживает температуру перфузионной жидкости и отображает ее на индикаторах, после операции устройство промывается и готово к следующему использованию.

Недостатками известного технического решения в отношении конструкции и применения по назначению является:

- отсутствие возможности проведения электрофизиологических экспериментов in vivo/in vitro, связанных с омыванием исследуемых биологических тканей различными жидкостями и их нагревом, поскольку отсутствует аналоговый фильтр, экран от электромагнитных помех, контакт заземления и дистанцирование блока управления от блока нагрева проточной жидкости;

- отсутствие возможности контроля степени загрязнения элементов устройства, контактирующих с нагреваемыми жидкостями, поскольку данные элементы выполнены из непрозрачных материалов;

- отсутствие возможности быстрой замены загрязненных / сломанных элементов устройства, контактирующих с нагреваемыми жидкостями, поскольку отсутствует конструктивные элемент, обеспечивающий возможность быстрого монтажа/демонтажа элементов контактирующих с нагреваемой жидкостью.

Из исследованного уровня техники заявителем выявлена полезная модель по патенту RU 36623 «Устройство для гипертермической перфузии брюшной полости». Сущностью известного устройства является устройство для гипертермической перфузии брюшной полости при лечении карциноматоза брюшины и малигнизированного асцита, содержащее термостатическую баню, роликовый насос, систему магистралей и термоконтроля, отличающееся тем, что в термостатическую баню добавлена лопастная мешалка, а в контур перфузии включен теплообменник.

Недостатками известного технического решения в отношении конструкции и применения по назначению является:

- отсутствие возможности проведения электрофизиологических экспериментов in vivo/in vitro, связанных с омыванием исследуемых биологических тканей различными жидкостями и их нагревом, поскольку отсутствует аналоговый фильтр, экран от электромагнитных помех, контакт заземления и дистанцирование блока управления от блока нагрева проточной жидкости;

- отсутствие возможности контроля степени загрязнения элементов устройства, контактирующих с нагреваемыми жидкостями, поскольку данные элементы выполнены из непрозрачных материалов;

- отсутствие возможности быстрой замены загрязненных / сломанных элементов устройства, контактирующих с нагреваемыми жидкостями, поскольку отсутствует конструктивные элемент, обеспечивающий возможность быстрого монтажа/демонтажа элементов контактирующих с нагреваемой жидкостью.

Из исследованного уровня техники заявителем выявлена заявка на изобретение по номеру RU 2002101177 A «Проточный нагреватель». Сущностью известного устройства является проточный нагреватель текучей среды, содержащий кожух, внутри которого установлен корпус в виде трубы, ленточный нагревательный элемент, расположенный на наружной поверхности корпуса изолированно от нагреваемой среды, отличающийся тем, что на корпус напылением нанесено демпфирующее покрытие в виде металлического подслоя толщиной от 0,05 до 0,1 мм, на подслой нанесено электроизоляционное покрытие из керамики толщиной от 0,5 до 1,5 мм, ленточный нагревательный элемент выполнен напылением в виде токопроводящего слоя толщиной от 0,3 до 1,5 мм, на кожухе расположена тепловая изоляция.

Недостатками известного технического решения в отношении конструкции и применения по назначению является:

- отсутствие возможности проведения патофизиологических экспериментов in vivo/in vitro в условиях гипо-/гипертермии исследуемых тканей, связанных с их омыванием различными жидкостями и их нагревом, поскольку отсутствует возможность изменения температуры нагрева нагреваемой жидкости при помощи системы управления устройством;

- отсутствие возможности проведения электрофизиологических экспериментов in vivo/in vitro, связанных с омыванием исследуемых биологических тканей различными жидкостями и их нагревом, поскольку отсутствует аналоговый фильтр, экран от электромагнитных помех, контакт заземления и дистанцирование блока управления от блока нагрева проточной жидкости;

- отсутствие возможности контроля степени загрязнения элементов устройства, контактирующих с нагреваемыми жидкостями, поскольку данные элементы выполнены из непрозрачных материалов;

- отсутствие возможности быстрой замены загрязненных / сломанных элементов устройства, контактирующих с нагреваемыми жидкостями, поскольку отсутствует конструктивные элемент, обеспечивающий возможность быстрого монтажа/демонтажа элементов контактирующих с нагреваемой жидкостью.

Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту JP 2000107286 A «Perfusion apparatus for peritoneal dialyzate and perfusion method». Сущностью известного устройства является перфузионная система для перитонеального диализа содержит предварительный фильтр и два фильтра с полупроницаемыми мембранами, имеющими максимальную проницаемость молекул 30 000 и 5 000 дальтон соответственно. Насос создает давление вне контура, позволяя автоматически вводить и выводить диализат через катетер в брюшной полости. Контур циркуляции диализирующей жидкости выполнен из мягкого заменяемого материала и имеет непрерывную форму, предварительно стерилизованную. Соединительные части для дренажа и инъекции расположены рядом, что позволяет выполнять соединение и разъединение без непосредственного контакта с человеком. Устройство также включает изолированный корпус для внешнего управления. Диализат непрерывно выводится из брюшной полости, циркулирует по замкнутому контуру, часть которого фильтруется через мембрану, и подается новый диализат с максимальной проницаемостью 5 000 молекул. Способ перфузии включает введение через мембрану толщиной не более указанного числа дальтонов и возврат в брюшную полость.

Недостатками известного технического решения в отношении конструкции и применения по назначению является:

- отсутствие возможности проведения патофизиологических экспериментов in vivo/in vitro в условиях гипо-/гипертермии исследуемых тканей, связанных с их омыванием различными жидкостями и их нагревом, поскольку отсутствует возможность изменения температуры нагрева нагреваемой жидкости при помощи системы управления устройством;

- отсутствие возможности проведения электрофизиологических экспериментов in vivo/in vitro, связанных с омыванием исследуемых биологических тканей различными жидкостями и их нагревом, поскольку отсутствует аналоговый фильтр, экран от электромагнитных помех, контакт заземления и дистанцирование блока управления от блока нагрева проточной жидкости;

- отсутствие возможности контроля степени загрязнения элементов устройства, контактирующих с нагреваемыми жидкостями, поскольку данные элементы выполнены из непрозрачных материалов;

- отсутствие возможности быстрой замены загрязненных / сломанных элементов устройства, контактирующих с нагреваемыми жидкостями, поскольку отсутствует конструктивные элемент, обеспечивающий возможность быстрого монтажа/демонтажа элементов контактирующих с нагреваемой жидкостью.

Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту CN 110237338 A «Bladder drug flushing and perfusion device after urinary system surgery». Сущностью известного устройства является устройство для промывания и введения лекарств в мочевой пузырь после операции содержит резервуар для хранения жидкости с дозирующим механизмом, трубку для добавления жидкости и нагревательный механизм. Устройство включает заливную трубку, трубку для возврата жидкости, трубку для перфузии мочи и трубку для подачи лекарства. Нагревательный механизм оснащен терморегулятором, трубкой с фиксированной проволокой и кварцевой нагревательной трубкой. Устройство также оснащено перфузионным катетером с просветом для перфузии жидкости, просветом для оттока жидкости и датчиками температуры и давления. На внешней поверхности резервуара для хранения жидкости имеется отверстие для впуска жидкости, а нижний конец проходит через трубку для добавления жидкости и камеру для впрыска жидкости. Промывочная камера имеет шнур питания, промывочный порт и порт возврата воды, а также внутренний блок управления и водяной насос.

Недостатками известного технического решения в отношении конструкции и применения по назначению является:

- отсутствие возможности проведения патофизиологических экспериментов in vivo/in vitro в условиях гипо-/гипертермии исследуемых тканей, связанных с их омыванием различными жидкостями и их нагревом, поскольку отсутствует возможность изменения температуры нагрева нагреваемой жидкости при помощи системы управления устройством;

- отсутствие возможности проведения электрофизиологических экспериментов in vivo/in vitro, связанных с омыванием исследуемых биологических тканей различными жидкостями и их нагревом, поскольку отсутствует аналоговый фильтр, экран от электромагнитных помех, контакт заземления и дистанцирование блока управления от блока нагрева проточной жидкости;

- отсутствие возможности контроля степени загрязнения элементов устройства, контактирующих с нагреваемыми жидкостями, поскольку данные элементы выполнены из непрозрачных материалов;

- отсутствие возможности быстрой замены загрязненных / сломанных элементов устройства, контактирующих с нагреваемыми жидкостями, поскольку отсутствует конструктивные элемент, обеспечивающий возможность быстрого монтажа/демонтажа элементов контактирующих с нагреваемой жидкостью.

Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту CN 203899629 U «Heating device for laboratory». Сущностью известного устройства является лабораторное нагревательное устройство, включающее: трансформатор и нагревательную трубку, электрически соединенную с трансформатором, причем нагревательная трубка находится в контакте с нагретым раствором, при этом нагревательное устройство дополнительно содержит регулятор температуры и датчик температуры, при этом регулятор температуры электрически соединен с трансформатором и детектором температуры соответственно, а датчик температуры находится в контакте с нагретым раствором. Регулятор температуры содержит клемму питания, а клемма питания электрически подключена к источнику питания. Трансформатор содержит трансформаторный источник питания, а указанный трансформаторный источник питания и указанный регулятор температуры электрически соединены друг с другом. Датчиком температуры является термопара. Термопара содержит опорный конец, а опорный конец электрически соединен с регулятором температуры. Термопара содержит измерительный конец, причем указанный измерительный конец находится в контакте с указанным нагретым раствором.

Недостатками известного технического решения в отношении конструкции и применения по назначению является:

- отсутствие возможности проведения патофизиологических экспериментов in vivo/in vitro в условиях гипо-/гипертермии исследуемых тканей, связанных с их омыванием различными жидкостями и их нагревом, поскольку отсутствует возможность изменения температуры нагрева нагреваемой жидкости при помощи системы управления устройством;

- отсутствие возможности проведения электрофизиологических экспериментов in vivo/in vitro, связанных с омыванием исследуемых биологических тканей различными жидкостями и их нагревом, поскольку отсутствует аналоговый фильтр, экран от электромагнитных помех, контакт заземления и дистанцирование блока управления от блока нагрева проточной жидкости;

- отсутствие возможности контроля степени загрязнения элементов устройства, контактирующих с нагреваемыми жидкостями, поскольку данные элементы выполнены из непрозрачных материалов;

- отсутствие возможности быстрой замены загрязненных / сломанных элементов устройства, контактирующих с нагреваемыми жидкостями, поскольку отсутствует конструктивные элемент, обеспечивающий возможность быстрого монтажа/демонтажа элементов контактирующих с нагреваемой жидкостью.

Из исследованного уровня техники заявителем выявлен промышленное изделие, выбранное заявителем в качестве прототипа, производства компании ООО ««Warner Instruments»» «Однорядные линейные нагреватели раствора SH-27B, SF-28» (https://www.warneronline.com/single-inline-solution-heaters-sh-27b-sf-28). Сущностью предложенного устройства является монолитный нагреватель жидких растворов вытянутой цилиндрической формы, корпус которого выполнен из непрозрачного черного пластика, имеющий внутренний и внешний термодатчик, позволяющий нагревать растворы до 65°С и регулировать температуру нагрева, имеющий систему шумоподавления и контакт заземления для заземления устройства.

Известное техническое решение предназначено для работы с контроллерами температуры TC-324C, TC-344C от компании ООО «Warner Instruments».

