一种加样针温度控制及过温保护电路的制作方法

本技术涉及的是医疗器械，具体涉及一种加样针温度控制及过温保护电路。

背景技术：

1、在ivd领域，反应温度是影响测试结果的一项重要指标，加样针在吸取样本或试剂时，吸取的量往往都是微升级别，加样针在移液的过程中，加样针温度是否稳定直接影响测试结果的准确性。而温控电路一旦失效，会造成加样针温度过高，有烫伤医护人员或自燃的风险，因此，一种有效的过温保护电路必不可少。传统的过温保护采用温控开关或温度继电器来控制加热电阻丝的电源，而此类元器件个体都比较大，难以集成到细长的加样针中去。基于此，设计一种加样针温度控制及过温保护电路尤为必要。

技术实现思路

1、针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一种加样针温度控制及过温保护电路，结构设计合理，控温精准，能够防止加热失控导致的加热丝温度过高引发的烫伤、自燃事件，同时缩小加样针的外形尺寸，易于推广使用。

2、为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：一种加样针温度控制及过温保护电路，包括温度采集电路、mcu、温度控制电路、加热电阻丝、pt100温度传感器和过温保护电路，pt100温度传感器与温度采集电路连接，温度采集电路分别与mcu、过温保护电路连接，mcu、过温保护电路均与温度控制电路连接，温度控制电路与加热电阻丝相连，加热电阻丝通过缠绕的方式与加样针固定，pt100温度传感器紧贴加样针固定；温度采集电路将pt100温度传感器不同温度下对应的阻值转换成电压信号，并把这个电压信号同时发给mcu、过温保护电路，mcu将电压信号计算出的电阻值转换成温度值，该温度值与预设的温度值进行比较，通过pid算法调节输出pwm信号，温度控制电路通过pwm信号控制加热电阻丝通电的时长，从而达到控温的目的。

3、作为优选，所述的温度采集电路包括有第一运算放大器、第一电阻-第八电阻、第一电容、第二电容，第一运算放大器的3脚依次连接第一电阻、第二电阻至电源vcc端，第一电阻和第二电阻之间的节点与pt100温度传感器的一端相连，pt100温度传感器的另一端接地，第一运算放大器的3脚连接第三电阻至地端，第一运算放大器的4脚与第四电阻的一端相连，第四电阻的另一端分别连接第五电阻、第六电阻至电源vcc端、地端，第一运算放大器的4脚与1脚之间连接有第七电阻，第一运算放大器的2脚接地，第一运算放大器的5脚连接电源vcc端，第一运算放大器的5脚还连接第一电容至地端，第一运算放大器的1脚依次连接第八电阻、第二电容至地端；所述的第一运算放大器采用运算放大器mcp601。

4、作为优选，所述的mcu包括有单片机、第九电阻、第三电容-第六电容，mcu需要配置两个gpio，其中一个配置成输出，即14脚、pwm，另一个配置成输入接mcu的adc，即17脚、temp，单片机的1脚与2脚之间连接有第九电阻，单片机的1脚、3脚连接电源vcc端，单片机的2脚、32脚分别连接第一端子的6脚、4脚，单片机的7脚连接第三电容与第四电容的并联电路至地端，单片机的8脚连接第五电容与第六电容的并联电路至地端，单片机的17脚与第八电阻和第二电容之间的节点相连，所述的单片机采用c8051f410型单片机。

5、作为优选，所述的温度控制电路包括有光耦、第一二极管、发光二极管、第十电阻、第十一电阻、mos管和第二端子，光耦的2脚连接单片机的14脚，光耦的3脚连接第十电阻至地端，光耦的3脚与mos管的3脚连接，mos管的4脚接地，mos管的1脚、2脚、5脚、6脚均与第二端子的2脚相接，mos管的1脚连接第一二极管至光耦的4脚，mos管的1脚还依次连接发光二极管、第十一电阻至光耦的4脚，光耦的4脚接12v电源，光耦的4脚与第二端子的1脚连接，所述的光耦采用光耦tlp281-1，第一二极管采用二极管1n5819，mos管采用n沟道场效应管ao6402。

6、作为优选，所述的过温保护电路包括有第二运算放大器、第十二电阻-第十五电阻、三极管，第二运算放大器的3脚连接单片机的17脚，第二运算放大器的1脚、2脚、6脚相连，第二运算放大器的8脚连接第七电容至地端，第二运算放大器的5脚分别连接第十二电阻、第十三电阻至地端、电源vcc端，第二运算放大器的7脚连接第十四电阻至三极管的基极，三极管的集电极接电源vcc端，三极管的发射极连接第十五电阻至光耦的1脚，所述的第二运算放大器采用运算放大器mcp602，三极管采用npn型三极管s8050。

7、作为优选，所述的加热电阻丝的两端分别连接第三端子的1脚、2脚，pt100温度传感器的两端分别连接第三端子的3脚、4脚，第三端子与温度控制电路的第二端子连接。

8、本实用新型的有益效果：本电路有效缩小加样针的外形尺寸，能够防止加热失控导致的加热丝温度过高引发的烫伤、自燃引发火灾的事件，保证测试结果的准确性，应用前景广阔。

技术特征：

1.一种加样针温度控制及过温保护电路，其特征在于，包括温度采集电路(1)、mcu(2)、温度控制电路(3)、加热电阻丝(4)、pt100温度传感器(5)和过温保护电路(6)，pt100温度传感器(5)与温度采集电路(1)连接，温度采集电路(1)分别与mcu(2)、过温保护电路(6)连接，mcu(2)、过温保护电路(6)均与温度控制电路(3)连接，温度控制电路(3)与加热电阻丝(4)相连，所述的加热电阻丝(4)通过缠绕的方式与加样针(7)固定，pt100温度传感器(5)紧贴加样针(7)固定。

