一种适用于芯片检测的温控滑台装置的制作方法

本发明涉及芯片检测技术领域，尤其涉及一种适用于芯片检测的温控滑台装置。

背景技术：

在基因芯片检测过程中，温度控制在pcr(polymerasechainreaction，聚合酶链式反应)扩增过程的决定性因素，是决定着是否能够看到荧光信号的关键技术所在。

温控通常包括三个阶段的温度控制，分别为高温(92℃-96℃)、中温(69℃-73℃)和低温(52℃-56℃)。在一个完整的pcr扩增过程中，基因芯片会在高温阶段变性，然后在低温阶段退火，最后在中温阶段延伸，完成上述三个阶段就完成了一次pcr扩增。一般需要多个上述过程才可以达到预定的荧光检测标准。

相关技术中的芯片锁紧装置包括温控芯片及风机，风门和风场等结构来实现对芯片的温度控制，通过打开或关闭风门来实现风场内热空气和外部室温空气的交换而达到降温的目的。

为了更好的控制芯片反应的温度，通常芯片被放置在一个腔体内，通过对腔体内温度的控制进而控制芯片反应的温度，当前芯片检测装置的温度调节单元调控不够智能，调节速度慢，影响芯片反应速度与反应结果。

技术实现要素：

为此，本发明提供一种适用于芯片检测的温控滑台装置，用以克服现有技术中芯片检测装置的温度调节单元调控不够智能，调节速度慢，影响芯片反应速度与反应结果的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种适用于芯片检测的温控滑台装置，包括，平台架，其沿水平方向设置；

滑台，设置在所述平台架上，用以对待检测芯片进行移动；

芯片温控装置，其设置在所述滑台末端，用以对芯片进行压紧，并根据工作模式对芯片进行加热；

芯片观测装置，其设置在所述平台架上，用以对待检测芯片进行拍照观测；

中控模块，其设置在所述平台架上并与所述滑台、所述芯片温控装置和所述芯片观测装置分别相连，用以调节各部件工作状态；

所述芯片温控装置包括，温控转接板、旋转电机、芯片压盖、加热装置、导热片、制冷片；所述温控转接板其上设置有用以放置芯片的通孔，所述通孔内设有用以固定芯片的芯片定位片，所述芯片定位片上设有温度检测器和压力检测器；

当采用所述温控滑台装置进行芯片检测前，先对所述芯片温控装置进行空仓校验，通过不放芯片时温控滑台装置的内部温度对所述加热装置的加热功率进行调节；

当采用所述温控滑台装置进行芯片检测时，检测芯片的实际温度，并根据检测到的数据对所述加热装置的加热功率进行二次调节，当预计的加热功率调节值过大时，中控模块根据调节值与温度对所述芯片温控装置的芯片压盖压紧力度进行调节。

进一步地，所述中控模块内设有不同的温控模式，包括，第一温控模式、第二温控模式、第三温控模式，不同的温控模式下所述加热装置有对应的加热功率，其中，第一温控模式对应第一加热功率p1，第二温控模式对应第二加热功率p2，第三温控模式对应第三加热功率p3，当采用所述温控滑台装置进行芯片检测时，所述中控模块选取对应的温控模式；

当所述中控模块选取第i温控模式时，所述加热装置以功率pi启动，i＝1，2，3，在不放置芯片的情况下将所述芯片压盖闭合，待所述芯片温控装置内温度平稳后，所述温度检测器检测此时温度w1并将检测结果传递至所述中控模块，所述中控模块内设有芯片温控装置空仓状态下第i温控模式的温度标准值qi，所述中控模块计算温度w1与温度标准值qi差值的绝对值δw，δw＝∣w1-qi∣，所述中控模块内还设有空仓状态下差值绝对值的评价参数wp，中控模块将绝对值δw与评价参数wp进行对比，

当δw≤wp时，所述中控模块判定所述温控转接板在空仓状态下的温度在合理范围；

当δw＞wp时，所述中控模块判定所述温控转接板在空仓状态下的温度不在合理范围；

当所述中控模块判定所述温控转接板在空仓状态下的温度不在合理范围时，所述中控模块将温度w1与温度标准值qi进行对比，并根据对比结果对所述加热装置的功率进行调节。

进一步地，当w1＞qi时，所述中控模块判定温控装置内温度过高，中控模块控制所述加热装置降低功率至pi’，pi’＝pi-(w1-qi)×p，其中，p为空仓时温度差对加热频率调节参数。