Недостатком известного технического решения, в отношении конструкции по сравнению с заявленным техническим решением, является:

- отсутствие возможности контроля степени загрязнения элементов устройства, контактирующих с нагреваемыми жидкостями, поскольку данные элементы выполнены из непрозрачных материалов;

- отсутствие возможности быстрой замены загрязненных / сломанных элементов устройства, контактирующих с нагреваемыми жидкостями, поскольку отсутствует конструктивные элемент, обеспечивающий возможность быстрого монтажа/демонтажа элементов контактирующих с нагреваемой жидкостью;

Технической проблемой, решаемой заявленным изобретением, и его техническим результатом является разработка высокоточного нагревателя проточной жидкости, устраняющего недостатки аналогов и прототипа в целом, а именно:

1) обеспечивающего возможность нагрева проточной жидкости до целевой температуры с малым температурным разбросом, что достигается при помощи нагревательного компонента и системы саморегуляции нагрева (в совокупности система автоматизированного нагрева проточной жидкости);

2) обеспечивающего возможность проведения биологических экспериментов in vivo/in vitro, связанных с омыванием исследуемых биологических тканей различными жидкостями и их нагревом, что достигается за счет выполнения элементов устройства, контактирующих с нагреваемыми жидкостями, из нетоксичного материала;

3) обеспечивающего возможность проведения патофизиологических экспериментов in vivo/in vitro в условиях гипо-/гипертермии исследуемых тканей, связанных с их омыванием различными жидкостями и их нагревом, что достигается за счет изменения температуры нагрева нагреваемой жидкости при помощи системы управления устройством;

4) обеспечивающего возможность проведения электрофизиологических экспериментов in vivo/in vitro, связанных с омыванием исследуемых биологических тканей различными жидкостями и их нагревом, что достигается за счет отсутствия электромагнитных помех, устраненных аналоговый фильтр, экраном от электромагнитных помех, устраненных путем заземления блока управления через контакт заземления и дистанцирования блока управления от блока нагрева проточной жидкости;

5) обеспечивающего возможность контроля степени загрязнения элементов устройства, контактирующих с нагреваемыми жидкостями, что достигается путем выполнения змеевика из прозрачного материала;

6) обеспечивающего возможность быстрой замены загрязненных / сломанных элементов устройства, контактирующих с нагреваемыми жидкостями, что достигается при помощи быстрого монтажа/демонтажа змеевика путем откручивания винтов, крепящих змеевик к основанию.

Сущностью заявленного технического решения является высокоточный нагреватель проточной жидкости, состоящий из трех блоков: блока нагрева проточной жидкости, блока управления и источника питания, при этом блок нагрева проточной жидкости состоит из основания, змеевика и нагревательного компонента; основание стоит на вертикальных колоннах с центрально расположенными сквозными отверстиями под винты для крепления к рабочей поверхности; в основании выполнены сквозные отверстия под винты и соосно с ними вмонтированы гайки для винтов с возможностью фиксации змеевика к основанию; в основании выполнено нижнее прямоугольное вдавление под теплораспределительную пластину и прямоугольные сквозные отверстия под цементные резисторы; под основанием прикреплен заземленный экран от электромагнитных помех из проводникового материала в форме крышки, закрывающей нагревательный компонент, при этом экран от электромагнитных помех выполнен с возможностью препятствия распространения электромагнитных волн, излучаемых цементными резисторами нагревательного компонента; змеевик выполнен из прозрачного и нетоксичного материала, имеет по бокам полукруглые выступы со сквозными отверстиями под винты с возможностью фиксации змеевика к основанию; имеет с нижней стороны верхнее прямоугольное вдавление под теплораспределительную пластину; имеет с боковых сторон входной патрубок и выходной патрубок; имеет внутри канал змеевика, при этом канал змеевика выполнен с возможностью открывания с одной стороны во входной патрубок, а с другой стороны в выходной патрубок; имеет с боковой стороны у выходного патрубка канал внутреннего термодатчика; нагревательный компонент содержит электрически последовательно соединенные цементные резисторы с прослойкой из термопасты и теплораспределительную пластину из теплопроводного материала с возможностью передачи тепла на змеевик и его равномерного распределения, при этом цементные резисторы с прослойкой из термопасты расположены в прямоугольных сквозных отверстиях и прикреплены к теплораспределительной пластине, которая расположена в нижнем прямоугольном вдавлении; блок управления, имеющий вентиляционные отверстия, состоит из системы управления устройством, системы саморегуляции нагрева, штыревого четырехконтактного разъема, гнезда питания, тумблера-выключателя, выполненного с возможностью включать/выключать устройство, контакта заземления, выполненного с возможностью заземления блока управления; система управления устройством состоит из ЖК-дисплея с возможностью показа настоящей и целевой температуры нагрева жидкости и энкодера с возможностью настройки значений целевой температуры нагрева в диапазоне 20-50°С, при этом ЖК-дисплей и энкодер вмонтированы в блок управления и подключены к процессору ESP32; система саморегуляции нагрева выполнена с возможностью работы по принципу пропорционально-интегрально-дифференцирующего регулятора и состоит из процессора ESP32, внутреннего термодатчика, расположенного в канале внутреннего термодатчика с возможностью передачи настоящих значений температуры нагреваемой жидкости на ESP32, ESP32 подключен к понижающему преобразователю с возможностью контроля его работы управляющим аналоговым сигналом, понижающий преобразователь с одной стороны подключен к напряжению 12 В через гнездо питания, с другой стороны - к цементным резисторам через выпрямляющий напряжение аналоговый фильтр с возможностью регулирования степени нагрева цементных резисторов, между блоком управления и блоком нагрева проточной жидкости выполнено электрическое соединение проводом питания, который со стороны блока нагрева подключен к внутреннему термодатчику и цементным резисторам, а со стороны блока управления подключен к штыревому четырехконтактному разъему; источник питания состоит из блока питания и стабилизатора напряжения 12В - 5В, блок питания соединен с блоком управления через гнездо питания с возможностью питания нагревательного компонента напряжением 12В через понижающий преобразователь и аналоговый фильтр, а также с возможностью питания ESP32 напряжением 5В через стабилизатор напряжения 12В - 5В.

Заявленное техническое решение иллюстрируется Фиг. 1 - Фиг. 15.

На Фиг.1 представлен блок нагрева проточной жидкости (изометрическая проекция):

1а - в собранном состоянии,

1б - в разобранном состоянии.

На Фиг.2 представлен блок нагрева проточной жидкости (вид сверху):

2а - в собранном состоянии,

2б - в разобранном состоянии.

На Фиг. 3 представлен блок нагрева проточной жидкости в собранном состоянии (вид снизу):

3а - в собранном состоянии,

3б - в разобранном состоянии.

