CN105738613A - 恒温计时系统及体外诊断试剂反应的恒温计时仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种恒温计时系统及体外诊断试剂反应的恒温计时仪，其中恒温计时系统包括用于确认是否有试剂条在进行反应的试剂条确认模块、用于检测试剂条周围的环境温度并转换成对应的温度信号输入至微控制器的温度检测模块、用于调节试剂条周围温度以达到预设温度的温度调节模块及微控制器；试剂条确认模块、温度检测模块、温度调节模块都与微控制器电连接；微控制器用于在试剂条确认模块确认有试剂条在进行反应时，通过温度检测模块、温度调节模块实现对试剂条周围温度进行恒温控制；微控制器还对试剂条的反应进行计时。本发明技术方案提高体外诊断试剂条检测结果的准确性。

Description

恒温计时系统及体外诊断试剂反应的恒温计时仪

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，特别涉及一种恒温计时系统及体外诊断试剂反应的恒温计时仪。

背景技术

体外诊断试剂条反应过程是一个抗原抗体免疫学动态反应的过程。而温度是影响反应过程的一个重要因素，当同一体外诊断试剂在不同的温度下反应时，经过足够的时间，会得到不同的稳定状态，从而导致检测结果存在差异。现有试剂对样本进行反应时，试剂条直接暴露在自然环境中，使得试剂条不能处于最优的反应温度中，且试剂条的反应计时通过手动计时，存在繁琐且不够准确的缺陷。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种恒温计时系统，旨在提高体外诊断试剂条检测结果的准确性。

为实现上述目的，本发明提出了一种恒温计时系统，所述恒温计时系统包括试剂条确认模块、温度检测模块、温度调节模块及微控制器；所述试剂条确认模块、所述温度检测模块、所述温度调节模块都与所述微控制器电连接；其中，

所述试剂条确认模块，用于确认是否有试剂条在进行反应；

所述温度检测模块，用于检测试剂条周围的环境温度并转换成对应的温度信号输入至所述微控制器；

所述温度调节模块，用于调节试剂条周围温度以达到预设温度；

所述微控制器，用于在所述试剂条确认模块确认有试剂条在进行反应时，控制温度检测模块对试剂条周围温度进行检测，在检测到的温度高于第一阈值时通过温度调节模块进行制冷，在检测到的温度低于第二阈值时通过温度调节模块进行加热，以维持试剂条处于恒温环境；所述微控制器还对试剂条的反应进行计时。

优选地，所述恒温计时系统还包括报警模块，所述报警模块与所述微控制器连接；温度检测模块检测到试剂条周围温度高于第三阈值时，所述微控制器控制所述报警模块发出报警信息。

优选地，所述报警模块采用蜂鸣器实现。

优选地，所述温度检测模块包括多个温度传感器、信号调理电路、放大滤波电路及模数转换电路；多个所述温度传感器都分别与所述信号调理电路的输入端连接，所述信号调理电路的输出端经所述放大滤波电路与所述模数转换电路的输入端连接，所述模数转换电路的输出端与所述微控制器连接。

优选地，所述恒温计时系统还包括接口模块，所述接口模块与所述微控制器连接；所述接口模块包括串口接口和串口电路，所述串口电路的一端与所述串口接口连接，所述串口电路的另一端与所述微控制器连接。

优选地，所述温度调节模块包括驱动电路和半导体制冷片；所述驱动电路的一端与所述微控制器连接，所述驱动电路的另一端与所述半导体制冷片电连接。

优选地，所述恒温计时系统还包括显示屏，所述显示屏与所述微控制器电连接。

优选地，所述试剂条确认模块采用微动开关，所述微动开关与所述微控制器电连接。

本发明还提出一种恒温计时仪，所述恒温计时仪包括外壳、用于将试剂条导入到恒温计时仪内部的导轨、用于支撑所述导轨的基座及如上所述的恒温计时系统，所述导轨远离所述外壳的一端设有所述微动开关。