进一步地，当w1＜qi时，所述中控模块判定温控装置内温度过低，中控模块控制所述加热装置加大功率至pi’，pi’＝pi+(qi-w1)×p。

进一步地，当所述加热装置功率调节为pi’且所述芯片温控装置内温度平稳后，所述温度检测器检测此时温度w1’，所述中控模块计算温度w1’与温度标准值qi差值的绝对值δw’，中控模块将绝对值δw与评价参数wp’进行对比，当δw’≤wp时，所述中控模块判定所述温控转接板在空仓状态下的温度在合理范围；当δw’＞wp时，重复上述根据温度差值调节加热装置功率操作，直至δw’≤wp。

进一步地，当所述中控模块判定所述温控转接板在空仓状态下的温度在合理范围后，将待检测芯片放入至所述芯片温控装置内，待温度平稳后所述温度检测器检测此时温度w2，所述中控模块内还设有芯片温控装置荷载状态下第i温控模式的温度标准值ri，所述中控模块计算温度w2与温度标准值ri差值的绝对值δr，δr＝∣w2-ri∣，所述中控模块内还设有荷载状态下差值绝对值的评价参数rp，中控模块将绝对值δr与评价参数rp进行对比，

当δr≤rp时，所述中控模块判定所述温控转接板在荷载状态下的温度在合理范围；

当δr＞rp时，所述中控模块判定所述温控转接板在荷载状态下的温度不在合理范围；

当所述中控模块判定所述温控转接板在荷载状态下的温度不在合理范围时，所述中控模块将温度w2与温度标准值ri进行对比，并根据对比结果对所述加热装置的功率进行调节。

进一步地，当w2＞ri时，所述中控模块判定芯片温控装置内温度过高，中控模块降低所述加热装置的加热功率，中控模块计算加热所需功率值pi”，pi”＝pi’-(w2-ri)×d，其中，d为荷载时温度差对加热频率调节参数；

当w2＜ri时，所述中控模块判定芯片温控装置内温度过低，中控模块加大所述加热装置的加热功率，中控模块计算加热所需功率值pi”，pi”＝pi’+(w2-ri)×d；

所述中控模块对计算的功率值pi”进行校验，已确定所述加热装置的最终加热功率。

进一步地，所述中控模块计算功率值pi”与功率值pi’的差值的绝对值δp，所述中控模块还设有荷载时所述加热装置的最大温度调节值pz，中控模块将绝对值δp与最大温度调节值pz进行对比：

当δp≤pz时，所述中控模块判定功率值pi”在合理范围，中控模块控制所述加热装置将加热功率调节至pi”；

当δp＞pz时，所述中控模块判定功率值pi”不在合理范围，中控模块在控制所述加热装置对加热功率调节的同时控制所述旋转电机对芯片压盖进行调节。

进一步地，当中控模块控制所述旋转电机对芯片压盖进行调节时，所述压力检测器检测此时温控转接板承受的压力m，所述中控模块计算压力变化量mz，mz＝m×(δp-pz)×m，其中，m为温度差值对压力变化量调节参数。

进一步地，当w2＞ri时，所述中控模块控制所述旋转电机对芯片压盖反方向旋转，减小温控转接板承受的压力，所述压力检测器实时监测温控转接板承受的压力，当温控转接板承受的压力为m-mz时，中控模块控制所述旋转电机停止转动；

在所述中控模块控制所述旋转电机旋转时，中控模块同时控制所述加热装置进行功率调节至pi’-pz；

当w2＜ri时，所述中控模块控制所述旋转电机对芯片压盖正方向旋转，加大温控转接板承受的压力，所述压力检测器实时监测温控转接板承受的压力，当温控转接板承受的压力为m-mz时，中控模块控制所述旋转电机停止转动；

在所述中控模块控制所述旋转电机旋转时，中控模块同时控制所述加热装置进行功率调节至pi’-pz。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，当采用所述温控滑台装置进行芯片检测前，先对所述芯片温控装置进行空仓校验，通过不放芯片时温控滑台装置的内部温度对所述加热装置的加热功率进行调节；在放置芯片前，在空仓状态下对所述芯片温控装置进行温度校验，并根据校验结果对加热装置的温度进行进一步地调节，防止所述芯片温控装置内温度与预设反应模式所需温度差异过大，影响芯片的反应过程。

尤其，当w1＞qi时，降低所述加热装置功率；当w1＜qi时，加大加热装置功率，从而使加热装置在合理范围，保障芯片在放入时既达到所需反应的温度，保障了芯片的反应速度与反应充分度。

尤其，当所述加热装置功率调节为pi’且所述芯片温控装置内温度平稳后，所述温度检测器检测此时温度w1’，所述中控模块计算温度w1’与温度标准值qi差值的绝对值δw’，中控模块将绝对值δw与评价参数wp’进行对比，当δw’≤wp时，所述中控模块判定所述温控转接板在空仓状态下的温度在合理范围；当δw’＞wp时，重复上述根据温度差值调节加热装置功率操作，直至δw’≤wp。通过周期性检测空仓状态下芯片温控装置温度，并根据校验结果对加热装置的温度进行进一步地调节，防止所述芯片温控装置内温度与预设反应模式所需温度差异过大，影响芯片的反应过程。