На Фиг. 4 представлен блок нагрева проточной жидкости в разобранном состоянии (вид сбоку):

4а - в собранном состоянии,

4б - в разобранном состоянии.

На Фиг. 5 представлено основание (изометрическая проекция):

На Фиг. 6 представлено основание (вид сверху).

На Фиг. 7 представлено основание (вид снизу).

На Фиг. 8 представлен змеевик (изометрическая проекция).

На Фиг. 9 представлен змеевик:

9а - вид сверху,

9б - вертикальное сечение.

На Фиг. 10 представлен змеевик (вид снизу).

На Фиг. 11 представлен змеевик:

11а - вид сбоку,

11б - горизонтальное сечение.

На Фиг. 12 представлен блок управления (изометрическая проекция).

На Фиг. 13 представлен блок управления (вид сверху).

На Фиг. 14 представлен блок управления (вид сзади).

На Фиг. 15 представлен блок управления (вид сбоку).

На Фиг. 16 представлена блок схема рабочей цепи заявленного устройства.

Позициями на Фиг. 1 - Фиг.16 обозначено:

1 - блок нагрева проточной жидкости,

1.1 – основание,

1.1.1 - вертикальные колонны,

1.1.2 - сквозные отверстия,

1.1.3 – винты,

1.1.4 – гайки,

1.1.5 - нижнее прямоугольное вдавление,

1.1.6 - прямоугольные сквозные отверстия,

1.1.7 - экран от электромагнитных помех,

1.2 – змеевик,

1.2.1 - полукруглые выступы,

1.2.2 - верхнее прямоугольное вдавление,

1.2.3 - входной патрубок,

1.2.4 - выходной патрубок,

1.2.5 - канал змеевика,

1.2.6 - канал внутреннего термодатчика,

1.3 - нагревательный компонент,

1.3.1 - термораспределительная пластина,

1.3.2 - цементные резисторы,

2 - блок управления,

2.1 - система управления устройством,

2.1.1 - ЖК-дисплей,

2.1.2 – энкодер,

2.2 - система саморегуляции нагрева,

2.2.1 - процессор ESP32,

2.2.2 - внутренний термодатчик,

2.2.3 - понижающий преобразователь,

2.2.4 - аналоговый фильтр,

2.3 - штыревой четырехконтактный разъем,

2.4 - гнездо питания,

2.5 - тумблер-выключатель,

2.6 - контакт заземления,

2.7 - вентиляционные отверстия,

3 - источник питания,

3.1 - блок питания,

3.2 - стабилизатор напряжения 12-5В,

Далее заявителем приведено описание заявленного технического решения.

Заявленное устройство функционально состоит из следующих основных конструктивных частей (Фиг.1 - Фиг. 16), описанных далее по составным блокам:

- блок нагрева проточной жидкости(1)

- блок управления (2),

- источник питания (3).

Блок нагрева проточной жидкости (1) (Фиг.1 - Фиг.11) конструкционно состоит из основания (1.1), змеевика (1.2) и нагревательного компонента (1.3).

Основание (1.1) представляет собой плоскую прямоугольную платформу и стоит на вертикальных колоннах (1.1.1) с центрально расположенными сквозными отверстиями (1.1.2) под винты (1.1.3), с помощью которых основание (1.1) прикреплено к рабочей поверхности.

В основании (1.1) выполнены сквозные отверстия (1.1.2) под винты (1.1.3) и соосно с ними вмонтированы гайки (1.1.4) для винтов (1.1.3) с возможностью фиксации змеевика (1.2) к основанию (1.1).

В основании выполнено нижнее прямоугольное вдавление (1.1.5) под теплораспределительную пластину (1.3.1) и прямоугольные сквозные отверстия (1.1.6) под цементные резисторы (1.3.2).

Под основанием (1.1) прикреплен заземленный экран от электромагнитных помех (1.1.7) из проводникового материала в форме крышки, закрывающей нагревательный компонент (1.3), выполненный (экран от электромагнитных помех) с возможностью препятствия распространения электромагнитных волн, излучаемых цементными резисторами (1.3.2) нагревательного компонента (1.3).

Змеевик (1.2) представляет собой монолитную деталь прямоугольной формы, выполненную из прозрачного и нетоксичного материала, имеющую:

- по бокам полукруглые выступы (1.2.1) со сквозными отверстиями (1.1.2) под винты (1.1.3), с возможностью фиксации змеевика (1.2) к основанию (1.1);

- с нижней стороны верхнее прямоугольное вдавление (1.2.2) под теплораспределительную пластину (1.3.1);

- с боковых сторон входной патрубок (1.2.3) и выходной патрубок (1.2.4), имеющих форму полого цилиндра;

- внутри канал змеевика (1.2.5) с формой сечения - сегмент окружности, при этом канал змеевика (1.2.5) открывается с одной стороны во входной патрубок (1.2.3), а с другой стороны в выходной патрубок (1.2.4);

- с боковой стороны у выходного патрубка (1.2.4) канал внутреннего термодатчика (1.2.6).

Нагревательный компонент (1.3) содержит электрически последовательно соединенные цементные резисторы (1.3.2) с прослойкой из термопасты и теплораспределительную пластину (1.3.1) из теплопроводного материала с возможностью передачи тепла на змеевик (1.1) и его равномерного распределения, при этом цементные резисторы (1.3.2) с прослойкой из термопасты расположены в прямоугольных сквозных отверстиях (1.1.6) и прикреплены к теплораспределительной пластине (1.3.1), которая лежит в нижнем прямоугольном вдавлении (1.1.5).

Блок управления (2) (Фиг.12 - Фиг.15) - коробочка, корпус которой выполнен из термостойкого пластика. Функционально блок управления (2) состоит из системы управления устройством (2.1) и системы саморегуляции нагрева (2.2).

На задней стенке блока управления (2) располагаются:

- штыревой четырехконтактный разъем (2.3), соединяющий блок управления (2) с блоком нагрева проточной жидкости (1);

- гнездо питания (2.4), соединяющее блок управления (2) с источником питания (3);

- тумблер-выключатель (2.5), при нажатии включающий/выключающий устройство;

- контакт заземления (2.6), предназначенный для заземления блока управления.

