本實(shí)用新型涉及一種用于生物樣本的恒溫控制裝置，尤其涉及一種多通道生物樣本的恒溫控制裝置，該裝置用于組織化學(xué)染色機(jī)，或者熒光原位雜交等生物樣本的前處理。

背景技術(shù)：

在病理領(lǐng)域或體外診斷設(shè)備，例如但不限于免疫組織化學(xué)染色機(jī)，熒光原位雜交，需要對(duì)生物樣本進(jìn)行前處理，比如脫蠟、抗原修復(fù)，或生物樣本的孵育等應(yīng)用場合，前處理過程中需要對(duì)生物樣本進(jìn)行溫度控制，一般要求要在2分鐘內(nèi)從常溫狀態(tài)快速升溫到100℃，另外這些裝置工作環(huán)境較為惡劣，需要耐酸堿，工作溫度較高，又要防止液體泄漏，因此對(duì)裝置的可靠性要求較高。比如，上述的免疫組織化學(xué)染色機(jī)很容易受到溫度、時(shí)間以及不可預(yù)知的人為因素影響，造成結(jié)果不穩(wěn)定，質(zhì)量控制也比較難把握。

因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種多通道生物樣本的恒溫控制裝置。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種多通道生物樣本的恒溫控制裝置，包括若干陣列排布的控溫模塊，每一控溫模塊包括加熱模塊、底座、以及溫度檢測(cè)與控制模塊；

所述加熱模塊依次包括加熱器、玻片座、以及溫度傳感器；

所述的底座用于支撐加熱模塊，起到隔熱和隔離液體作用，防止液體泄漏進(jìn)加熱模塊內(nèi)部；

所述溫度檢測(cè)與控制模塊設(shè)定有最優(yōu)控溫效果的預(yù)設(shè)目標(biāo)值，分別與溫度傳感器、加熱器連接，獲取溫度傳感器的溫度參數(shù)，并指令加熱器作業(yè)匹配預(yù)設(shè)目標(biāo)值。

較佳地，加熱器是一種蝕刻合金箔發(fā)熱元件，在上下兩層采用聚酰亞胺薄膜材料覆蓋粘合；蝕刻合金箔的阻值可根據(jù)實(shí)際要求定制，所述加熱器通過膠粘固定在所述玻片座內(nèi)側(cè)底面。

較佳地，所述玻片座是一種高導(dǎo)熱、耐酸堿的鋁合金，在所述玻片座的上方表面刻有多條細(xì)槽溝道；所述玻片座通過卡扣方式裝配于所述的底座的上方。當(dāng)玻片與玻片座之間殘留有試劑或液體時(shí)，因玻片座的高溫導(dǎo)致液體沸騰，沸騰產(chǎn)生的氣體及時(shí)從溝道快速排出，減少因沸騰而導(dǎo)致玻片移動(dòng)。

較佳地，加熱器下方增設(shè)有一個(gè)加熱器壓板，壓緊加熱器。

較佳地，所述底座是一種耐高溫、耐酸堿的塑料，通過模具注塑而成；所述底座的四周有四個(gè)柱子，所述柱子上方各有兩個(gè)頂角，用于限位玻片移動(dòng)；所述的底座的下方底面刻有一個(gè)環(huán)形的凹槽，用于裝配密封條；所述的底座的中間有一個(gè)長方形的通孔，用于穿過電線。所述的底座上方的兩邊各有一個(gè)長條卡扣，用于卡進(jìn)所述的玻片座。在工藝上為了減少液體滲漏到裝有電子器件的玻片座內(nèi)側(cè)，在所述底座與所述玻片座之間涂有一種耐酸堿、且耐高溫的密封膠，要求密封膠具備良好長效性。

較佳地，所述的底座的上方兩邊各有兩個(gè)突起的卡扣，用于卡進(jìn)所述的玻片座；所述底座與所述加熱模塊之間涂有一種耐酸堿、且耐高溫的密封膠。

較佳地，所述溫度傳感器是一種尺寸較小的熱敏電阻，裝配在所述玻片座的內(nèi)孔里，所述溫度傳感器的兩根引起線焊接在一個(gè)尺寸較小的電路板上，所述電路板通過螺釘固定在所述的玻片座。

較佳地，采用自動(dòng)化PID控制算法，通過所述溫度傳感器采集的溫度反饋至溫度檢測(cè)與控制模塊，自動(dòng)調(diào)節(jié)加熱器的供電占空比，達(dá)到閉環(huán)控制所述玻片座的溫度。

較佳地，PID控制算法引入比例、積分、微分控制及采集周期四個(gè)參數(shù)，根據(jù)本裝置的比熱容、導(dǎo)熱率及響應(yīng)時(shí)間特點(diǎn)，可調(diào)節(jié)配置所述四個(gè)參數(shù)值，達(dá)到最佳的控溫效果。

較佳地，所述恒溫控制裝置可由一個(gè)通道或多個(gè)通道組成。

采用上述方案，本實(shí)用新型恒溫控制裝置采用良好設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、特殊的工藝要求及控制算法制作而成，具有集成度高，占用空間較小，解決了現(xiàn)有技術(shù)在酸堿及高溫環(huán)境下，金屬容易受到腐蝕、液體易泄露的可靠性問題，同時(shí)該模塊在有限功率情況下溫升速度快，多通道溫度一致性好。本實(shí)用新型提供的全新的、多通道生物樣本孵育用的恒溫控溫裝置，實(shí)現(xiàn)在較短時(shí)間內(nèi)從室溫狀態(tài)升溫至100℃，且多個(gè)通道之間具有良好溫度一致性。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型中加熱模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型中底座結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型中加熱模塊與底座的結(jié)構(gòu)裝配示意圖；