进一步地，当采用所述温控滑台装置进行芯片检测时，检测芯片的实际温度，并根据检测到的数据对所述加热装置的加热功率进行二次调节，芯片放入后对温控转接板温度进行检测，并根据检测结果对所述加热装置的加热功率进行进一步地调节，以确保芯片的温度在合理范围，保障了芯片的反应速度与反应充分度。

尤其，所述中控模块对计算的功率值pi”进行校验，已确定所述加热装置的最终加热功率。所述中控模块对荷载状态下的加热功率进行校验，防止加热功率变换过大对芯片反应造成影响，同时通过校验功率的变换量，分析所述温控装置内温度不在合理范围的其他原因，保障了芯片的反应速度与反应充分度。

尤其，当加热装置功率调节量过大时，所述中控模块判定所述芯片压盖的压紧力度不合适，并对压紧力度进行调节，确保芯片的压力在合理范围，保障了芯片的反应速度与反应充分度。

附图说明

图1为本发明所述适用于芯片检测的温控滑台装置的结构示意图；

图2为本发明所述芯片温控装置的爆炸图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，为本发明所述适用于芯片检测的温控滑台装置的结构示意图，本发明公布一种适用于芯片检测的温控滑台装置，包括，

平台架1，其沿水平方向设置；

滑台2，设置在所述平台架1上，用以对待检测芯片进行移动；

芯片温控装置3，其设置在所述滑台末端，用以对芯片进行压紧，并根据工作模式对芯片进行加热；

芯片观测装置4，其设置在所述平台架1上，用以对待检测芯片进行拍照观测；

中控模块5，其设置在所述平台架1上并与所述滑台、所述芯片温控装置3和所述芯片观测装置4分别相连，用以调节各部件工作状态；

请继续参阅图2，其为本发明所述芯片温控装置的爆炸图，所述芯片温控装置3包括，温控转接板31、旋转电机32、芯片压盖33、加热装置34、导热片35、制冷片36；所述温控转接板31其上设置有用以放置芯片的通孔，所述通孔内设有用以固定芯片的芯片定位片37，所述芯片定位片37上设有温度检测器371和压力检测器372；

所述中控模块5内设有不同的温控模式，包括，第一温控模式、第二温控模式、第三温控模式，不同的温控模式下所述加热装置34有对应的加热功率，其中，第一温控模式对应第一加热功率p1，第二温控模式对应第二加热功率p2，第三温控模式对应第三加热功率p3，当采用所述温控滑台装置进行芯片检测时，所述中控模块5选取对应的温控模式；

第一温控模式为低温模式，第二温控模式为中温模式，第三温控模式为高温模式；

当所述中控模块5选取第i温控模式时，所述加热装置34以功率pi启动，i＝1，2，3，在不放置芯片的情况下将所述芯片压盖33闭合，待所述芯片温控装置3内温度平稳后，所述温度检测器371检测此时温度w1并将检测结果传递至所述中控模块5，所述中控模块5内设有芯片温控装置3空仓状态下第i温控模式的温度标准值qi，所述中控模块5计算温度w1与温度标准值qi差值的绝对值δw，δw＝∣w1-qi∣，所述中控模块5内还设有空仓状态下差值绝对值的评价参数wp，中控模块5将绝对值δw与评价参数wp进行对比，

当δw≤wp时，所述中控模块5判定所述温控转接板31在空仓状态下的温度在合理范围；

当δw＞wp时，所述中控模块5判定所述温控转接板31在空仓状态下的温度不在合理范围；

当所述中控模块5判定所述温控转接板31在空仓状态下的温度不在合理范围时，所述中控模块5将温度w1与温度标准值qi进行对比，并根据对比结果对所述加热装置34的功率进行调节。

在放置芯片前，在空仓状态下对所述芯片温控装置3进行温度校验，并根据校验结果对加热装置34的温度进行进一步地调节，放置所述芯片温控装置3内温度与预设反应模式所需温度差异过大，影响芯片的反应过程。

当w1＞qi时，所述中控模块5判定温控装置内温度过高，中控模块5控制所述加热装置34降低功率至pi’，pi’＝pi-(w1-qi)×p，其中，p为空仓时温度差对加热频率调节参数。

当w1＜qi时，所述中控模块5判定温控装置内温度过低，中控模块5控制所述加热装置34加大功率至pi’，pi’＝pi+(qi-w1)×p。

当w1＞qi时，降低所述加热装置34功率；当w1＜qi时，加大加热装置34功率，从而使加热装置34在合理范围，保障芯片在放入时既达到所需反应的温度，保障了芯片的反应速度与反应充分度。