В боковых стенках блока управления (2) выполнены вентиляционные отверстия (2.7).

Система управления устройством (2.1) содержит ЖК-дисплей (2.1.1) и энкодер (2.1.2), которые вмонтированы в блок управления сверху.

ЖК-дисплей (2.1.1) отображает меню устройства, которое отображает:

- настоящую температуру жидкости внутри блока нагрева (1);

- целевую температуру нагрева жидкости;

При помощи поворотов и нажатий энкодера (2.1.2) производятся:

- инициация и остановка нагрева жидкости;

- настройка значений целевой температуры нагрева в диапазоне 20-50°С;

ЖК-дисплей (2.1.1) и энкодер (2.1.2) подключены к процессору ESP32 (2.2.1).

Система саморегуляции нагрева (2.2) - это электронная плата с возможностью регуляции нагрева жидкости, протекающей через блок нагрева проточной жидкости (1). Система саморегуляции нагрева (2.2) работает по принципу ПИД-регулятора (Пропорционально-интегрально-дифференцирующий регулятор).

Система саморегуляции нагрева содержит процессор ESP32 (2.2.1), внутренний термодатчик (2.2.2), расположенный в канале внутреннего термодатчика (1.2.6) с возможностью передачи настоящих значений температуры нагреваемой жидкости на процессор ESP32 (2.2.1), , ESP32 (2.2.1) подключен к понижающему преобразователю (2.2.3) с возможностью контроля его работы управляющим аналоговым сигналом с внутреннего термодатчика (2.2.2). Понижающий преобразователь (2.2.3) с одной стороны подключен к напряжению 12В через гнездо питания (2.4), с другой стороны - к цементным резисторам (1.3.2) через выпрямляющий напряжение аналоговый фильтр (2.2.4) и выполнен с возможностью регулирования степени нагрева цементных резисторов (1.3.2). Между блоком управления (2) и блоком нагрева проточной жидкости (1) выполнено электрическое соединение с помощью провода питания, который со стороны блока нагрева подключен к внутреннему термодатчику (2.2.2) и цементным резистором (1.3.2) с блока нагрева проточной жидкости (1), а со стороны блока управления (2) подключен к штыревому четырехконтактному разъему (2.3).

Источник питания (3) (Фиг.16) устройства состоит из блока питания (3.1) и стабилизатора напряжения 12В - 5В, блок питания (3.1) соединен с блоком управления (2) через гнездо питания (2.4), вмонтированное в блок управления сзади, с возможностью питания нагревательного компонента (1.3) напряжением 12В через понижающий преобразователь (2.2.3) и аналоговый фильтр (2.2.4), и с возможностью питания процессора ESP32 (2.2.1) напряжением 5В через стабилизатор напряжения 12В - 5В (3.2).

Далее заявителем приведены примеры осуществления заявленного технического решения, а именно пример его изготовления и примеры его использования и при различных вариантах использования, применения.

Пример 1. Изготовление заявленного устройства с применением 3D печати, после процесса его проектирования.

3D печать не описана заявителем вследствие общеизвестности метода.

Изготовление ведут в следующей последовательности:

- основание (1.1),

- корпус блока управления (2),

- змеевик (1.2),

- нагревательный компонент (1.3),

- рабочую цепь (Фиг. 16).

Основание (1.1), имеющее вертикальные колонны (1.1.1), имеющее сквозные отверстия (1.1.2), имеющее нижнее прямоугольное вдавление (1.1.5), имеющее прямоугольные сквозные отверстия (1.1.6), корпус блока управления (2), имеющий вентиляционные отверстия (2.7) в боковых стенках, выполняются, например, способом печати из полиэфирэфиркетона на FDM 3D принтере.

Змеевик (1.2), имеющий по бокам полукруглые выступы (1.2.1) со сквозными отверстиями (1.1.2), имеющий с нижней стороны верхнее прямоугольное вдавление (1.2.2), имеющий с боковых сторон входной патрубок (1.2.3) и выходной патрубок (1.2.4), имеющий внутри канал змеевика (1.2.5) с формой сечения - сегмент окружности, имеющий с боковой стороны у выходного патрубка (1.2.4) канал внутреннего термодатчика (1.2.6), выполняется, например способом 3D печати из прозрачной биосовместимой фотополимерной смолы на фотополимерной 3D принтере.

В нижнее прямоугольное вдавление (1.1.5) помещают теплораспределительную пластину (1.3.1), например, медную пластину, верхнюю сторону промазывают термопастой, например, КПТ-8. Три цементных резистора (1.3.2), например, SQP 10 Вт, 2.2 Ом, промазывают с контактной стороны термопастой, например, КПТ-8, крепят к теплораспределительной пластине (1.3.1) с помощью цементного раствора и электрически соединяют между собой последовательно.

Снизу основания (1.1) крепят экран от электромагнитных помех (1.1.7) выполненный, например, из алюминиевого листа толщиной 0.8 мм, прикрывающий нагревательный компонент (1.3), например, приклеиванием.

В области нижней поверхности основания (1.1) монтируют гайки (1.1.4), например, М3, например, четыре гайки.

В канал внутреннего термодатчика (1.2.6) помещается внутренний термодатчик (2.2.2), например, ntc термистор, предварительно промазанный термопастой, например, КПТ-8.

С помощью паяльного оборудования собирают рабочую цепь (Фиг. 16), из процессора ESP32 (2.2.1), внутреннего термодатчика (2.2.2), например, ntc термистор, понижающего преобразователя (2.2.3), например DC-DC преобразователь понижающий XL4005, аналогового фильтра (2.2.4) состоящего, например, из дросселя 100 мкГн и двух электролитических конденсаторов 470 мкФ 16В, штыревого четырехконтактного разъема (2.3), например авиационный разъем GX16 гнездо 4pin, гнезда питания (2.4), например, гнездо DC 5.5 х 2.1 мм, тумблера-выключателя (2.5), например, кнопка тумблер on-off, контакт заземления (2.6), например, винт м3 из нержавеющей стали, стабилизатора напряжения 12В - 5В (3.2), например, LM7805, ЖК-дисплея (2.1.1), например, цветной дисплей 1.8 TFT LCD 128x160 ST7735 и энкодера (2.1.2), например, модуль энкодера EC11 на плате. Последовательность соединения показана на Фиг.16.

