CN108169500B - 温控方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种温控方法及系统，所述方法包括：获取第一温度传感器输出的第一温度信号，所述第一温度传感器用于检测所述试剂仓的温度；获取第二温度传感器输出的第二温度信号，所述第二温度传感器用于检测所述散热模块的温度；根据所述第一温度信号获取第一温度值，并根据所述第二温度信号获取第二温度值，当所述第一温度值大于第一预设阈值并且所述第二温度值小于第四预设阈值时，控制所述制冷片工作。使试剂仓温度能够维持在所需的温度范围，控制试剂仓的温度保持稳定状态，保证了化学试剂的有效性。

Description

温控方法及系统

技术领域

本发明涉及临床诊断设备，特别是涉及一种温控方法及系统。

背景技术

自动化学发光免疫分析仪是将具有高灵敏度的化学发光测定技术与高特异性的免疫反应相结合，用于患者的血清、唾液、尿液等的检测分析，比如抗原、半抗原、抗体、激素、酶、脂肪酸、维生素和药物等指标，从而对人体进行免疫分析的全自动化的医学检验设备，在临床诊断和化学检验中具有重要作用。继荧光免疫分析、放免分析、酶免分析之后发展了化学发光免疫分析试剂(CLIA)，作为一种高灵敏度的临床诊断试剂，在化学发光仪器使用的过程中对其质量特性指标产生的影响因素众多。

因此，仪器工作时，存放试剂盒的试剂仓的低温控制效果是保证试剂盒活性的关键因素，对试剂盒的存放至关重要。

现在一般采用半导体制冷技术，如帕尔贴，帕尔贴在一端制冷的同时另外一端发热，但试剂仓对于热端没有过热保护功能，或使用温度传感器实现过热保护，若温度传感器失效，帕尔贴会一直以最大功率工作，存在过热的风险。而且在温度控制的过程中，一般仅对帕尔贴采取控制措施，风扇在散热的过程中全速运行，产生的噪音较大。

发明内容

基于此，提供一种温控方法及系统，能够使试剂仓的温度保持稳定状态。

一种温控方法，在试剂仓的周围贴有制冷片，所述制冷片的冷端与所述试剂仓紧贴，所述制冷片的热端连接有散热模块，所述制冷片用于给所述试剂仓制冷，所述散热模块用于传递所述制冷片的热端产生的热量并散热；所述方法包括：

获取第一温度传感器输出的第一温度信号，所述第一温度传感器用于检测所述试剂仓的温度；

获取第二温度传感器输出的第二温度信号，所述第二温度传感器用于检测所述散热模块的温度；

根据所述第一温度信号获取第一温度值，并根据所述第二温度信号获取第二温度值，当所述第一温度值大于第一预设阈值并且所述第二温度值小于第四预设阈值时，控制所述制冷片工作。

在其中一个实施例中，所述散热模块包括散热风扇和与所述散热风扇连接的散热片，所述制冷片的热端贴有所述散热片。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：

根据所述第二温度信号获取转速控制信号，所述转速控制信号用于控制所述散热风扇的转动速度，并根据所述第二温度值调节所述转速控制信号。

在其中一个实施例中，所述转速控制信号为PWM信号，根据所述第二温度值调节所述PWM信号的占空比。

在其中一个实施例中，根据所述第二温度值调节所述PWM信号的占空比包括：

当所述第二温度值大于第五预设阈值时，所述PWM信号的占空比为100％；当所述第二温度值小于第六预设阈值时，所述PWM信号的占空比为最低占空比；其中，所述第五预设阈值大于第六预设阈值。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：

