一种生物实验仪器的温度控制装置的制作方法

本实用新型涉及生物实验设备技术领域，尤其涉及一种生物实验仪器的温度控制装置。

背景技术：

目前实验室最普遍的手动调节温度的方法，在培养微生物细胞的过程中，需要科研人员多次转移样品至某个恒定的温度环境中培养，并且一次只能设定一个温度，如需改变培养温度，需要再手动操作。每个操作过程都需要人工参与，效率较低。

在某些微生物实验中，需要对微生物预热或预冷。操作时需要先从培养皿中多次取样，然后将取得的样品置于某个特定的温度环境中预热或预冷，最后才能进行接下来的实验操作。操作繁琐，并且容易感染杂菌。

CN104885026B讲述了一种用于温度控制的装置，该装置包括循环冷却加热部、控制部、框体等部分。该装置能够向外界输出一定温度的流体，用于调节外部某装置的温度。该装置在控制温度时，直接对温度传输介质加热或制冷，能耗相对较高。该装置所有的部件均处于同一平面上，并且所有的部件均布置在框体内部，这使得与其它的生物自动化设备的集成能力变差。

技术实现要素：

本实用新型现有技术所遇到的问题，提供一种生物实验仪器的温度控制装置，提高生物实验效率，让科研人员从频繁的人工操作中解放出来，降低人工操作感染杂菌的风险。

为了实现上述目的，本实用新型提出一种生物实验仪器的温度控制装置，包括PC机、控制板和多个温度传感器，温度传感器的输出端连接控制板的输入端，控制板与PC机之间电信号连接；还包括热水槽、冷水槽、泵、温控介质输送管和实验端；所述的热水槽和冷水槽通过温控介质输送管连接实验端形成封闭的闭环回路，所述的泵连接温控介质输送管，抽取实验端中待调温介质至热水槽和冷水槽进行热交换后返回至实验端。

优选地，所述的热水槽和冷水槽内设置有换热器，换热器分别通过独立管道连接温控介质输送管。

优选地，所述的独立管道上设置有控流装置，控流装置通过电信号连接控制板。

优选地，所述的独立管道通过十字接头连接温控介质输送管。

优选地，所述的控流装置，包括：阀门和泵。

优选地，所述的热水槽内设置有加热棒，加热棒通过电信号连接控制板。

优选地，该装置还包括制冷器，制冷器通过管道连接冷水槽，该管道上设置有循环泵。

优选地，所述的实验端，在实验容器的外围设置有用于存储介质的封闭式腔体，该封闭式腔体设置有介质流出口和介质流入口。

优选地，所述的实验端，在实验容器的外围缠绕有输送介质的传热管道。

本实用新型提出生物实验仪器的温度控制装置，该装置可以实现任意温度的快速调节，调节过程无需人工手动操作，可以极大地提高生物实验效率，让科研人员从频繁的人工操作中解放出来，也大大降低了人工操作感染杂菌的风险，同时方便与其它生物自动化设备集成，扩展自动化设备的性能；该装置每个控制部分相互独立，安装方便，所有的控制板只需一根总线与PC相连，可以很方便的与其它自动化生物设备集成，组成功能更强大的生物实验设备。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图；

图1为本实用新型一种实施例中生物实验仪器的温度控制装置框架图；

图2为本实用新型第一实施例中生物实验仪器的温度控制装置结构示意图；

图3为本实用新型第二实施例中生物实验仪器的温度控制装置结构示意图；

图4为本实用新型第三实施例中生物实验仪器的温度控制装置结构示意图；

图5为本实用新型第四实施例中实验端结构示意图；

图6为本实用新型第五实施例中实验端结构示意图；

标号说明：

1、加热棒，2、隔热板，3、热水槽，4、换热器，5、热泵，6、快速循环泵，7、温控介质输送管，8、十字接头，9、信号线，10、PC机，11、控制板，12、温度传感器，13、培养皿，14、制冷器，15、小循环泵，16、冷泵，17、冷水槽，18、水浴槽，19、阀门，20、温控系统；21、发酵罐22、传热良好的管道