圖5是本實(shí)用新型中溫度控制算法原理框圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。

請(qǐng)參照?qǐng)D1，為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置是由20個(gè)獨(dú)立的控溫模塊組成，依次排開，分成兩行，每行有十個(gè)控溫模塊。每一個(gè)獨(dú)立的控溫模塊包括有加熱模塊1，底座2，以及相應(yīng)的溫度檢測(cè)與控制模塊3。

請(qǐng)參照?qǐng)D2，所述的加熱模塊1，從外部到內(nèi)部依次包括加熱器11、玻片座12，溫度傳感器13，電路板14，線束15、導(dǎo)熱膜16，加熱器壓板17，以及熱熔斷器。所述加熱器11是一種在聚酰亞胺薄膜基材蝕刻合金箔的電發(fā)熱元件，蝕刻合金箔的阻值可根據(jù)實(shí)際要求定制，在本實(shí)用新型優(yōu)先采用19歐姆的阻值。所述加熱器11通過壓敏膠(PSA)背膠，粘在玻片座12的內(nèi)側(cè)底面。

所述玻片座12的上平面刻有多條溝道121，用于快速排除水蒸氣。所述溝道121以一定間隔均勻分布。所述玻片座12的內(nèi)側(cè)面兩側(cè)各有一個(gè)凹槽，用于卡進(jìn)底座的卡扣。所述玻片座12的內(nèi)側(cè)面有兩凸起柱子，長條柱子中間鉆有一個(gè)光孔123，長條柱子兩側(cè)各鉆有一個(gè)螺紋孔，另一個(gè)短柱子鉆有螺紋孔。所述玻片座的12的四周有一圍板125，用于與底座2的卡扣配合，并方便粘密封膠18。

所述溫度傳感器13是采用尺寸熱敏電阻，裝配在所述玻片座12的光孔123里，其兩根引腳可通過電絡(luò)鐵焊接在所述電路板14。所述電路板14通過螺釘固定在所述玻片座12的螺紋孔。所述加熱器11的兩根引線也是焊接在所述電路板14。所述電路板14通過預(yù)先定制好的布線規(guī)則，通過所述線束15把電氣信號(hào)引出進(jìn)行溫度檢測(cè)。

為了減少因溫度影響，所述加熱器11的背膠易老化脫落，在所述加熱器11的另一面增加所述導(dǎo)熱膜16和加熱器壓板17。所述導(dǎo)熱膜12與所述加熱器貼平壓緊，快速導(dǎo)熱，均勻擴(kuò)散熱量，達(dá)到加熱均勻的目的。最后，所述加熱器壓板17把所述導(dǎo)加熱器11和所述熱膜16壓緊在所述玻片座12內(nèi)側(cè)，起到防脫落目的。

當(dāng)溫度失控的時(shí)，可能存在因高溫引起的火災(zāi)等不可預(yù)知的情況發(fā)生，在所述加熱模塊1的內(nèi)側(cè)里增加所述熱熔斷器，在本實(shí)用新型，優(yōu)先采用200℃自熔斷。

請(qǐng)參照?qǐng)D3，所述的底座2四個(gè)角各有一個(gè)柱子21，所述柱子21上方有兩個(gè)頂角211相互圍成一個(gè)直角。所述底座2的兩側(cè)各有一個(gè)卡扣22。所述底座2的中間鏤空，四周有一圍板23用于與所述玻片座12的所述玻片座圍板123配合裝配。

請(qǐng)參照?qǐng)D4，所述加熱模塊1和所述底座2的裝配示意圖。所述玻片座12的圍板123嵌套進(jìn)所述底座2的圍板23，并通過卡扣關(guān)系固定在一起。為了防止液體泄露進(jìn)所述加熱模塊1的內(nèi)側(cè)面，損壞所述加熱器11，在所述玻片座12與所述底座2之間的間隙點(diǎn)上一種耐高溫且耐腐蝕的密封膠。

所述加熱模塊1的線束15連接到所述溫度檢測(cè)與控制模塊3。本實(shí)用新型中，所述溫度檢測(cè)與控制模塊3可用于連接20個(gè)所述加熱模塊1。所述溫度檢測(cè)與控制模塊3根據(jù)本裝置的比熱容、導(dǎo)熱率及響應(yīng)時(shí)間特點(diǎn)設(shè)定有最優(yōu)控溫效果的預(yù)設(shè)目標(biāo)值，其包含有溫度采集電路和加熱驅(qū)動(dòng)電路，以及溫度控制算法。所述的PID控制算法中，引入比例、積分、微分控制及采集周期四個(gè)參數(shù)，獲取溫度傳感器的溫度參數(shù)，可調(diào)節(jié)配置所述四個(gè)參數(shù)值，并指令加熱器作業(yè)匹配預(yù)設(shè)目標(biāo)值，達(dá)到最佳的控溫效果。

請(qǐng)參考圖5，所述溫度控制算法的原理框圖。所述的溫度傳感器13緊貼于所述玻片座12，感應(yīng)當(dāng)前所述玻片座12的溫度。溫控控制算法根據(jù)預(yù)設(shè)目標(biāo)溫度和所述玻片座12的溫度之間的差值e(k)，通過比例Kp，積分Ti，微分Td參數(shù)，按照預(yù)定設(shè)計(jì)的算法公式,指導(dǎo)當(dāng)前所述加熱器11的驅(qū)動(dòng)功率，在本實(shí)用新型，通過PMW控制方式來表達(dá)所述加熱器11在當(dāng)前時(shí)段的驅(qū)動(dòng)功率。

以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。