当所述第一温度值小于第二预设阈值时或所述第二温度值大于第三预设阈值时，控制所述制冷片停止工作。

在其中一个实施例中，所述第一预设阈值大于第二预设阈值，所述第三预设阈值大于第四预设阈值。

一种温控系统，包括：

制冷片，所述制冷片的冷端紧贴试剂仓，用于给所述试剂仓制冷；

散热模块，连接至所述制冷片的热端，用于传递所述制冷片的热端产生的热量并散热；

还包括：

第一温度传感器，设置在所述试剂仓内，用于检测所述试剂仓的温度，并输出第一温度信号；

第二温度传感器，与所述散热模块连接，用于检测所述散热模块的温度，并输出第二温度信号；

第一控制模块，与所述第一温度传感器、第二温度传感器和制冷片连接，用于根据所述第一温度信号获取第一温度值，并根据所述第二温度信号获取第二温度值，当所述第一温度值大于第一预设阈值并且所述第二温度值小于第四预设阈值时，控制所述制冷片工作；

在其中一个实施例中，所述散热模块包括散热风扇和与所述散热风扇连接的散热片，所述制冷片的热端贴有所述散热片。

在其中一个实施例中，所述系统还包括：

第二控制模块，与所述第二温度传感器和所述散热风扇连接，用于根据所述第二温度信号获取转速控制信号，所述转速控制信号用于控制所述散热风扇的转动速度，并根据所述第二温度值调节所述转速控制信号。

在其中一个实施例中，所述第一控制模块还用于：

当所述第一温度值小于第二预设阈值时或所述第二温度值大于第三预设阈值时，控制所述制冷片停止工作。

在其中一个实施例中，所述第一控制模块包括第一比较单元、第二比较单元和逻辑控制单元，所述第一比较单元的输入端输入所述第一温度值和目标温度阈值；所述第二比较单元的输入端输入所述第二温度值和过温保护温度阈值；所述第一比较单元的输出端与第二比较单元的输出端分别连接至所述逻辑控制单元的输入端。

在其中一个实施例中，所述第二控制模块包括放大单元和脉宽调制单元，所述放大单元和脉宽调制单元连接，所述放大单元的输入端输入所述第二温度信号和第五预设阈值、第六预设阈值、最低占空比，所述脉宽调制单元输出所述转速控制信号。

在其中一个实施例中，所述转速控制信号为PWM信号，当所述第二温度值大于第五预设阈值时，所述PWM信号的占空比为100％；当所述第二温度值小于第六预设阈值时，所述PWM信号的占空比为最低占空比。

上述温控方法及系统，通过获取第一温度传感器输出的第一温度信号，并根据所述第一温度信号获取第一温度值，获取第二温度传感器输出的第二温度信号并根据所述第二温度信号获取第二温度值，当所述第一温度值大于第一预设阈值并且所述第二温度值小于第四预设阈值时，控制所述制冷片工作，使试剂仓温度能够维持在所需的温度范围，控制试剂仓的温度保持稳定状态，保证了化学试剂的有效性。

附图说明

图1为一个实施例中温控方法的流程示意图；

图2为一个实施例中温控系统的结构框图；

图3为一个实施例中第一控制模块的结构框图；

图4为一个实施例中第二控制模块的结构框图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。可以理解，本发明所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

以下提供一种温控方法，用于控制试剂仓的温度，在该试剂仓的周围贴有制冷片，制冷片的冷端与试剂仓紧贴，制冷片的热端贴有散热模块，制冷片用于给试剂仓制冷，散热模块用于传递制冷片的热端产生的热量，并通过散热风扇给散热模块散热。可以理解的是，本发明实施例提供的温控方法还可以应用于其他储存仓，例如样本仓或舱体；散热模块包括散热风扇和与该散热风扇连接的散热片，在制冷片的热端贴有所述散热片，在其他实施例中，散热模块还可以是水冷装置或其他具有散热性能的器件，本发明对此不作限定。参阅图1所示，该方法包括以下步骤S110～S130，可以理解的是，步骤S110～S130并不限定该方法的执行顺序，该方法的步骤可以同时被执行。