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种生物实验仪器的温度控制装置；

本实用新型第一优选实施例中，如图1(图中20为温控系统)和图2所示，包括PC机10、控制板11、4个温度传感器12、热水槽3、冷水槽17、快速循环泵6、温控介质输送管7、实验端(培养皿13和水浴槽18)；还包括：加热棒1、换热器4、热泵5、十字接头8、制冷器14、小循环泵15、冷泵16和冷水槽17；所述的热水槽3和冷水槽17内设置有换热器4，换热器4分别通过独立管道连接温控介质输送管7；热水槽3和冷水槽17通过温控介质输送管7连接培养皿13的介质流出口和介质刘入口形成封闭的闭环回路，所述的快速循环泵6连接温控介质输送管7，抽取水浴槽18中待调温介质至热水槽3和冷水槽17进行热交换后返回至水浴槽18；温控介质可以是水或其它流体材料。

本实用新型实施例中，所述的换热器4设置有出口和入口，出口和入口均通过独立的管道连接温控介质输送管7，独立管道通过分别通过两个十字接头8连接温控介质输送管7，其中，热水槽3入口的独立管道上设置有热泵5，冷水槽17入口的独立管道上设置有冷泵16，两个十字接头8之间的温控介质输送管7上设置有快速循环泵6，热泵5、冷泵16和快速循环泵6的控制输入端通过信号线9连接控制板11的输出端。

本实用新型实施例中，所述的热水槽3内设置有加热棒1，加热棒1的控制输入端通过信号线9连接控制板11的输出端；制冷器14通过管道连接冷水槽17，该管道上设置有小循环泵15；热水槽3的四壁设置有隔热板2；

本实用新型实施例中，4个温度传感器12分别设置于热水槽3中、冷水槽17中、培养皿13中和设置于培养皿13外围的存储介质的水浴槽18中，水浴槽18设置有介质流出口和介质流入口，4个温度传感器12的输出端连接控制板11的输入端，控制板11与PC机之间信号线9连接；

本实用新型实施例中，温控介质输送管7与换热器4、泵6、水浴槽18共同组成一个封闭的循环回路，温控介质充满整个循环回路。加热棒1用于加热热水槽3中的水，热水槽3中水的温度通过安装在热水槽3内部的温度传感器12测量，根据传感器反馈的温度经过PC机运算后再发送指令给控制板11控制继电器，通过继电器的开启和关闭来控制加热棒1电源的通断，进而控制热水槽3中水的温度。制冷器14用于对冷水槽17中的水制冷，其温度控制方式与热水槽3的温控方式相似；冷水槽17和热水槽3均用绝热板绝热，提高水槽的保温效果。此处要说明的是，控制板11内部的运算算法是本领域惯用的技术手段，并非本专利保护的创新点；

整个系统在运行时，PC机通过调节循环回路中泵的速度和起停，改变循环回路中温控介质的流动速度和流动方向，使得温控介质流经不同的换热器4(冷水槽17中的换热器4或热水槽3中的换热器4)发生热交换，改变介质的温度，最终达到改变培养腔温度的目的。

本实用新型第二优选实施例中，如图3所示，在第一优选实施例的基础上，将热泵5和冷泵16替换为阀门19，可以是开关阀或节流阀；更改快速循环泵6所述的位置，将快速循环泵6设置于两个十字接头8前端的温控介质输送管7上；其他部件位置和连接关系不变，此处不再复述；通过控制泵的转速或节流阀的开口大小来控制循环回路中介质的流量。通过控制阀的开启和关闭来控制循环回路中介质的流向。

本实用新型第三优选实施例中，如图4所示，在第一优选实施例的基础上，更改快速循环泵6所述的位置，将快速循环泵6设置于两个十字接头8后端的温控介质输送管7上；其他部件位置和连接关系不变，此处不再复述；

本实用新型第四优选实施例中，如图5所示，在第一优选实施例的基础上，将水浴槽18部分改为换热器4，将其置于罐壁绝热的发酵罐中，从内部对发酵罐的温度进行监测与控制；其他部件位置和连接关系不变，此处不再复述；(图中：21为发酵罐，7为温控介质输送管，4为换热器)；

本实用新型第五优选实施例中，如图6所示，在第一优选实施例的基础上，将水浴槽18部分改为传热良好的管道，将其缠绕在不同形状的培养皿13外部，实现对不同形状的培养皿13温度的控制，其他部件位置和连接关系不变，此处不再复述。(图中：22为传热良好的管道，13为培养皿，形状不规则)；

本温控装置已经做出实物，实践证明，该系统性能稳定，能很好的实现对培养皿13的温度的控制。专为生物实验仪器而设计，可以很容易的与生物实验设备组成闭环系统；温度改变迅速，稳定性好，极大节约了实验人员的时间；可以很方便的与其它生物仪器集成，组成功能更强的的生物自动化仪器；可以与其它生物实验常用工具相结合，通用性强。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。