CN104729740A - 多通道无线温度测量仪及测量方法 - Google Patents

Abstract

一种多通道无线温度测量仪，包括计算机、酶标仪本体、温度采集单元、温度接收单元，所述计算机的数据输入端与温度接收单元的数据输出端连接，温度接收单元与温度采集单元无线连接，温度采集单元用于实时采集酶标仪本体的温度，计算机用于根据温度接收单元上传的温度数据实时分析酶标仪本体中的温度是否符合要求，本发明有效的实现了对酶标仪本体的环境温度的实时监测。

Description

多通道无线温度测量仪及测量方法

技术领域

本发明涉及一种温度测量仪，特别是涉及一种多通道无线温度测量仪及测量方法。

背景技术

免疫分析法是一种利用抗原抗体特异性识别作用对样品中的待测化合物进行定性和定量分析的方法，根据包被方式的不同，可以分为包被抗原或包被抗体；根据检测方式的不同，可以分为放射免疫、酶联免疫、荧光免疫、化学发光免疫技术等。由于操作简单、成本低、检测范围宽，在常规实验室检测中得到了广泛的应用。测定对象包括有机分子、核酸、蛋白质、细胞、微生物等。以酶联免疫分析中的“夹心法”为例，它一般包括以下几个步骤：①将捕获抗体结合到固相载体表面，并保持其免疫活性。②通过洗涤除去未结合的捕获抗体。③将检测样本加到包被有抗体的容器中，并进行孵育，使样品中的待测抗原与捕获抗体进行反应。④通过洗涤除去未结合的样本。⑤加入酶标记的检测抗体，并进行孵育，检测抗体与被捕获的抗原进一步结合，形成捕获抗体-抗原-检测抗体“夹心”结构。⑥通过洗涤除去未结合的检测抗体。⑦加入酶的底物，使结合的检测抗体上标记的酶催化底物转化成有颜色可检测的产物，生成的有颜色的产物的量与样品中的抗原浓度有关。⑧反应一定时间后，在反应体系中加入终止液，终止酶促反应，在酶标分析仪上测定各个单元的吸光度绘制标准曲线。根据标准曲线计算未知样品中的抗原浓度。

上述分析过程一般采用全自动酶联免疫分析仪进行，也可手工采用洗板机和酶标分析仪完成。从上述分析过程可见，在酶联免疫分析过程中，多次涉及孵育的过程，孵育温度的准确度和均匀性(即温场分布)直接决定了最后免疫分析结果的准确性和精密度。孵育温度影响到抗原-抗体的结合程度，如果孵育温度过高或过低，可能导致抗原-抗体过分结合或结合不充分，使分析结果偏离预计的敏感区间，灵敏度降低，影响到分析结果的准确性；如果孵育单元的温场分布不均匀，可能造成酶标板各个孔的孵育温度不一致，从而造成抗原-抗体结合程度不一致，使同一样品的分析结果出现离散性，影响到分析结果的精密度。因此，为了保证分析结果的准确度与精密度，有必要研制出一种温度测量装置，对全自动酶联免疫分析仪或酶标分析仪孵育单元的温度准确度及温场均匀性进行实时监控。

现有酶标分析仪孵育单元温度测量装置一般为有线连接，通过排线将各个传感器测定的温度信号传回上位机。但是，这种有线式的酶标仪温度测量仪容易造成孵育仓的仓门无法密闭，从而造成温度测定不准确；同时，对于需要通过机械传递装置将酶标板运送到孵育仓的全自动酶免分析系统，也不适合采用有线式的酶标仪温度测量仪进行测定。为了克服有线式酶标分析仪温度测量仪的缺点，有必要研制一种无线式、多通道的酶标仪温度测量装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种多通道无线温度测量仪，用于解决上述技术问题；此外本发明还提供一种应用上述多通道无线温度测量仪的温度测量方法。

