一种加热管及管道加热系统的制作方法

本实用新型涉及微流体输送领域，特别涉及一种加热管及管道加热系统。

背景技术：

现有的液体输送装置中，为了让试剂能够进行温度控制，常见的方式是加热溶液源头(例如试剂瓶)，或待作用区(例如反应腔)。但如果溶液源头距离待作用区太远，以至于温度无法传递过去，并且，待作用区也无法进行加热时，需要利用输送管道直接对液体进行加热。

现有的方案为：将一般的塑料管道和电加热线并在一起，外面包裹一层保温层。

这种方案的问题在于：

(1)加热线和塑料管并在一起的时候，加热不均匀；

(2)保温层厚度很厚，所以最终的产品体积很大，使用起来并不方便；

(3)加热线本身的电磁场容易干扰管道内部的液体。

技术实现要素：

本实用新型实施方式的目的在于提供一种加热管及管道加热系统，可以实现加热均匀、空间利用率大、不会干扰管道内的液体的技术效果。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种加热管，应用于微流体系统，包括具有液体通道的管体；所述管体包括外壁层、内壁层以及介质层，所述介质层填充在所述外壁层与所述内壁层之间的间隙中；

所述管体还包括温控层及第一屏蔽层，所述温控层内均匀铺设有电加热元件，所述温控层及所述第一屏蔽层分别埋设在所述介质层内，并且所述第一屏蔽层位于所述温控层内圈，用于屏蔽所述电加热元件以及外界辐射的干扰。

本实用新型的实施方式还提供了一种管道加热系统，应用于微流体系统，包括上述的加热管道，以及加热控制器，所述加热控制器与所述电加热元件电性连接，并调整所述电加热元件的加热温度。

本实用新型实施方式相对于现有技术而言，管体的外壁层与内壁层之间形成间隙，在该间隙中填充介质层，将温控层和屏蔽层埋设在介质层内，有效地利用了空间，使得管体结构更加紧凑。其次，温控层利用均匀铺设的电加热元件对液体通道内的液体进行加热时，加热管内的加热面积大，并且加热温差小，实现加热均匀，解决了现有技术中仅会局部加热的问题。另外，由于位于温控层内圈的第一屏蔽层，使得电加热元件发出的电磁场不会影响到液体通道内的液体，保持了液体的原始状态。

另外，在该加热管中，所述电加热元件为电阻加热丝，以减少成本。

另外，在该加热管中，所述电加热元件为电阻加热网，使得加热部位更加分散，加热均匀。

另外，在该加热管中，所述加热管还包括与所述第一屏蔽层电性连接的外接接地线，用以固定电势。

另外，在该加热管中，所述加热管还包括第二屏蔽层，埋设在所述介质层内，并且位于所述温控层外圈，不仅进一步屏蔽电加热元件发出的电磁干扰，还可防止外界对加热管发出的干扰。

进一步的，在该加热管中，所述加热管还包括与所述第二屏蔽层电性连接的外接接地线，用以固定电势。

另外，该加热控制器还包括温度传感器，用于监测所述管体的温度；

所述管道加热系统还包括主控设备，与所述温度传感器及所述加热控制器分别电性连接；所述温度传感器将所测温度值发送至所述加热控制器，并由所述加热控制器将所测温度值发送至所述主控设备，实现远程控制。

进一步的，所述主控设备预设有一安全温度值，在所测温度值高于或等于所述安全温度值时，所述主控设备关闭所述加热控制器，提高了安全性。

另外，所述加热管的数量为N根，N为大于1的自然数，所述各相邻加热管之间通过管连接件拼接并连通，以适用于不同的工况。

附图说明

图1是本实用新型第一实施方式中的加热管的竖向切面示意图；

图2是本实用新型第一实施方式中的加热管的横向切面示意图；

图3是本实用新型第二实施方式中的管道加热系统的结构示意图；

图4是本实用新型第二实施方式中的管道加热系统内的连接关系示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本实用新型的第一实施方式涉及一种加热管，应用于微流体系统，如图1、图2所示，包括具有液体通道117的管体11；管体11包括外壁层111、内壁层112以及介质层113，介质层113填充在外壁层111与内壁层112之间的间隙中。具体来说，外壁层111与内壁层112可以是相同材料，优选的是不同的材料，以实现外壁层111具备高强度，同时内壁层112便于导热并且不会污染输送液体。介质层113可以使用一般的PTFE(聚四氟乙烯)等聚合材料。内壁层112的直径范围为0.01～5mm，外壁层111的直径范围为1～10mm，以便于在微流体工序中的应用。