当所述加热装置34功率调节为pi’且所述芯片温控装置3内温度平稳后，所述温度检测器371检测此时温度w1’，所述中控模块5计算温度w1’与温度标准值qi差值的绝对值δw’，中控模块5将绝对值δw与评价参数wp’进行对比，当δw’≤wp时，所述中控模块5判定所述温控转接板31在空仓状态下的温度在合理范围；当δw’＞wp时，重复上述根据温度差值调节加热装置34功率操作，直至δw’≤wp。

通过周期性检测空仓状态下芯片温控装置3温度，并根据校验结果对加热装置34的温度进行进一步地调节，放置所述芯片温控装置3内温度与预设反应模式所需温度差异过大，影响芯片的反应过程。

当所述中控模块5判定所述温控转接板31在空仓状态下的温度在合理范围后，将待检测芯片放入至所述芯片温控装置3内，待温度平稳后所述温度检测器371检测此时温度w2，所述中控模块5内还设有芯片温控装置3荷载状态下第i温控模式的温度标准值ri，所述中控模块5计算温度w2与温度标准值ri差值的绝对值δr，δr＝∣w2-ri∣，所述中控模块5内还设有荷载状态下差值绝对值的评价参数rp，中控模块5将绝对值δr与评价参数rp进行对比，

当δr≤rp时，所述中控模块5判定所述温控转接板31在荷载状态下的温度在合理范围；

当δr＞rp时，所述中控模块5判定所述温控转接板31在荷载状态下的温度不在合理范围；

当所述中控模块5判定所述温控转接板31在荷载状态下的温度不在合理范围时，所述中控模块5将温度w2与温度标准值ri进行对比，并根据对比结果对所述加热装置34的功率进行调节。

芯片放入后对温控转接板31温度进行检测，并根据检测结果对所述加热装置34的加热功率进行进一步地调节，以确保芯片的温度在合理范围，保障了芯片的反应速度与反应充分度。

当w2＞ri时，所述中控模块5判定芯片温控装置3内温度过高，中控模块5降低所述加热装置34的加热功率，中控模块5计算加热所需功率值pi”，pi”＝pi’-(w2-ri)×d，其中，d为荷载时温度差对加热频率调节参数；

当w2＜ri时，所述中控模块5判定芯片温控装置3内温度过低，中控模块5加大所述加热装置34的加热功率，中控模块5计算加热所需功率值pi”，pi”＝pi’+(w2-ri)×d；

所述中控模块5对计算的功率值pi”进行校验，已确定所述加热装置34的最终加热功率。

所述中控模块5对荷载状态下的加热功率进行校验，防止加热功率变换过大对芯片反应造成影响，同时通过校验功率的变换量，分析所述温控装置内温度不在合理范围的其他原因，保障了芯片的反应速度与反应充分度。

所述中控模块5计算功率值pi”与功率值pi’的差值的绝对值δp，所述中控模块5还设有荷载时所述加热装置34的最大温度调节值pz，中控模块5将绝对值δp与最大温度调节值pz进行对比：

当δp≤pz时，所述中控模块5判定功率值pi”在合理范围，中控模块5控制所述加热装置34将加热功率调节至pi”；

当δp＞pz时，所述中控模块5判定功率值pi”不在合理范围，中控模块5在控制所述加热装置34对加热功率调节的同时控制所述旋转电机32对芯片压盖33进行调节。

当中控模块5控制所述旋转电机32对芯片压盖33进行调节时，所述压力检测器372检测此时温控转接板31承受的压力m，所述中控模块5计算压力变化量mz，mz＝m×(δp-pz)×m，其中，m为温度差值对压力变化量调节参数。

当w2＞ri时，所述中控模块5控制所述旋转电机32对芯片压盖33反方向旋转，减小温控转接板31承受的压力，所述压力检测器372实时监测温控转接板31承受的压力，当温控转接板31承受的压力为m-mz时，中控模块5控制所述旋转电机32停止转动；

在所述中控模块5控制所述旋转电机32旋转时，中控模块5同时控制所述加热装置34进行功率调节至pi’-pz。

当w2＜ri时，所述中控模块5控制所述旋转电机32对芯片压盖33正方向旋转，加大温控转接板31承受的压力，所述压力检测器372实时监测温控转接板31承受的压力，当温控转接板31承受的压力为m-mz时，中控模块5控制所述旋转电机32停止转动；

在所述中控模块5控制所述旋转电机32旋转时，中控模块5同时控制所述加热装置34进行功率调节至pi’-pz。

当加热装置34功率调节量过大时，所述中控模块5判定所述芯片压盖33的压紧力度不合适，并对压紧力度进行调节，确保芯片的压力在合理范围，保障了芯片的反应速度与反应充分度。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。