优选地，所述半导体制冷片上固定有散热片；所述外壳底部设有散热孔。

本发明技术方案通过设置试剂条确认模块、温度检测模块、温度调节模块及微控制器，形成了一种恒温计时系统，在所述试剂条确认模块确认有试剂条在进行反应时，控制温度检测模块对试剂条周围温度进行检测，在检测到的温度高于第一阈值时通过温度调节模块进行制冷，在检测到的温度低于第二阈值时通过温度调节模块进行加热，以维持试剂条处于恒温环境，从而解决了传统试剂条反应时直接暴露在自然环境中，使得试剂条不能处于最优的反应温度中，同时通过微控制器对试剂条的反应进行自动计时，简便准确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明恒温计时系统一实施例的功能模块图；

图2为本发明恒温计时系统另一实施例的功能模块图；

图3为本发明恒温计时仪一实施例的爆炸示意图；

图4为本发明恒温计时仪一实施例的俯视图，其中恒温计时仪的部分外壳去掉；

图5为本发明恒温计时仪一实施例的一视角的组装示意图；

图6为本发明恒温计时仪一实施例的另一视角的组装示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种恒温计时系统。

参照图1，在本发明实施例中，所述恒温计时系统包括试剂条确认模块100、温度检测模块200、温度调节模块300、及微控制器400；所述试剂条确认模块100、所述温度检测模块200、所述温度调节模块300都与所述微控制器400电连接。

其中，所述试剂条确认模块100，用于确认是否有试剂条在进行反应；所述温度检测模块200，用于检测试剂条周围的环境温度并转换成对应的温度信号输入至所述微控制器400；所述温度调节模块300，用于调节试剂条周围温度以达到预设温度；所述微控制器400，用于在所述试剂条确认模块100确认有试剂条在进行反应时，控制温度检测模块200对试剂条周围温度进行检测，在检测到的温度高于第一阈值时通过温度调节模块300进行制冷，在检测到的温度低于第二阈值时通过温度调节模块300进行加热，以维持试剂条处于恒温环境；所述微控制器400还对试剂条的反应进行计时。

需要说明的是，微控制器400中预设有程序，以对试剂条的反应环境进行恒温控制以及对试剂条的反应进行计时，保证试剂条反应正常进行；同时该微处理器400设有存储器，用以存储预设程序和相关数据。在本实施例中，该微处理器采用单片机实现。

第一温度阈值及第二温度阈值的设定需要根据不同品种的试剂条及所述样本来设置。在本实施例中，所述试剂条采用胶体金试剂条，用于检测猪尿中的克伦特罗含量。第一温度阈值对应的设为37℃，第二温度阈值对应设为30℃，反应时间设为10分钟。易于理解的是，在温度30℃～37℃范围内反应，其测量结果最为准确，并在10分钟内胶体金试剂条的T、C线显色趋于稳定，其中T线指试剂条中的Test测试线，C线指试剂条中的Consult参考线，因此T/C比值也稳定。

本发明技术方案通过设置试剂条确认模块100、温度检测模块200、温度调节模块300及微控制器400，形成了一种恒温计时系统。在所述试剂条确认模块100确认有试剂条在进行反应时，控制温度检测模块200对试剂条周围温度进行检测，在检测到的温度高于第一阈值时通过温度调节模块300进行制冷，在检测到的温度低于第二阈值时通过温度调节模块300进行加热，以维持试剂条处于恒温环境，从而解决了传统试剂条反应时直接暴露在自然环境中，使得试剂条不能处于最优的反应温度中，同时通过微控制器400对试剂条的反应进行自动计时，简便准确。

进一步地，请结合参照图2，所述恒温计时系统还包括报警模块500，所述报警模块500与所述微控制器400连接。在所述温度检测模块200检测到试剂条周围温度高于第三阈值时，所述微控制器400控制所述报警模块500发出报警信息。本实施例中第三温度阈值设定40℃。