本发明的孵育单元多通道无线温度测量仪，包括计算机、酶标仪本体、温度采集单元、温度接收单元，所述计算机的数据输入端与温度接收单元的数据输出端连接，温度接收单元与温度采集单元无线连接，温度采集单元用于实时采集酶标仪本体的温度，计算机用于根据温度接收单元上传的温度数据实时分析酶标仪本体中的温度是否符合要求。

所述温度采集单元包括第一温度模块、第二温度模块、第三温度模块、第四温度模块、第五温度模块、第六温度模块、电源、微动开关，六个温度模块之间采用并联方式连接在电源两端，微动开关串联在六个温度模块与电源之间，通过微动开关控制电路的开启与关闭，所述六个温度模块均匀分布在酶标仪本体中，实时采集酶标仪本体中各点的温度值，所述六个温度模块分别由电源供电，并且由微动开关控制其通断电。

所述的多通道无线温度测量仪，还包括酶标板支架，所述酶标板支架安装在酶标仪本体中，所述酶标板支架为矩形，所述酶标板支架的四个边角上设置有四个支腿，所述酶标板固定安装在酶标板支架上，所述六个温度模块均匀安装在酶标板支架上。

所述六个温度模块分别包括温度传感器、无线发射器。

所述的多通道无线温度测量仪，还包括隔热板，所述隔热板为与酶标板支架形状相等的矩形，隔热板的板面上与酶标板支架上的温度模块相应的位置上设置有温度传感器孔，温度模块中的温度传感器通过所述温度传感器孔穿出。

所述温度传感器采用的为DS18B20、或者铂电阻，所述无线发射器采用的是RF300E。

所述计算机通过USB数据线与RS232接口转换器连接，RS232接口与温度接收单元连接，实现计算机与温度模块之间的无线数据传输；所述温度接收单元采用的是RF190S；所述温度模块的个数可以是1～9个之中的任意多个，根据实际需要任意调整。

利用上述多通道无线温度测量仪进行温度测量的方法包括如下步骤：

S1、温度采集单元实时采集孵育单元各点的实时温度，给每一个点的温度数据都赋予相应的ID，并通过无线发射器发射；

S2、温度接收单元接收温度采集单元发送来的温度数据，并通过RS232接口传送给计算机；

S3、计算机接收到温度数据后通过Labview处理平台对数据进行相应的处理，具体的按照指定的帧数据结构提取出ID信息和温度信息，在软件中以数字方式表示实时温度信息。

本发明的有益效果为避免了有线传输测定酶标仪本体中温度时仓门无法密闭带来的测量误差，也避免了需要机械传输到孵育仓时有线结构易损坏的弊病，能够广泛适用于各类酶标分析仪、全自动酶免分析仪孵育仓温场分布的测定，有助于提高免疫结果的准确度和精密度。由于采用无线数据传输技术，使得本发明的多通道无线温度测量仪结构更加简洁，避免了进行有线温度传输布线繁杂的情况，隔热板的设置避免了温度测量单元本身发热对温度测量结果的准确度和精密度的影响。

下面结合附图对本发明的多通道无线温度测量仪及测量方法作进一步说明。

附图说明

图1为多通道无线温度测量仪原理图；

图2为酶标板结构示意图；

图3为隔热板结构示意图；

图4为温度模块具体连接示意图；

图5为温度接收单元连接示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的孵育单元多通道无线温度测量仪，包括计算机1、温度采集单元2、温度接收单元4，所述计算机1的数据输入端与温度接收单元4的数据输出端连接，温度接收单元4与温度采集单元2无线连接，温度采集单元2安装于酶标仪本体3内，用于实时采集酶标仪本体3的温度，计算机1用于根据温度接收单元4上传的温度数据实时分酶标仪本体3中的温度是否符合要求。