S110：获取第一温度传感器输出的第一温度信号，所述第一温度传感器用于检测所述试剂仓的温度。

具体地，第一温度传感器设置在试剂仓内，用于检测试剂仓的温度并输出第一温度信号，通过实时监测试剂仓的温度来实现对试剂仓的温度控制。

在一个实施例中，第一温度传感器采用线性模拟温度传感器。

S120：获取第二温度传感器输出的第二温度信号，所述第二温度传感器用于检测所述散热模块的温度。

具体地，第二温度传感器与散热模块连接，用于检测散热模块的温度并输出第二温度信号，通过实时监测散热模块的温度来实现当散热模块温度过高时的过温保护，并通过检测散热模块的第二温度信号来实现对散热风扇的转速控制，降低散热风扇的噪音。

在一个实施例中，第二温度传感器采用线性模拟温度传感器。

S130：根据所述第一温度信号获取第一温度值，并根据所述第二温度信号获取第二温度值，当所述第一温度值大于第一预设阈值并且所述第二温度值小于第四预设阈值时，控制所述制冷片工作。

具体地，参阅图2所示，第一控制模块与第一温度传感器、第二温度传感器和制冷片连接，第一控制模块接收第一温度信号，并将第一温度信号转换为第一温度值；第一控制模块接收第二温度信号，并将第二温度信号转换为第二温度值。第一控制模块将第一温度值与试剂仓的目标温度阈值进行对比，并将第二温度值与散热模块的过温保护温度阈值进行对比，当第一温度值大于第一预设阈值并且第二温度值小于第四预设阈值时，第一控制模块控制制冷片工作。并且，当第一温度值小于第二预设阈值时或第二温度值大于第三预设阈值时，第一控制模块控制制冷片停止工作。其中，所述第一预设阈值大于第二预设阈值，通过第一控制模块控制试剂仓的第一温度值处于所述第一预设阈值与第二预设阈值之间；所述第三预设阈值大于第四预设阈值。

在一个实施例中，参阅图3所示，第一控制模块包括第一比较单元、第二比较单元和逻辑控制单元，第一比较单元的输入端输入第一温度值和目标温度阈值；第二比较单元的输入端输入过温保护温度阈值和第二温度值；第一比较单元的输出端与第二比较单元的输出端分别连接至逻辑控制单元的输入端，通过逻辑控制单元的输出端输出控制制冷片工作的控制信号。

在一个实施例中，该温控方法还包括：根据所述第二温度信号获取转速控制信号，所述转速控制信号用于控制所述散热风扇的转动速度，并根据所述第二温度值调节所述转速控制信号。

具体地，第二控制模块与第二温度传感器和散热风扇连接，第二控制模块接收第二温度传感器输出的第二温度信号，并将第二温度信号转换为转速控制信号，所述转速控制信号用于控制所述散热风扇的转动速度。第二控制模块将第二温度值与用于风扇调速的门限温度值进行对比，当所述第二温度值大于第五预设阈值时，第二控制模块控制散热风扇的转速为最大转速，当所述第二温度值小于第六预设阈值时，第二控制模块控制散热风扇的转速为最低转速。

在一个实施例中，参阅图4所示，第二控制模块包括放大单元和脉宽调制单元，放大单元和脉宽调制单元连接，放大单元的输入端输入第二温度信号和第五预设阈值、第六预设阈值、最低占空比，脉宽调制单元输出转速控制信号。

在一个实施例中，转速控制信号为PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)信号，PWM信号用于固定一个脉冲波的频率，调节该脉冲波的高电平宽度。当第二温度值大于第五预设阈值时，PWM信号的占空比为100％；当所述第二温度值小于第六预设阈值时，所述PWM信号的占空比为最低占空比；其中，占空比为PWM信号中高电平时间与周期的比值。

上述温控方法，通过第一温度传感器检测试剂仓的温度并输出第一温度信号，根据第一温度信号获取第一温度值，并根据第一温度值的大小控制制冷片的工作，使试剂仓温度能够维持在所需的温度范围。通过第二温度传感器检测散热模块的温度并输出第二温度信号，根据第二温度信号获取第二温度值，并根据第二温度值的大小控制制冷片的工作，使散热模块具有过热保护功能，防止散热模块温度过高给系统带来损坏。根据第二温度信号获取转速控制信号，可控制散热风扇的转动速度，减少风扇散热时带来的噪声。