在本实施例中，所述报警模块500采用蜂鸣器510实现。易于理解的是，当所述恒温计时系统出现异常时，可能造成试剂条周围温度过高而超过第三温度阈值，为防止温度过高给后续检测结果造成较大误差，甚至给试剂条造成不可逆性损伤，故设定第三温度阈值。因此当试剂条周围温度高于40℃时，蜂鸣器510发出报警信息，提醒实验操作者断电并作进一步处理。

具体地，所述温度检测模块200包括多个温度传感器210、信号调理电路220、放大滤波电路230及模数转换电路240；多个所述温度传感器210都分别与所述信号调理电路220的输入端连接，所述信号调理电路220的输出端经所述放大滤波电路230与所述模数转换电路240的输入端连接，所述模数转换电路的输出端与所述微控制器400连接。

在本实施例中，所述温度传感器210采用铂电阻PT1000实现，该温度检测模块200共设有5个温度传感器210。信号调理电路220将温度传感器210采集的温度信号转换成对应的模拟信号，经放大滤波电路230对模拟信号进行功率放大、滤除杂波等干扰信号，再通过模数转换电路240将模拟信号转换成数字信号输入至微控制器400进行处理。

进一步地，所述恒温计时系统还包括接口模块600，所述接口模块600与所述微控制器400连接；所述接口模块600包括串口电路610和串口接口620，所述串口电路610的一端与所述串口接口620连接，所述串口电路610的另一端与所述微控制器400连接。

本实施例中，所述串口接口620为RS232接口，对应的所述串口电路610为RS232串口电路610，用于对传输的信号进行电平转换。在进行测试时，外部PC机通过接口模块600与该恒温计时系统进行通信，以设置对应的温度阈值和反应时间。

具体地，所述温度调节模块300包括驱动电路310和半导体制冷片320；所述驱动电路310的一端与所述微控制器400连接，所述驱动电路310的另一端与所述半导体制冷片320电连接。

需要说明的是，所述半导体制冷片320利用半导体材料的Peltier效应(帕尔帖效应)，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，通过控制输入电流的方向可以实现制冷或加热。

进一步地，所述恒温计时系统还包括显示屏700，所述显示屏700与所述微控制器400电连接。显示屏700用于对温度、计时等参数的显示，实现人机交互。

具体地，所述试剂条确认模块100采用微动开关110实现，所述微动开关110与所述微控制器400电连接。

当试剂条在摆放时触发了微动开关110，微动开关110发出确认信号至微控制器400，微控制器400通过控制温度传感器210和半导体制冷片320实现对试剂条周围温度的恒温控制。

本发明技术方案通过降低体外诊断试剂反应温度和反应时间的差异性，为试剂条的后续检测提供一个较为统一的前处理，最终提高了体外诊断试剂条检测结果的准确性。

参照图3至图6，本发明还提出一种体外诊断试剂反应的恒温计时仪，该恒温计时仪包括外壳10、用于将试剂条导入到恒温计时仪内部的导轨30、用于支撑所述导轨30的基座20、及如上所述的恒温计时系统，所述导轨30远离所述外壳10的一端设有所述微动开关110。所述半导体制冷片320设置于所述基座20下方。

请进一步参照图4，在本实施例中，该恒温计时仪共设有6个基座20，对应的设有6个导轨30以及6个微动开关110，因此可以同时对6组试剂条进行恒温反应。其中6个导轨30并排设置；每一靠近所述外壳10侧壁的导轨30的两端均设有温度传感器210，位于中心的基座20的中部设有一温度传感器210。所述温度传感器210、半导体制冷片320等共同实现导轨30组成的长方形区域的恒温控制，形成了恒温区。

进行恒温操作时，当恒温计时仪预热一段时间后，恒温区五个温度传感器210反馈的温度值的平均值在第一温度阈值和第二温度阈值之间时，将加有样本的试剂条通过基座20及导轨30插入到仪器内，每路导轨30后的微动开关110感知该路的试剂条插入，随即对该路试剂条的反应进行自动计时，反应时间实时显示在显示屏700上。

