一种微型生化分析仪样品检测室温度快速精确控制系统的制作方法

本实用新型涉及生化分析的技术领域，具体是一种微型生化分析仪样品检测室温度快速精确控制系统。

背景技术：

目前，基于样品化学前处理和光谱分析法的生化分析技术及微型生化分析仪在应急突发事件，如：救灾现场、家庭医疗、紧急抢救等领域，具有重要而广泛的应用和需求。然而，此类装备对于温度控制的要求极为苛刻，为保证检测分析结果的快速、准确、可靠，在仪器工作的过程中，需要为在线样品化学前处理反应体系实现快速恒温控制。传统的微型生化分析仪，多采用单一温度控制控制体系。如：普遍采用的基于帕尔贴的热电恒温控制技术、基于加热棒传热和PID控制的温度控制技术等；然而，前者虽然温度稳定快速，但是加热速度慢；后者虽然加热速度快，但是温度稳定速度慢。总之，就温度控制而言，难以满足微型生化分析仪器在应急现场快速分析的技术需求。

技术实现要素：

针对微型生化分析仪样品检测室温度控制技术要求，本实用新型提出一种微型生化分析仪样品检测室温度快速精确控制系统，结合加热棒加热速度快和帕尔贴恒温速度快的优点，提高了系统加热恒温效率，实现了微型生化分析仪样品检测室的快速精确恒温，可为微型生化分析仪的快速、稳定、精确检测分析提供重要的技术支持。且具有低功耗、小体积，稳定可靠的技术优点。

本实用新型采取的技术方案为：

一种微型生化分析仪样品检测室温度快速精确控制系统，包括快速加热系统、快速恒温系统。所述快速加热系统包括加热棒、加热棒驱动电路，所述加热棒连接加热棒驱动电路。所述快速恒温系统包括温度传感器、帕尔贴、散热风扇、PID温度精确控制模块，所述温度传感器、帕尔贴、散热风扇均连接PID温度精确控制模块。

所述温度传感器连接温度信号放大器，温度信号放大器连接PID温度精确控制模块。

所述帕尔贴、散热风扇安装在铜质材料制作而成的检测室主体左、右两侧。

本实用新型一种微型生化分析仪样品检测室温度快速精确控制系统，技术效果如下：

1：采用互补温度控制体系，结合加热棒和帕尔贴各自的特点，以加热棒实现快速加热和温度粗调，再以帕尔贴实现精确恒温控制，与单一温度控制系统相比，恒温速度更快，精度更高。

2：采用固体直热温控方式，无需液体作为加热介质，提高了恒温效率，利于设备的维护，且消除了气泡问题对样品光谱检测的影响。

3：具有低功耗、小体积，稳定可靠的技术优势，满足微型生化分析仪的发展要求。

附图说明

图1是本实用新型系统中的加热棒、温度传感器安装示意图。

图2是本实用新型系统控制示意图。

图3是本实用新型采用的加热棒驱动电路图。

图4 加热棒单一温度控制系统温度随时间变化曲线图。

图5 加热棒-帕尔贴互补温度控制系统温度随时间变化曲线图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型一种微型生化分析仪样品检测室温度快速精确控制系统，采用固体直热温控方式，无需液体作为加热介质，提高了恒温效率。所述检测室主体1为长方体形状，选用高导热率的铜作为检测室整体材料，以便提高加热效率及检测室与比色杯之间测热传导。检测室上方开有放置比色杯2的卡槽，其尺寸恰好与比色杯2光程一致。光谱测量模块3的检测光束恰好与比色杯2成垂直角度透过比色杯中待测溶液。

如图2所示，一种微型生化分析仪样品检测室温度快速精确控制系统，包括快速加热系统、快速恒温系统。所述快速加热系统包括加热棒101、加热棒驱动电路105，所述加热棒101连接加热棒驱动电路105。所述快速恒温系统包括温度传感器102 、帕尔贴103 、散热风扇104、PID温度精确控制模块106，所述温度传感器102 、帕尔贴103 、散热风扇104均连接PID温度精确控制模块106。

所述温度传感器102采用的是10k的NTC热敏电阻。

所述PID温度精确控制模块106 采用控制器型号为XH-W1504,DC12VTEC半导体制冷片温控器 。

加热棒驱动电路105采用电路图如图3所示，通过控制继电器控制加热棒101工作时间实现快速升温及温度的粗调。

所述温度传感器102连接温度信号放大器，温度信号放大器连接PID温度精确控制模块106。

所述帕尔贴103 、散热风扇104安装在铜质材料制作而成的检测室主体1左、右两侧。

本实用新型一种微型生化分析仪样品检测室温度快速精确控制系统，采用加热棒101加热和帕尔贴恒温功能互补的温度控制体系，实现微型生化分析仪样品检测室的快速精确恒温。该系统分为快速加热系统和快速恒温系统两部分。所述快速加热系统以加热棒101为核心部件，配制相应的加热棒驱动电路105，通过控制加热棒101的工作时间实现样品检测室的快速升温及温度的粗调。所述快速恒温系统以帕尔贴103为核心部件，配以相应的PID温度精确控制模块106，实现样品检测室的精确恒温控制。

本实用新型选用固体直热温控方式代替传统的水浴恒温方式，选用高导热率的铜作为温控材料，提高了恒温效率，使系统更加节能，除此之外，也消除了光学器件与蒸馏水接触时易出现的气泡问题。

工作过程：

系统开始运行时，加热棒驱动电路105开始工作，通过给加热棒101供电控制加热棒101开始工作，快速提升检测室温度，当温度达到设定值附近时，加热棒驱动电路105停止给加热棒101供电，加热棒101停止工作，从而达到快速加热升温及粗调温度的目的。加热棒101停止工作后，PID温度精确控制模块106开始工作，利用温度传感器102将温度信号转化为电压信号，并将此温度—电压信号输入到温度信号放大器进行放大，与设定的目标温度—电压值进行比较，PID温度精确控制模块106通过比较结果控制帕尔贴103吸放热，使检测室温度向着设定值靠近。而温度传感器102再实时地将感应到的温信号传递给温度信号放大器，形成闭环实时监控，以实现样品检测室的精确恒温。

图4和图5分别为采用加热棒单一温度控制系统和采用加热棒-帕尔贴互补温度控制系统的恒温效果对比图，由图可知，采用加热棒101单一温度控制需要20min才能达到恒温效果，而采用加热棒-帕尔贴互补型温度控制系统在5min就能达到恒温效果，减少了升温所需时间，提高了恒温效率，且恒温效果良好，满足实际应用需求。