同时，管体11还包括温控层114及第一屏蔽层115，温控层114内均匀铺设有电加热元件，温控层114及第一屏蔽层115分别埋设在介质层113内，并且第一屏蔽层115位于温控层114内圈，用于屏蔽电加热元件发出的干扰。第一屏蔽层115可为现有技术中的任意屏蔽材料，仅需要具有优良的热传导性能即可。

通过上述内容不难发现，本实施方式使管体11的外壁层111与内壁层112之间形成间隙，在该间隙中填充介质层113，将温控层和屏蔽层埋设在介质层113内，有效地利用了空间，使得管体11结构更加紧凑。其次，温控层114利用均匀铺设的电加热元件对液体通道内的液体进行加热时，加热管内的加热面积大，并且加热温差小，实现加热均匀，解决了现有技术中管道仅会局部加热的问题。另外，由于位于温控层114内圈的第一屏蔽层115，使得电加热元件发出的电磁场不会影响到液体通道内的液体，保持了液体的原始状态。

本实施方式中，电加热元件为电阻加热丝，电阻加热丝以统一的延伸方向均匀布置，使得相邻电阻加热丝之间的间距不会很大，保证加热均匀。电阻加热丝的成本较低，提高了经济效益。更优选的方案中，电加热元件为电阻加热网，也可以理解为由电阻加热丝编制形成的网状元件，相比于电阻加热丝的同向均匀设置，电阻加热网使得加热范围能更均匀地分布，抗拉强度更大，并且，电阻加热网的装配也更容易，省去了电阻加热丝统一延伸方向的装配工序。

值得一提的是，本实施方式中，加热管还包括与第一屏蔽层115电性连接的外接接地线(图中未示)，提高屏蔽效果，并且安装方便，有效地实现固定电势的效果，还需理解的是，该接地线可以连接一固定电势，也同样可以起到一定的接地效果。

进一步来说，本实施方式中，加热管还包括第二屏蔽层116，埋设在介质层113内，并且位于温控层114外圈，也可以说，温控层114位于第一屏蔽层115及第二屏蔽层116之间。这样，不仅进一步屏蔽电加热元件发出的电磁干扰，还可防止外界对加热管发出的干扰。

值得一提的是，本实施方式中，加热管还包括与第二屏蔽层116电性连接的外接接地线(图中未示)，提高屏蔽效果，并且安装方便，有效地实现固定电势的效果，还需理解的是，该接地线可以连接一固定电势，也同样可以起到一定的接地效果。

本实用新型第二实施方式涉及一种管道加热系统，应用于微流体系统，如图3所示，包括第一实施方式中的加热管，以及加热控制器2，加热控制器2与电加热元件电性连接，并调整电加热元件的加热温度。具体来说，加热控制器2安装在靠近加热管1的两端，实现电流的闭合回路。

通过上述内容不难发现，本实施方式的微流体系统中，使管体的外壁层与内壁层之间形成间隙，在该间隙中填充介质层，将温控层和屏蔽层埋设在介质层内，有效地利用了空间，使得管体结构更加紧凑。其次，温控层利用均匀铺设的电加热元件对液体通道内的液体进行加热时，加热管内的加热面积大，并且加热温差小，实现加热均匀，解决了现有技术中仅会局部加热的问题。另外，由于位于温控层内圈的第一屏蔽层，使得电加热元件发出的电磁场不会影响到液体通道内的液体，保持了液体的原始状态。

值得说明的是，如图4所示，本实施方式中的加热控制器2还包括温度传感器3，一般要求该温度传感器体积小，可以使用热敏电阻器，尤其是半导体材料制作的负温度系数热敏电阻器(NTC热敏电阻器)，便于和管道集成使用，同时，本实施方式中的管道加热系统还包括主控设备4，其中，加热控制器2包括一温度传感器3，该温度传感器3作用与加热管1上，用于监测管体的温度；主控设备4，与加热控制器2电性连接；温度传感器3将所测温度值发送至加热控制器2，并由所述加热控制器2将所测温度值发送至所述主控设备4。操作人员可以通过主控设备4得知温度传感器3所测得的温度值，并可以通过该温度值控制加热控制器2，从而调整适宜的加热温度。

本实施方式的管道加热系统中，主控设备4预设有一安全温度值，在所测温度值高于或等于安全温度值时，主控设备4关闭加热控制器2。实现了高温自动切断的功能，保证了使用安全。

值得一提的是，本实施方式的管道加热系统中，加热管1的数量为N根，N为大于1的自然数，各相邻加热管1之间通过管连接件拼接并连通，实现了加热管1之间的拼接，实现了加热管1总体长度的可调节性，适用于不同的工况。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。