專利名稱：液晶數(shù)控微生物培養(yǎng)箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種液晶數(shù)控微生物培養(yǎng)箱，具體屬于電子技術(shù)和微生物的培養(yǎng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在微生物實(shí)驗(yàn)中，許多實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目需借助恒溫培養(yǎng)箱來對(duì)微生物進(jìn)行培養(yǎng)和檢測(cè)，這些微生物在培養(yǎng)過程中對(duì)溫度較為敏感，如細(xì)菌菌落總數(shù)的檢測(cè)需在36°C 土 TC的恒溫條件下進(jìn)行24 48小時(shí)的培養(yǎng)，而普通大腸桿菌需36°C ±1°C、24小時(shí)的培養(yǎng)，霍亂弧菌需36°C ±1°C、24小時(shí)的培養(yǎng)等。這些實(shí)驗(yàn)必須要有工作可靠的恒溫培養(yǎng)箱來保證，否則將直接影響微生物檢測(cè)的結(jié)果。在微生物培養(yǎng)中，特別對(duì)溫度控制精度要求很高，一般要求培養(yǎng)箱對(duì)溫度控制誤差不大于±0.5°C。而影響培養(yǎng)箱控溫性能的因素很多，在設(shè)計(jì)和維護(hù)中都需要認(rèn)真考慮。很多常用的培養(yǎng)箱都還是通過傳統(tǒng)的電阻絲加熱原理和通過電接點(diǎn)水銀溫度計(jì)、雙金屬片溫度計(jì)等進(jìn)行測(cè)溫控制，這類溫度控制的缺點(diǎn)是測(cè)溫的準(zhǔn)確度低，靈敏度不高，同時(shí)傳統(tǒng)測(cè)溫元件的時(shí)間常數(shù)大，使得調(diào)節(jié)動(dòng)作滯后于實(shí)際溫度的變化，造成溫度波動(dòng)范圍加大，控溫性能變差。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有的培養(yǎng)儀器的不足，本實(shí)用新型對(duì)培養(yǎng)箱控溫系統(tǒng)中測(cè)溫元件的選擇、安裝位置、加熱模塊功率的大小及配備方式等進(jìn)行了試驗(yàn)和選擇，提出了結(jié)合微處理器、集成溫度傳感器、液晶模塊等的液晶數(shù)控微生物培養(yǎng)箱，具有更快的溫度控制速度和更高的控制精度，精度達(dá)±0. 3°C。液晶數(shù)控微生物培養(yǎng)箱主要由培養(yǎng)箱體、控制按鍵、液晶顯示屏、觀察窗、陳列隔板和電源按鍵構(gòu)成，陳列隔板置于箱體的內(nèi)部，控制按鍵、液晶顯示屏和電源按鍵設(shè)置在箱體的前面上部，培養(yǎng)箱體內(nèi)部設(shè)置有溫度傳感器、微處理器及控制和顯示電路。本培養(yǎng)箱體內(nèi)的微處理器采用的芯片為TI公司的16位芯片MSP430F2274，MSP430F2274內(nèi)部集成32K字節(jié)片內(nèi)Flash程序存儲(chǔ)器和IK字節(jié)數(shù)據(jù)RAM。8通道10位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器、硬件乘法器、I路精確模擬比較器、片內(nèi)看門狗定時(shí)器、3路具有硬件捕獲/比較和PWM輸出功能的16位定時(shí)器、2路通用串行通訊接口和片內(nèi)溫度傳感器。同時(shí)芯片采用貼片封裝，節(jié)省電路板面積。另外，它的時(shí)鐘系統(tǒng)是專為電池供電系統(tǒng)而特別設(shè)計(jì)的，具有其靈活的時(shí)鐘源(外部高速晶振、外部低速晶振、數(shù)字控制振蕩器)、可選擇的4種低功耗模式，可以使器件達(dá)到最低的功率消耗。而且，數(shù)字控制的振蕩器可使器件從低功耗模式迅速喚醒，在少于I μ s的時(shí)間內(nèi)使處理器工作于激活狀態(tài)。本培養(yǎng)箱的溫度傳感器采用集成溫度傳感器AD590M，并以此構(gòu)成多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)。AD590M是一種電壓輸入、電流輸出型集成溫度傳感器，測(cè)溫范圍為-55°C 150°C，非線性誤差在±0. 30°C，其輸出電流與絕對(duì)溫度成正比。AD590M具有測(cè)量精度高、價(jià)格低、能消除電源波動(dòng)、線性優(yōu)良、性能穩(wěn)定、靈敏度高、無需補(bǔ)償、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。本培養(yǎng)箱的液晶顯示電路采用CA320240F1作為顯示模塊，液晶控制芯片采用SED1330。芯片由振蕩器、功能邏輯電路、顯示RAM管理電路、字符庫管理電路以及產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)時(shí)序的時(shí)序發(fā)生器組成。SED1330能在很高的工作臺(tái)頻率下迅速地解譯微處理器發(fā)來的指令代碼，將參數(shù)置入相應(yīng)的寄存器內(nèi)，并觸發(fā)相應(yīng)的邏輯功能電路運(yùn)行。控制部可以管理64K顯示RAM，管理內(nèi)藏的字符發(fā)生器及外擴(kuò)的字符發(fā)生器CGR AM或EXCGR0M。