温度采集单元2包括若干个温度采集模块，以下实施例中以六个温度采集模块为例进行说明，但本发明并不限于六个温度采集模块。

温度采集单元2包括第一温度模块21、第二温度模块22、第三温度模块23、第四温度模块24、第五温度模块25、第六温度模块26、电源27、微动开关28，六个温度模块之间采用并联方式连接在电源27两端，微动开关28串联在六个温度模块与电源27之间，通过微动开关控制电路的开启与关闭，所述六个温度模块均匀分布在酶标仪本体3中，具体的均匀安装在酶标仪本体3中的酶标板上，实时采集酶标仪本体3中各点的温度值，所述六个温度模块分别由电源27供电，并且由微动开关28控制其通断电。

如图2所示，在上述实施例的基础上，本发明的多通道无线温度测量仪，还包括酶标板支架02，所述酶标板支架安装在酶标仪本体3中，所述酶标板支架02为矩形，所述酶标板支架的四个边角上设置有四个支腿，所述酶标板固定安装在酶标板支架02上，所述六个温度模块均匀安装在酶标板支架上。

如图3所示，在上述实施例中考虑到温度采集单元在工作中自身会产生热量，从而影响温度测量的准确性和精度，所以本发明的多通道无线温度测量仪中，还设置了隔热板021(即在温度采集单元与酶标板之间设置了隔热板来隔绝温度采集单元产生的热量对测量结果的影响)，所述隔热板021为与酶标板支架02形状相等的矩形，隔热板021的板面上与酶标板支架02上的温度模块相应的位置上设置有温度传感器孔0210，温度模块中的温度传感器通过所述温度传感器孔0210穿出。

本发明的多通道无线温度测量仪，还包括酶标板支架，酶标板支架用于固定安装酶标板，六个温度模块具体的均匀分布在酶标板上，或者均匀安装在酶标板支架上。当六个温度模块安装在酶标板支架上时，如遇到需要更换酶标板时可以方便的更换。

如图4所示，六个温度模块分别包括温度传感器U2、无线发射器U1；温度传感器采用的为DS18B20、或者采用铂电阻，无线发射器采用的是RF300E；温度传感器U2的第三引脚与无线发射器U1的第三引脚连接，温度传感器U2的第二引脚与无线发射器U1的地五引脚连接，温度传感器U2的第三引脚与无线发射器U1的第六引脚连接，无线发射器U1的第一引脚接地，无线发射器U1的第二引脚接3.6V电源；DS18B20采集的温度范围大，精度高，RF300E的发射功率大，信号稳定，抗干扰能力强，有效的保证了温度数据的有效采集与传输。

如图5所示，计算机1通过USB数据线与RS232接口转换器连接，RS232接口与温度接收单元4连接，实现计算机1与温度模块之间的无线数据传输；温度接收单元采用的是RF190S，温度接收单元的接地引脚GND与RS232的接地引脚GND共同接地，温度接收单元的电源引脚VCC与RS232的电源引脚VCC连接，温度接收单元的引脚RXD与RS232的引脚RXD连接，温度接收单元的引脚TXD与RS232的引脚TXD连接；温度接收单元采用的RF190S与无线发射器采用的RF300E相对应，实现了对无线数据的可靠接收以及对干扰信号的有效抑制，保证了温度数据的精准采集。

上述实施例中，温度模块的个数可以是1～9个之中的任意多个，根据实际需要任意调整；这些温度模块分布在96孔酶标板的典型位置上，如边缘和中心点，整套温度模块装配在一块与普通96孔酶标板大小一致的支架上。每个温度模块编有独立的ID号，以区分从酶标板哪个位置的传感器发射回的数据。多个温度模块之间采用并联方式连接，其共同的供电端通过一个微动开关与电池相连，通过微动开关控制电路的开启与关闭。各个温度模块传输时间上略有差异，以避免数据传输时的数据碰撞。

本发明的多通道无线温度测量仪采集的温度数据，由软件Labview编程处理，该软件通过计算机串口采集传输来的温度数据，并且按照指定的数据帧结构提取出ID信息和温度信息，在软件中以数字方式表示实时温度信息，以随时间变化的图示模式表示各个温度测量位点温度变化情况。