ЖК-дисплей (2.1.1) и энкодер (2.1.2) монтируют в корпус блока управления (2) сверху.

Штыревой четырехконтактный разъем (2.3), гнездо питания (2.4), тумблер-выключатель (2.5), контакт заземления (2.6) монтируют в корпус блока управления (2) сзади.

Блок питания 12 В (3.1), например, блок питания 12В 8А с круглым штекером 5.5 х 2.1 мм подключают с одной стороны к сети 220 В, а с другой стороны к гнезду питания (2.4). Электрическое соединение между блоком управления (2) и блоком нагрева проточной жидкости (1) выполнено, например, четырехжильным проводом питания (из них две жилы - напряжение нагрузки цементных резисторов; две жилы - напряжение питание внутреннего термодатчика), который со стороны блока нагрева проточной жидкости (1) подключен к внутреннему термодатчику (2.2.2) и цементным резисторам (1.3.2), а со стороны блока управления (2) подключен к штыревому четырехконтактному разъему (2.3).

Для крепления основания (1.1) к рабочей поверхности используют винты (1.1.3), например, четыре винта М6.

Для крепления змеевика (1.2) к основанию (1.1) используют винты (1.1.3), например, четыре винта М3.

Таким образом, в целом на распечатанные блоки, изготовленные предварительно, ведут монтаж электронных компонентов, обеспечивающий работу устройства, после сборки устройства проводят контрольные замеры параметров для подтверждения работоспособности изготовленного устройства, проверку проводят с применением общеизвестных устройств - мультметры, осцилогрвафы, ИК-термометры и т.п.

Пример 2. Проведение электрофизиологического эксперимента с использованием высокоточного нагревателя проточной жидкости при поддержании нормального физиологического значения температуры соматосенсорной коры головного мозга животного.

При проведения электрофизиологических экспериментов использовались крысы линии Wistar. Все эксперименты проводятся в соответствии с Директивой Совета Евросоюза от 24 ноября 1986 г.(86/609/EEC). Все эксперименты проводились под общим наркозом.

Операцию проводят в приведенной далее последовательности;

Перед проведением электрофизиологического эксперимента с дорсальной поверхности черепа крысы снимался скальп.

Дорсальная часть черепа животного также очищалась от надкостницы, далее на очищенную поверхность кости наносился цианокрилатный клей для предварительной фиксации перфузионной камеры, при этом заявленное устройство предназначено для выполнения операции выполняющихся в перфузионной камере, на которое получен патент RU 2 759 892 C1, патентообладатель КФУ.

При этом следует обратить внимание, что щзаявленное техническое решение наиболе предпочтительно использовать в перфузионной камере, однако заявленное техническое решение возможно использовать и как самостоятельное устройство.

Далее (при использовании перфузионной камеры), перфузионная камера окончательно фиксировалась зубным цементом быстрой и холодной фиксации, на черепе подопытного животного.

Далее животное согревали для восстановления после наркоза при помощи оборачивания в вату и термоковрика, который располагался под животным и поддерживал постоянную температуру, например 35-37°C.

Далее, для обеспечения последующей анестезии животному внутрибрюшинно вводился, например, уретан (1.5 г/кг, Sigma-Aldrich, США). Перед началом эксперимента животное фиксировалось в экспериментальной установке (например, установка для проведения электрофизиологических экспериментов, состоит, например, из металлического стола с резьбовыми отверстиями М6 в столешнице для крепления оборудования, клетки Фарадея, которая экранирует внешнее электромагнитное излучением).

Далее на свободном от цемента участке черепа высверливалось отверстие диаметром 1-2 мм.

Далее производят подготовку высокоточного нагревателя проточной жидкости к эксплуатации, а именно:

- блок нагрева проточной жидкости крепят к рабочей поверхности, представленной экспериментальной установкой (например, установка для проведения электрофизиологических экспериментов, состоит, например, из металлического стола с резьбовыми отверстиями М6 в столешнице для крепления оборудования, клетки Фарадея, которая экранирует внешнее электромагнитное излучение) с помощью винтов (1.1.3), например, винтов М6, проходящих через сквозные отверстия (1.1.2) вертикальных колонн (1.1.1),

- блок питания (3.1) подключался к сети питания 220 В,

- тумблер-выключатель (2.5) переводился в положение “включено”,

- блок управления (2) заземлялся через контакт заземления (2.6) об экспериментальную установку,

- при помощи поворотов и нажатий энкодера (2.1.2) настраивалась целевая температура нагрева проточной жидкости, равная 37°С,

- к входному патрубку (1.2.3) подсоединяется силиконовая трубка с подающим перфузирующим раствором, например, раствором искусственной цереброспинальной жидкости (NaCl 126 мМ, KCl 3,5 мМ, NaH₂PO₄ 1,2 мМ, CaCl₂ 2 мМ, MgCl₂ 1,3 мМ, NHCO₃ 2,1 г/л, D-Glucose 1,98 г/л),

- к выходному патрубку (1.2.4) одним концом подсоединяется силиконовая трубка, вторым концом силиконовая трубка соеденяется с перфузионной камерой (патент RU 2 759 892 C1).

Далее на поверхность соматосенсорной коры подается перфузирующий раствор, протекающий через змеевик (1.2), и при помощи поворотов и нажатий энкодера (2.1.2) инициируется нагрев перфузирующего раствора до физиологического значения температуры 37°С.

Далее в соматосенсорную кору погружают регистрирующий электрод и производится запись электрической активности головного мозга на жесткий диск персонального компьютера.