培養(yǎng)箱通過溫度傳感器采集實(shí)時(shí)溫度，微處理器根據(jù)溫度控制按鍵的溫度設(shè)定和實(shí)時(shí)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)輸出PWM脈沖的占空比，PWM脈沖作為微處理器輸出去控制固態(tài)繼電器的開通或關(guān)斷，以調(diào)節(jié)加熱模塊的加熱程度，從而實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)箱體內(nèi)的溫度控制。培養(yǎng)箱體的觀察窗設(shè)置在箱門中央，并為雙層鋼化玻璃材料，方便于可以直接觀察培養(yǎng)物品變化。培養(yǎng)箱體的箱門左右兩側(cè)都設(shè)有門軸架的安裝口，可以很方便地改變箱門的左右開關(guān)方向。培養(yǎng)箱內(nèi)部具有陳列隔板，陳列隔板為抽拉式，能自行調(diào)節(jié)隔板高度，便于充分利用工作空間。

圖I是液晶數(shù)控微生物培養(yǎng)箱，圖I中I是培養(yǎng)箱體，2是控制按鍵，3是液晶顯示屏，4是陳列隔板，5是玻璃觀察窗，6是箱門門軸架，7是門扣，8是電源按鍵。圖2是電路系統(tǒng)框圖。圖3是傳感信號(hào)放大電路圖
具體實(shí)施方式
圖I中的控制按鍵是由中心的菜單和確認(rèn)鍵及四周的四個(gè)選擇按鍵構(gòu)成。圖3所示傳感信號(hào)放大電路圖，是一個(gè)電流/電壓和絕對(duì)/攝氏溫標(biāo)的轉(zhuǎn)換電路，其中運(yùn)算放大器Al使用電壓跟隨器形式，以增加信號(hào)的輸入阻抗。而運(yùn)放A2的作用是把絕對(duì)溫標(biāo)轉(zhuǎn)換成攝氏溫標(biāo)，使用穩(wěn)壓二極管作為穩(wěn)壓零件，再利用電阻的分壓，使得當(dāng)A2的同相輸入端輸入一個(gè)恒定的電壓，然后將此電壓放大到2. 73V。本培養(yǎng)箱在使用時(shí)需要接地，以確保安全。培養(yǎng)箱適合使用于生物學(xué)、化學(xué)醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)、制藥、食品、醫(yī)院、衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)等大專院校及各科研單位，對(duì)各種微生物進(jìn)行培養(yǎng)、育種、發(fā)酵等實(shí)驗(yàn)。
權(quán)利要求1.一種液晶數(shù)控微生物培養(yǎng)箱，其特征是主要由培養(yǎng)箱體(I)、控制按鍵(2)、液晶顯示屏(3)、觀察窗(5)、陳列隔板(4)和電源按鍵⑶構(gòu)成，陳列隔板⑷置于箱體的內(nèi)部，控制按鍵(2)、液晶顯示屏(3)和電源按鍵(8)設(shè)置在箱體的前面上部，培養(yǎng)箱體內(nèi)部設(shè)置有溫度傳感器、微處理器及控制和顯示電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的液晶數(shù)控微生物培養(yǎng)箱，其特征是其培養(yǎng)箱體內(nèi)的微處理器采用的芯片為TI公司的16位芯片MSP430F2274。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的液晶數(shù)控微生物培養(yǎng)箱，其特征是其培養(yǎng)箱體內(nèi)的溫度傳感器采用的是集成溫度傳感器AD590M。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的液晶數(shù)控微生物培養(yǎng)箱，其特征是其培養(yǎng)箱體內(nèi)的顯示電路采用CA320240F1作為顯示模塊，液晶控制芯片采用SED1330。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的液晶數(shù)控微生物培養(yǎng)箱，其特征是其培養(yǎng)箱體的觀察窗設(shè)置在箱門中央，并為雙層鋼化玻璃材料，培養(yǎng)箱體的箱門左右兩側(cè)都設(shè)有門軸架的安裝口。
專利摘要一種液晶數(shù)控微生物培養(yǎng)箱，屬于微生物培養(yǎng)儀器，是由培養(yǎng)箱體、陳列隔板、電源按鍵、控制按鍵、液晶顯示屏構(gòu)成，陳列隔板置于箱體的內(nèi)部，電源按鍵、控制按鍵和液晶顯示屏設(shè)置在箱體的前面上部，培養(yǎng)箱體內(nèi)部設(shè)置有溫度傳感器、微處理器、加熱模塊及控制和顯示電路。培養(yǎng)箱內(nèi)具有多點(diǎn)溫度傳感器，均與溫度控制模塊連接，通過控制按鍵的設(shè)定，并由微處理控制加熱模塊，從而調(diào)節(jié)培養(yǎng)箱溫度。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理、使用方便、控溫精準(zhǔn)。適合使用于生物學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)、制藥等的微生物培養(yǎng)。
文檔編號(hào)C12M1/00GK202754995SQ2012204704
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月16日
發(fā)明者汪建, 溫安祥, 王開明 申請(qǐng)人:四川農(nóng)業(yè)大學(xué), 汪建