需要说明的是，所述微控制器400设置于一主控板60上，微控制器400将5个温度传感器210采集的温度值(五个温度值)进行计算得到平均值，根据温度平均值与设置的温度区间(即第一温度阈值和第二温度阈值所组成的温度区间)，使用模糊PID算法实时调节控制基于半导体制冷片320的温度调节模块，使半导体制冷片320输出实时变化的功率，从而对恒温计时仪内的恒温区进行加热或制冷，使恒温区的温度控制在预定的范围内。

进一步的，所述半导体制冷片320上固定有散热片40；所述外壳10底部设有散热孔50。

需要说明的是，半导体制冷片320具有制冷的一侧及制热的另一侧，所述散热片40设置于半导体制冷片320的两侧，以通过散热孔50向外部进行热传递。

由于本恒温计时仪采用了恒温计时系统所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的有益效果。此外，本恒温计时仪还有结构简单，成本较低的优点。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种恒温计时系统，其特征在于，所述恒温计时系统包括试剂条确认模块、温度检测模块、温度调节模块及微控制器；所述试剂条确认模块、所述温度检测模块、所述温度调节模块都与所述微控制器电连接；其中，

所述试剂条确认模块，用于确认是否有试剂条在进行反应；

所述温度检测模块，用于检测试剂条周围的环境温度并转换成对应的温度信号输入至所述微控制器；

所述温度调节模块，用于调节试剂条周围温度以达到预设温度；

所述微控制器，用于在所述试剂条确认模块确认有试剂条在进行反应时，控制温度检测模块对试剂条周围温度进行检测，在检测到的温度高于第一阈值时通过温度调节模块进行制冷，在检测到的温度低于第二阈值时通过温度调节模块进行加热，以维持试剂条处于恒温环境；所述微控制器还对试剂条的反应进行计时。

2.如权利要求1所述的恒温计时系统，其特征在于，所述恒温计时系统还包括报警模块，所述报警模块与所述微控制器连接；温度检测模块检测到试剂条周围温度高于第三阈值时，所述微控制器控制所述报警模块发出报警信息。

3.如权利要求2所述的恒温计时系统，其特征在于，所述报警模块采用蜂鸣器实现。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的恒温计时系统，其特征在于，所述温度检测模块包括多个温度传感器、信号调理电路、放大滤波电路及模数转换电路；多个所述温度传感器都分别与所述信号调理电路的输入端连接，所述信号调理电路的输出端经所述放大滤波电路与所述模数转换电路的输入端连接，所述模数转换电路的输出端与所述微控制器连接。

5.如权利要求1所述的恒温计时系统，其特征在于，所述恒温计时系统还包括接口模块，所述接口模块与所述微控制器连接；所述接口模块包括串口接口和串口电路，所述串口电路的一端与所述串口接口连接，所述串口电路的另一端与所述微控制器连接。

6.如权利要求1所述的恒温计时系统，其特征在于，所述温度调节模块包括驱动电路和半导体制冷片；所述驱动电路的一端与所述微控制器连接，所述驱动电路的另一端与所述半导体制冷片电连接。

7.如权利要求1所述的恒温计时系统，其特征在于，所述恒温计时系统还包括显示屏，所述显示屏与所述微控制器电连接。

8.如权利要求1所述的恒温计时系统，其特征在于，所述试剂条确认模块采用微动开关，所述微动开关与所述微控制器电连接。

9.一种恒温计时仪，其特征在于，包括外壳、用于将试剂条导入到恒温计时仪内部的导轨、用于支撑所述导轨的基座及如权利要求1-7任意一项所述的恒温计时系统，所述导轨远离所述外壳的一端设有所述微动开关。

10.如权利要求9所述的恒温计时仪，其特征在于，所述半导体制冷片上固定有散热片；所述外壳底部设有散热孔。