生化分析仪的制作方法

本发明涉及生化分析设备技术领域，特别是设有节能循环装置的生化分析仪。

背景技术：

为了保证试剂的稳定性，盛放在生化分析仪试剂盘上的试剂温度需保持2℃～8℃，全自动生化分析仪的试剂腔体需要制冷和冷藏来保证试剂温度，现有的制冷方式主要是半导体制冷片-帕尔帖制冷，和传统的压缩机制冷相比其优点是无噪音、体积小、维护方便和成本低等优点。工作时，帕尔帖放热面产生的热量在水路中循环通过风扇散热器排出。

反应盘孵育系统是全自动生化分析仪的关键组件之一，对由样本和试剂混合而成的反应液进行精确温度控制，反应液的升温速度和温度控制精度对测量结果的准确性有很大的影响，对于有酶类物质参与反应的检测项目，温度变化对检测结果的影响尤其明显。全自动生化分析仪中反应盘内温度需保持在37℃±0.1℃的恒温环境中，以保证反应杯中的混合液在此温度下被检测出准确的结果，通过温控算法得到稳定的温度值。

生化清洗系统包括针外壁清洗和比色杯清洗，利用温水清洗针外壁和比色杯，温度一般保持在35℃-38℃，温水清洗比冷水清洗效果更好，污物在温度提高后会液化，流动性增加，容易被水带走。

目前，试剂制冷系统的方案主要有两种，一种是空气压缩机制冷——压缩机产生的冷水通过循环泵输送到带夹层的试剂腔体中，实现试剂腔体内部降温，使试剂冷却且温度达到要求。另一种是帕尔帖制冷——其吸热面紧贴试剂腔体的底面或者侧面，吸走腔体内部温度，实现试剂腔体内部降温，使试剂冷却温度达到要求。放热面通过其组件把产生的热量输送到循环水路中，再通过风扇和散热器排出；也可以将帕尔帖吸热面直接与水箱里面水接触，产生的冷水通过循环泵输送到带有夹层的试剂腔体中，放热面与风扇散热器贴合把热量排出。

反应盘孵育系统和生化清洗系统的方案是通过布置在蓄水箱里面的加热棒加热纯水分别给两系统供热水，先通过温控算法，将水箱水温控制在34℃-35℃，一路供给生化清洗系统，另一路供给反应盘孵育系统，供给反应盘孵育系统的温水再经过温控算法将温度控制在37℃±0.1℃，孵育方式主要有空气浴恒温式、固体直接加热式、水浴循环式和恒温液循环加热这四种孵育方式。

由于试剂制冷系统与反应盘孵育系统和生化清洗系统是完全独立的，系统之间没有连接，热量不能循环交换，不能预热，加热时间长，造成浪费，不节能，同时也造成选用大功率加热棒和散热风扇，成本增高，耗电量大，噪声大等缺点。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种更加节能的生化分析仪。

为实现上述目的，本发明提供一种生化分析仪，包括试剂制冷系统、反应盘孵育系统和生化清洗系统，所述试剂制冷系统包括多组制冷组件，各组所述制冷组件分别包括水冷模块和半导体制冷件，所述反应盘孵育系统和生化清洗系统设有用于向其供水并且对水进行加热的蓄水箱，多组所述制冷组件的循环水路上设有热交换部件，所述热交换部件设置为用于通过热交换加热所述蓄水箱中的水。

优选地，所述热交换部件为冷却盘管；所述冷却盘管设于所述蓄水箱内部，以预热所述蓄水箱中的水。

优选地，所述热交换部件为换热器；所述换热器的一路换热通路连通所述制冷组件的循环水路，所述换热器的另一路换热通路连通所述蓄水箱的循环水路。

优选地，所述制冷组件的循环水路上设有位于所述热交换部件下游的散热器、冷却水缓冲容器和第一循环泵。

优选地，所述冷却水缓冲容器设有注水口、排水口和浮球开关。

优选地，所述蓄水箱设有注水口、排水口、加热部件、温度传感器和浮球开关。

优选地，所述蓄水箱的出水管路上设有第二循环泵；所述第二循环泵的出水管路上设有第一分支管路，所述第一分支管路通往所述蓄水箱的回水口以形成循环水路，并在所述循环水路上设有第一控制阀。