Таким образом, посредством выполнения описанных выше действий заявителем реализована возможность, реализации трех технических результатов, а именно:

- обеспечена возможность нагрева проточной жидкости до целевой температуры с малым температурным разбросом, что достигается при помощи нагревательного компонента и системы саморегуляции нагрева;

- обеспечена возможность проведения биологических экспериментов in vivo/in vitro, связанных с омыванием исследуемых биологических тканей различными жидкостями и их нагревом, что достигается за счет выполнения элементов устройства, контактирующих с нагреваемыми жидкостями, из нетоксичного материала;

- обеспечена возможность проведения электрофизиологических экспериментов in vivo/in vitro, связанных с омыванием исследуемых биологических тканей различными жидкостями и их нагревом, что достигается за счет отсутствия электромагнитных помех, устраненных аналоговым фильтром, экраном от электромагнитных помех, устраненных путем заземления блока управления через контакт заземления и дистанцирования блока управления от блока нагрева проточной жидкости.

Пример 3. Проведение патофизиологического эксперимента с использованием высокоточного нагревателя проточной жидкости при поддержании патологического значения температуры участка соматосенсорной коры головного мозга животного - гипо/гипертермии.

При проведении нейробиологических экспериментов использовались крысы линии Wistar. Все эксперименты проводятся в соответствии с Директивой Совета Евросоюза от 24 ноября 1986 г.(86/609/EEC). Все эксперименты проводились под общим наркозом. Проводят последовательность действий по Примеру 2, отличающийся тем, что:

1) в одном частном случае осуществления вместо физиологического значения температуры нагрева перфузирующего раствора 37°С устанавливают целевое значение температуры нагрева перфузирующего раствора 40°С - условие гипертермии,

2) в другом частном случае осуществления вместо физиологического значения температуры нагрева перфузирующего раствора 37°С устанавливают целевое значение температуры нагрева перфузирующего раствора 30°С - условие гипотермии.

Таким образом, высокоточный нагреватель проточной жидкости поддерживает температуру соматосенсорной коры на уровне патологического значения, что позволяет проводить патофизиологические исследования на головном мозге животного.

Таким образом, посредством выполнения описанных выше действий заявителем реализована возможность реализации четырех технических результатов, а именно:

- обеспечена возможность нагрева проточной жидкости до целевой температуры с малым температурным разбросом, что достигается при помощи нагревательного компонента и системы саморегуляции нагрева;

- обеспечена возможность проведения биологических экспериментов in vivo/in vitro, связанных с омыванием исследуемых биологических тканей различными жидкостями и их нагревом, что достигается за счет выполнения элементов устройства, контактирующих с нагреваемыми жидкостями, из нетоксичного материала.

- обеспечена возможность проведения патофизиологических экспериментов in vivo/in vitro в условиях гипо-/гипертермии исследуемых тканей, связанных с их омыванием различными жидкостями и их нагревом, что достигается за счет изменения температуры нагрева нагреваемой жидкости при помощи системы управления устройством;

- обеспечена возможность проведения электрофизиологических экспериментов in vivo/in vitro, связанных с омыванием исследуемых биологических тканей различными жидкостями и их нагревом, что достигается за счет отсутствия электромагнитных помех, устраненных аналоговым фильтром, экраном от электромагнитных помех, устраненных путем заземления блока управления через контакт заземления и дистанцирования блока управления от блока нагрева проточной жидкости.

Пример 4. Контроль степени загрязнения змеевика и его замена в случае необходимости.

Канал змеевика (1.2.5), выполненного из прозрачного материала, например, из прозрачной фотополимерной смолы и закрепленного к основанию (1.1) винтами (1.1.3), например, винтами м3, свободно просматривается, в случае его загрязнения, например, плесневыми грибами производят замену загрязненного змеевика на новый:

- из канала внутреннего термодатчика (1.2.6) достают внутренний термодатчик (2.2.2), например, ntc термистор;

- винты (1.1.3) откручивают;

- загрязненный змеевик (1.2) снимают с основания (1.1) и утилизируют;

- на основание (1.1) устанавливют новый змеевик (1.2);

- винты (1.1.3) закручивают;

- в канал внутреннего термодатчика (1.2.6) вставляют внутренний термодатчик (2.2.2).

Таким образом, посредством выполнения описанных выше действий заявителем реализована возможность, реализации двух технических результатов, а именно:

- обеспечена возможность контроля степени загрязнения элементов устройства, контактирующих с нагреваемыми жидкостями, что достигается путем выполнения змеевика из прозрачного материала,

- обеспечена возможность быстрой замены загрязненных / сломанных элементов устройства, контактирующих с нагреваемыми жидкостями, что достигается при помощи быстрого монтажа/демонтажа змеевика путем откручивания винтов, крепящих змеевик к основанию.

Из описанного выше можно сделать логический вывод, что заявителем решена техническая проблема и достигнуты все заявленныее технические результаты - разработан высокоточный нагреватель проточной жидкости, устраняющие недостатки аналогов, а именно достигнута:

- возможность нагрева проточной жидкости до целевой температуры с малым температурным разбросом, что достигается при помощи нагревательного компонента и системы саморегуляции нагрева;

- возможность проведения биологических экспериментов in vivo/in vitro, связанных с омыванием исследуемых биологических тканей различными жидкостями и их нагревом, что достигается за счет выполнения элементов устройства, контактирующих с нагреваемыми жидкостями, из нетоксичного материала;

- возможность проведения патофизиологических экспериментов in vivo/in vitro в условиях гипо-/гипертермии исследуемых тканей, связанных с их омыванием различными жидкостями и их нагревом, что достигается за счет изменения температуры нагрева нагреваемой жидкости при помощи системы управления устройством;

- возможность проведения электрофизиологических экспериментов in vivo/in vitro, связанных с омыванием исследуемых биологических тканей различными жидкостями и их нагревом, что достигается за счет отсутствия электромагнитных помех, устраненных аналоговым фильтром, экраном от электромагнитных помех, устраненных путем заземления блока управления через контакт заземления и дистанцирования блока управления от блока нагрева проточной жидкости;

- возможность контроля степени загрязнения элементов устройства, контактирующих с нагреваемыми жидкостями, что достигается путем выполнения змеевика из прозрачного материала;

- возможность быстрой замены загрязненных / сломанных элементов устройства, контактирующих с нагреваемыми жидкостями, что достигается при помощи быстрого монтажа/демонтажа змеевика путем откручивания винтов, крепящих змеевик к основанию.

Заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна», предъявляемому к изобретениям, так как из исследованного уровня техники заявителем не выявлены технические решения, обладающие заявленной совокупностью существенных признаков.

Заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень», предъявляемому к изобретениям, поскольку не выявлены технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявленного изобретения, и не установлена известность влияния отличительных признаков на заявленный технический результат.

Заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость», предъявляемой к изобретениям, так как может быть изготовлена на стандартном оборудовании с использованием известных материалов и деталей.

Изобретение относится к области теплотехники, в частности к нагревателю проточной жидкости и может использоваться для проведения биологических экспериментов, в том числе патофизиологических и электрофизиологических экспериментов. Высокоточный нагреватель проточной жидкости состоит из блока нагрева проточной жидкости, блока управления и источника питания. Блок нагрева состоит из основания, змеевика и нагревательного компонента. В основании выполнены сквозные отверстия под винты и соосно с ними вмонтированы гайки для винтов с возможностью фиксации змеевика к основанию; в основании размещены теплораспределительная пластина и цементные резисторы; под основанием прикреплен заземленный экран от электромагнитных помех. Змеевик выполнен из прозрачного и нетоксичного материала. Блок управления, имеющий вентиляционные отверстия, состоит из системы управления устройством, системы саморегуляции нагрева. Система управления устройством состоит из ЖК-дисплея с возможностью показа настоящей и целевой температуры нагрева жидкости и энкодера с возможностью настройки значений целевой температуры нагрева в диапазоне 20-50°С, при этом ЖК-дисплей и энкодер вмонтированы в блок управления и подключены к процессору ESP32. Система саморегуляции нагрева выполнена с возможностью работы по принципу пропорционально-интегрально дифференцирующего регулятора и состоит из процессора ESP32, внутреннего термодатчика, расположенного в канале внутреннего термодатчика с возможностью передачи настоящих значений температуры нагреваемой жидкости на ESP32, ESP32. Источник питания состоит из блока питания и стабилизатора напряжения 12В - 5В, блок питания соединен с блоком управления через гнездо питания с возможностью питания нагревательного компонента напряжением 12В через понижающий преобразователь и аналоговый фильтр, а также с возможностью питания ESP32 напряжением 5В через стабилизатор напряжения 12-5В. Технический результат – обеспечение нагрева проточной жидкости до целевых температур с малым температурным разбросом, а именно в диапазоне +/-0,1°С, возможность отслеживать в режиме реального времени температуру нагреваемой жидкости внутри устройства. 16 ил.

Высокоточный нагреватель проточной жидкости, состоящий из трёх блоков: блока нагрева проточной жидкости, блока управления и источника питания, при этом

блок нагрева проточной жидкости состоит из основания, змеевика и нагревательного компонента;

основание стоит на вертикальных колоннах с центрально расположенными сквозными отверстиями под винты для крепления к рабочей поверхности; в основании выполнены сквозные отверстия под винты и соосно с ними вмонтированы гайки для винтов с возможностью фиксации змеевика к основанию; в основании выполнено нижнее прямоугольное вдавление под теплораспределительную пластину и прямоугольные сквозные отверстия под цементные резисторы; под основанием прикреплен заземленный экран от электромагнитных помех из проводникового материала в форме крышки, закрывающей нагревательный компонент, при этом экран от электромагнитных помех выполнен с возможностью препятствия распространения электромагнитных волн, излучаемых цементными резисторами нагревательного компонента;

змеевик выполнен из прозрачного и нетоксичного материала, имеет по бокам полукруглые выступы со сквозными отверстиями под винты с возможностью фиксации змеевика к основанию; имеет с нижней стороны верхнее прямоугольное вдавление под теплораспределительную пластину; с боковых сторон входной патрубок и выходной патрубок; внутри канал змеевика, при этом канал змеевика выполнен с возможностью открывания с одной стороны во входной патрубок, а с другой стороны в выходной патрубок; с боковой стороны у выходного патрубка канал внутреннего термодатчика;

нагревательный компонент содержит электрически последовательно соединенные цементные резисторы с прослойкой из термопасты и теплораспределительную пластину из теплопроводного материала с возможностью передачи тепла на змеевик и его равномерного распределения, при этом цементные резисторы с прослойкой из термопасты расположены в прямоугольных сквозных отверстиях и прикреплены к теплораспределительной пластине, которая расположена в нижнем прямоугольном вдавлении;

блок управления, имеющий вентиляционные отверстия, состоит из системы управления устройством, системы саморегуляции нагрева, штыревого четырехконтактного разъема, гнезда питания, тумблера-выключателя, выполненного с возможностью включать/выключать устройство, контакта заземления, выполненного с возможностью заземления блока управления;

система управления устройством состоит из ЖК-дисплея с возможностью показа настоящей и целевой температуры нагрева жидкости и энкодера с возможностью настройки значений целевой температуры нагрева в диапазоне 20-50 °С, при этом ЖК-дисплей и энкодер вмонтированы в блок управления и подключены к процессору ESP32;

система саморегуляции нагрева выполнена с возможностью работы по принципу пропорционально-интегрально дифференцирующего регулятора и состоит из процессора ESP32, внутреннего термодатчика, расположенного в канале внутреннего термодатчика с возможностью передачи настоящих значений температуры нагреваемой жидкости на ESP32, ESP32 подключен к понижающему преобразователю с возможностью контроля его работы управляющим аналоговым сигналом, понижающий преобразователь с одной стороны подключен к напряжению 12 В через гнездо питания, с другой стороны – к цементным резисторам через выпрямляющий напряжение аналоговый фильтр с возможностью регулирования степени нагрева цементных резисторов, между блоком управления и блоком нагрева проточной жидкости выполнено электрическое соединение проводом питания, который со стороны блока нагрева подключен к внутреннему термодатчику и цементным резисторам, а со стороны блока управления подключен к штыревому четырехконтактному разъему;

источник питания состоит из блока питания и стабилизатора напряжения 12-5 В, блок питания соединен с блоком управления через гнездо питания с возможностью питания нагревательного компонента напряжением 12 В через понижающий преобразователь и аналоговый фильтр, а также с возможностью питания ESP32 напряжением 5В через стабилизатор напряжения 12-5 В.