依据上述多通道无线温度测量仪进行温度测量的方法包括如下步骤：

S1、温度采集单元实时采集孵育单元各点的实时温度，给每一个点的温度数据都赋予相应的ID，并通过无线发射器发射；

S2、温度接收单元接收温度采集电源发送来的温度数据，并通过RS232接口传送给计算机；

S3、计算机接收到温度数据后通过Labview处理平台对数据进行相应的处理，具体的按照指定的帧数据结构提取出ID信息和温度信息，在软件中以数字方式表示实时温度信息。

由于采用无线数据传输技术，使得本发明的多通道无线温度测量仪结构更加简洁，避免了进行有线温度传输布线繁杂的情况；同时由于酶标仪的孵育仓的仓门是密封的，因而也克服了采用有线温度传输而使得仓门无法密闭，从而影响孵育单元温度的情况的发生。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种多通道无线温度测量仪，包括计算机(1)、酶标仪本体(3)，酶标仪本体(3)中包括酶标板，其特征在于，还包括温度采集单元(2)、温度接收单元(4)，所述计算机(1)的数据输入端与温度接收单元(4)的数据输出端连接，温度接收单元(4)与温度采集单元(2)无线连接，温度采集单元(2)安装于酶标仪本体(3)中；

所述温度采集单元(2)包括第一温度模块(21)、第二温度模块(22)、第三温度模块(23)、第四温度模块(24)、第五温度模块(25)、第六温度模块(26)、电源(27)、微动开关(28)，六个温度模块之间采用并联方式连接在电源(27)两端，微动开关(28)串联在六个温度模块与电源(27)之间，通过微动开关控制电路的开启与关闭。

2.根据权利要求1所述的多通道无线温度测量仪，其特征在于，还包括酶标板支架(02)，所述酶标板支架安装在酶标仪本体(3)中，所述酶标板支架(02)为矩形，所述酶标板支架的四个边角上设置有四个支腿，所述酶标板固定安装在酶标板支架(02)上，所述六个温度模块均匀安装在酶标板支架上。

3.根据权利要求2所述的多通道无线温度测量仪，其特征在于，所述六个温度模块分别包括温度传感器、无线发射器。

4.根据权利要求3所述的多通道无线温度测量仪，其特征在于，还包括隔热板(021)，所述隔热板(021)为与酶标板支架(02)形状相等的矩形，隔热板(021)的板面上与酶标板支架(02)上的温度模块相应的位置上设置有温度传感器孔(0210)，温度模块中的温度传感器通过所述温度传感器孔(0210)穿出。

5.根据权利要求4所述的多通道无线温度测量仪，其特征在于，所述温度传感器采用的为DS18B20、或者铂电阻，所述无线发射器采用的是RF300E。

6.根据权利要求5所述的多通道无线温度测量仪，其特征在于，所述计算机(1)通过USB数据线与RS232接口转换器连接，RS232接口与温度接收单元(4)连接，实现计算机(1)与温度模块之间的无线数据传输。

7.根据权利要求6所述的多通道无线温度测量仪，其特征在于，所述温度接收单元(4)采用的是RF190S。

8.根据权利要求2至7任一所述的多通道无线温度测量仪，其特征在于，所述温度模块的个数可以是1～9个之中的任意多个，根据实际需要任意调整。

9.利用权利要求8所述的通道无线温度测量仪进行温度测量的方法包括如下步骤：

S1、温度采集单元实时采集孵育单元各点的实时温度，给每一个点的温度数据都赋予相应的ID，并通过无线发射器发射；

S2、温度接收单元接收温度采集单元发送来的温度数据，并通过RS232接口传送给计算机；

S3、计算机接收到温度数据后通过Labview处理平台对数据进行相应的处理，具体的按照指定的帧数据结构提取出ID信息和温度信息，在软件中以数字方式表示实时温度信息。