优选地，所述第二循环泵的出水管路上设有第二分支管路，所述第二分支管路通往所述生化清洗系统的清洗部件，并设有第二控制阀。

优选地，所述第二循环泵的出水管路上设有第三分支管路，所述第三分支管路通往所述反应盘孵育系统的孵育盘，并设有第三控制阀。

优选地，所述反应盘孵育系统的孵育盘设有孵育循环水路，所述孵育循环水路上设有第三循环泵、第二散热器、温度传感器和加热部件。

该技术方案所提供的生化分析仪，将试剂制冷系统与反应盘孵育系统和生化清洗系统通过热交换器结合起来，使试剂制冷系统产生的热量能够交换到反应盘孵育系统和生化清洗系统中，通过热交换器给蓄水箱里的纯水进行预热，通过温控手段可得到理想的温度，同时也使的蓄水箱加热部件的功率和耗电量降低，试剂制冷系统里的热量也被蓄水箱中纯水回收一部分，制冷效果较之前的独立制冷系统得到显著提高，可降低其散热风扇的风量、噪声和成本。

附图说明

图1为本发明实施例公开的一种生化分析仪的管路示意图；

图2为本发明实施例公开的另一种生化分析仪的管路示意图。

图中：

1.水冷模块2.帕尔帖3.水位传感器4-1、4-2.散热器5.压力表6-1.第一循环泵6-2.第二循环泵6-3.第三循环泵7.蓄水箱8-1、8-2.浮球开关9-1、9-2.温度传感器10-1、10-2.加热棒11.冷却盘管12.冷却水缓冲瓶13.第一控制阀14.第二控制阀15.第三控制阀16.第四控制阀17.钎焊式板式换热器

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

在本文中，“上、下、内、外”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

请参考图1，图1为本发明实施例公开的一种生化分析仪的管路示意图。

如图所示，在一种具体实施例中，本发明所提供的生化分析仪为全自动生化分析仪，左边虚线图框为试剂制冷系统管路图，包括水冷模块1、帕尔帖2、散热器4-1、第一循环泵6-1、浮球开关8-1、冷却水缓冲瓶12。

水冷模块1和帕尔帖2(也可以采用其他类型的半导体制冷件)装配好后形成制冷组件，布置在试剂腔体底面或者侧面，组数和串并联方式根据试剂腔体体积和循环水流速、流量而定，以图中所示的制冷组件为例，一共有六组，左边三组制冷组件呈倒“品”字形分布，并依次串联，右边三组制冷组件也呈倒“品”字形分布，并依次串联，左边三组制冷组件与右边三组制冷组件通过同一进水端和同一出水端相并联，其并联的出水端通过硅胶软管依次连接冷却盘管11、散热器4-1、冷却水缓冲瓶12和循环泵6，形成试剂制冷循环系统的循环水路。

冷却盘管11设于蓄水箱7内部，以加热所述蓄水箱中的水，工作时，冷却水缓冲瓶12里的纯水通过第一循环泵6-1输送到帕尔帖2和水冷模块1中，帕尔帖2制冷所放出的热量通过循环纯水在冷却盘管11进行热量交换，既能给蓄水箱7里面的纯水加热，其本身又能更快的散去相应的热量，通过散热器4-1将其余热量排放到机器外部，纯水又流到冷却水缓冲瓶12中，继续循环。

冷却水缓冲瓶12设有注水口、排水口和浮球开关8-1，当冷却水缓冲瓶12中水位不足，浮球开关8-1报警，可通过注水口注相应的纯水，当整个循环管路需要维修维护时，通过排水口排出纯水。

右边虚线图框为反应盘孵育系统和生化清洗系统的管路图，包括水位传感器3、散热器4-2、压力表5、第二循环泵6-2、第三循环泵6-3、蓄水箱7、浮球开关8-2、温度传感器9-1、温度传感器9-2、加热棒10-1、加热棒10-2、冷却盘管11、第一控制阀13、第二控制阀14、第三控制阀15、第四控制阀16，其中，第一控制阀13为球阀，用于控制其所在水路的通断和流量，第二控制阀14、第三控制阀15、第四控制阀16为二位二通电磁阀，当其处于左位时，控制阀断开，当其处于右位时，控制阀导通，可控制其所在水路的通断，以实现向反应盘孵育系统和生化清洗系统供水以及排水的控制。

蓄水箱7的出水管路上设置第二循环泵6-2，第二循环泵6-2的出水管路上设有第一分支管路，第一分支管路通往蓄水箱7的回水口以形成循环水路，并在循环水路上设置第一控制阀13；第二循环泵6-2的出水管路上设有第二分支管路，第二分支管路通往生化清洗系统的清洗部件，并设有第二控制阀14；第二循环泵6-2的出水管路上设有第三分支管路，第三分支管路通往反应盘孵育系统的孵育盘，并设有第三控制阀15。

反应盘孵育系统的循环水路上设有第三循环泵6-3、散热器4-2、温度传感器9-2和加热棒10-2。图中所示的散热器4-1、4-2虽然为风扇散热器，但不难理解，除了风扇散热器之外，还可以采用其他类型的散热器。