2.根据权利要求1所述的一种加样针温度控制及过温保护电路，其特征在于，所述的温度采集电路(1)包括有第一运算放大器(u1)、第一电阻(r1)-第八电阻(r8)、第一电容(c1)、第二电容(c2)，第一运算放大器(u1)的3脚依次连接第一电阻(r1)、第二电阻(r2)至电源vcc端，第一电阻(r1)和第二电阻(r2)之间的节点与pt100温度传感器(5)的一端相连，pt100温度传感器(5)的另一端接地，第一运算放大器(u1)的3脚连接第三电阻(r3)至地端，第一运算放大器(u1)的4脚与第四电阻(r4)的一端相连，第四电阻(r4)的另一端分别连接第五电阻(r5)、第六电阻(r6)至电源vcc端、地端，第一运算放大器(u1)的4脚与1脚之间连接有第七电阻(r7)，第一运算放大器(u1)的2脚接地，第一运算放大器(u1)的5脚连接电源vcc端，第一运算放大器(u1)的5脚还连接第一电容(c1)至地端，第一运算放大器(u1)的1脚依次连接第八电阻(r8)、第二电容(c2)至地端；所述的第一运算放大器(u1)采用运算放大器mcp601。

3.根据权利要求1所述的一种加样针温度控制及过温保护电路，其特征在于，所述的mcu(2)包括有单片机(u2)、第九电阻(r9)、第三电容(c3)-第六电容(c6)，单片机(u2)的1脚与2脚之间连接有第九电阻(r9)，单片机(u2)的1脚、3脚连接电源vcc端，单片机(u2)的2脚、32脚分别连接第一端子(j1)的6脚、4脚，单片机(u2)的7脚连接第三电容(c3)与第四电容(c4)的并联电路至地端，单片机(u2)的8脚连接第五电容(c5)与第六电容(c6)的并联电路至地端，单片机(u2)的17脚与第八电阻(r8)和第二电容(c2)之间的节点相连，所述的单片机(u2)采用c8051f410型单片机。

4.根据权利要求1所述的一种加样针温度控制及过温保护电路，其特征在于，所述的温度控制电路(3)包括有光耦(u3)、第一二极管(d1)、发光二极管(d2)、第十电阻(r10)、第十一电阻(r11)、mos管(q1)和第二端子(j2)，光耦(u3)的2脚连接单片机(u2)的14脚，光耦(u3)的3脚连接第十电阻(r10)至地端，光耦(u3)的3脚与mos管(q1)的3脚连接，mos管(q1)的4脚接地，mos管(q1)的1脚、2脚、5脚、6脚均与第二端子(j2)的2脚相接，mos管(q1)的1脚连接第一二极管(d1)至光耦(u3)的4脚，mos管(q1)的1脚还依次连接发光二极管(d2)、第十一电阻(r11)至光耦(u3)的4脚，光耦(u3)的4脚接12v电源，光耦(u3)的4脚与第二端子(j2)的1脚连接，所述的光耦(u3)采用光耦tlp281-1，第一二极管(d1)采用二极管1n5819，mos管(q1)采用n沟道场效应管ao6402。

5.根据权利要求1所述的一种加样针温度控制及过温保护电路，其特征在于，所述的过温保护电路(6)包括有第二运算放大器(u4)、第十二电阻(r12)-第十五电阻(r15)、三极管(q2)，第二运算放大器(u4)的3脚连接单片机(u2)的17脚，第二运算放大器(u4)的1脚、2脚、6脚相连，第二运算放大器(u4)的8脚连接第七电容(c7)至地端，第二运算放大器(u4)的5脚分别连接第十二电阻(r12)、第十三电阻(r13)至地端、电源vcc端，第二运算放大器(u4)的7脚连接第十四电阻(r14)至三极管(q2)的基极，三极管(q2)的集电极接电源vcc端，三极管(q2)的发射极连接第十五电阻(r15)至光耦(u3)的1脚，所述的第二运算放大器(u4)采用运算放大器mcp602，三极管(q2)采用npn型三极管s8050。

6.根据权利要求1所述的一种加样针温度控制及过温保护电路，其特征在于，所述的加热电阻丝(4)的两端分别连接第三端子(j3)的1脚、2脚，pt100温度传感器(5)的两端分别连接第三端子(j3)的3脚、4脚，第三端子(j3)与温度控制电路(3)的第二端子(j2)连接。

技术总结
本技术公开了一种加样针温度控制及过温保护电路，它涉及医疗器械技术领域。它包括温度采集电路、MCU、温度控制电路、加热电阻丝、PT100温度传感器和过温保护电路，PT100温度传感器与温度采集电路连接，温度采集电路分别与MCU、过温保护电路连接，MCU、过温保护电路均与温度控制电路连接，温度控制电路与加热电阻丝相连，加热电阻丝通过缠绕的方式与加样针固定，PT100温度传感器紧贴加样针固定。本技术有效缩小加样针的外形尺寸，能够防止加热失控导致的加热丝温度过高引发的烫伤、自燃引发火灾的事件，保证测试结果的准确性，应用前景广阔。

技术研发人员：杨军京
受保护的技术使用者：北京众驰伟业科技发展有限公司
技术研发日：20230802
技术公布日：2024/4/7