浮球开关8-2、温度传感器9-1、加热棒10-1、冷却盘管11布置在蓄水箱7中，通过注水口往蓄水箱7里加纯水至浮球开关8-2的检测位置，加热棒10-1和冷却盘管11的热量给蓄水箱7里面的水加热，通过温控算法将温度调节到加热到34℃-35℃，通过第二循环泵6-2，一路输送给反应盘孵育系统，一路输送到生化清洗系统(针外壁清洗和比色杯清洗)，一路经过第一控制阀13流回到蓄水箱7中，设置第一控制阀13的目的是通过调节其阀口开度来控制第二循环泵6-2回流速度，进而使生化清洗系统的输出水压可调。

孵育盘内温度需保持在37℃±0.1℃的恒温环境中，系统工作时，开启第三控制阀15，通过第二循环泵6-2把蓄水箱7里面的热水输送到孵育盘中，待水位传感器3检测到设定的水位时，关闭第三控制阀15，设置在孵育循环水路中的第三循环泵6-3开始工作，使热水开始循环，当温度传感器9-2检测水温低于37℃时，加热棒10-2开始加热，当温度传感器9-2检测水温高于37℃时，加热棒10-2不工作，启动负向温度调节，开启散热器4-2进行散热，最后通过pwm脉宽调制和pid温控算法将温度调节到37℃±0.1℃，达到理想且稳定的温度值，当系统维护时，开启第四控制阀16通过排水口将水排出。

生化清洗系统水温保持在34℃-35℃，即是蓄水箱温控后的温度，开启第二控制阀14，可直接给针外壁和比色杯供水。

生化分析仪的试剂制冷系统、反应盘孵育系统和生化清洗系统，从传热学角度来说，前者为放热过程，后两者为加热过程，本实施例通过冷却盘管11将三个系统结合起来，冷却盘管11布置在蓄水箱7里，试剂制冷系统产生的热水通过在冷却盘管11中循环，系统产生的热量通过冷却盘管11给蓄水箱7里面的纯水预热，其热量被蓄水箱7中的纯水回收一部分，冷热水相互换热，对蓄水箱7中的凉水进行预热，达到换热节能的目的，进而反应盘孵育系统和生化清洗系统再通过各自的温度控制模块控制加热系统最终得到稳定设定温度值。

请参考图2，图2为本发明实施例公开的另一种生化分析仪的管路示意图。

如图所示，与上一实施例相比，本实施例采用布置在蓄水箱7外的钎焊式板式换热器17替换冷却盘管11，钎焊式板式换热器17的一路换热通路连通试剂制冷系统的循环水路另一路换热通路连通蓄水箱的循环水路，当第一控制阀13开启时，从第二循环泵6-2输出的一路水在经过第一控制阀13后，进入钎焊式板式换热器17，与试剂制冷系统的热水进行热交换后，返回蓄水箱7，同样可以实现本发明目的，其余结构与上述实施例基本相同，请参考上文。

钎焊式板式换热器17主要有前后端板、板片、铜箔、接管等零件组成，钎焊式板式换热器片是由冲压成型的凹凸不锈钢板组成，两相邻板片的凹凸纹路成180°相反组合，因此两板片凸凹脊线形成交错的接触点，待接触点以真空焊接组合后，便构成板式换热器耐高压的交错槽道体系，该交错槽道系统便是使板式换热器的流体产生强烈紊流而达到传热效果。

如果孵育方式为空气浴或固体直热，则试剂制冷系统仅和生化清洗系统进行热交换达到节能循环目的。

上述实施例仅是本发明的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，将试剂制冷系统的热水通过其他形式的热交换部件对蓄水箱中的水进行加热；或者，在图中所示的管路上省略或增加其他部件；又或者，孵育盘的进水管路和循环水路相互独立，没有共用的部分，等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

本发明通过冷却盘管11和钎焊式板式换热器17实现了试剂制冷系统产生的热量与蓄水箱7纯水的热交换，达到预热的目的，系统达到理想温度的时间更短。

蓄水箱7的注水口不断的往水箱里注水，冬天水温比较低，加热棒10-1很难在规定的时间内加热到理想温度，当水的温度过低时，有可能导致系统报警，对实验数值产生影响，通过利用试剂制冷系统产生的热量给蓄水箱7内的水进行预热，以上缺陷和风险得到了很好的解决。

而且，蓄水箱7接收到一部分试剂制冷系统产生的热量，加热棒10-1较之前相比耗电量低，更加节能，试剂制冷系统的制冷效果较之前的独立系统，达到制冷温度的时间更短，散热器4-1较之前，可选择结构更小、风量更小、噪声更低、成本更低的风扇和散热器。

以上对本发明所提供的生化分析仪进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。