基于相同的发明构思，以下提供一种温控系统，参阅图2所示，该系统包括试剂仓100、制冷片200、第一温度传感器410、第二温度传感器420、第一控制模块510、第二控制模块520和散热模块(图未示)。其中，散热模块包括散热风扇600和与散热风扇600连接的散热片300；可以理解的是，散热模块还可以是水冷装置或其他具有散热性能的器件，本发明对此不作限定。

其中，制冷片200用于给试剂仓100制冷，在一个实施例中，制冷片200为帕尔贴，制冷片200包括制冷片冷端和制冷片热端，制冷片冷端：制冷片工作时将一面的热量转移到另外一面，热量被转移的那一面温度下降，称为冷端。制冷片热端：制冷片200工作时将一面的热量转移到另外一面，热量从冷端转移到另一面的那一面温度上升，称为热端。制冷片200夹在试剂仓100与散热片300中间，制冷片200的冷端紧贴试剂仓100，制冷片200的热端紧贴散热片300，制冷片200在工作时冷端的热量转移到热端。第一温度传感器410设置在试剂仓100内部，用于探测试剂仓100的温度。第二温度传感器420与散热片300连接，用于探测散热片300的温度。散热风扇600用于给散热片300散热。第一控制模块510用于根据第一温度信号获取第一温度值，并根据第二温度信号获取第二温度值，当第一温度值大于第一预设阈值并且第二温度值小于第四预设阈值时，控制制冷片200工作。第二控制模块520用于根据第二温度信号获取转速控制信号，转速控制信号用于控制散热风扇的转动速度，并根据第二温度值调节转速控制信号。以达到控制试剂仓100的温度稳定在设定温度范围内和防止散热片300的温度过高以及控制散热风扇600噪声的目的。

在一个实施例中，在制冷片200的热端设有过热保护模块，该过热保护模块用于在系统出现故障时对系统内部器件进行过温保护，例如，当散热模块或散热风扇损坏时，过热保护模块启动，控制制冷片200停止工作，以防止制冷片200的热端持续工作导致温度过高给系统带来的损坏。过热保护模块可以是过热保护开关、过热保护器，还可以是其他具有自动控制功能的控制器。

在一个实施例中，参阅图3所示，第一控制模块510包括第一比较单元512、第二比较单元514和逻辑控制单元516，第一比较单元512的输入端输入第一温度值和目标温度阈值；第二比较单元514的输入端输入过温保护温度阈值和第二温度值；第一比较单元512的输出端与第二比较单元514的输出端分别连接至逻辑控制单元516的输入端，通过逻辑控制单元516的输出端输出控制制冷片工作的控制信号。

具体地，第一温度传感器410和第二温度传感器420采用线性模拟温度传感器；第一控制模块510由运算放大器电路和与门控制电路组成，具体可包括第一比较器、第二比较器和与门控制电路；第一比较器的正向输入端输入试剂仓温度探测值，反向输入端输入试剂仓目标温度值；第二比较器的正向输入端输入散热模块过温保护温度值，反向输入端输入散热模块温度探测值；第一比较器的输出端与第二比较器的输出端分别连接至与门控制电路的输入端。

进一步地，当散热片300的温度低于设定的第四预设阀值时，第二比较器输出高电平，则与门控制电路的输出电平与第一比较器的输出电平相同。即在试剂仓100温度高于第一预设阈值时，第一比较器输出高电平，与门控制电路输出高电平，控制制冷片200制冷，使试剂仓100的温度下降，当温度下降到第二预设阈值时，第一比较器输出低电平，与门控制电路输出低电平，控制制冷片200停止制冷，试剂仓100温度上升，待温度上升到第一预设阈值时，控制制冷片200工作，使试剂仓100温度下降。如此循环控制，使试剂仓温度保持在第一预设阈值和第二预设阈值之间。

同理，当散热片300温度高于设定的温度阀值第三预设阀值时，第二比较器输出低电平，则与控制门电路输出低电平，控制制冷片200停止制冷；待散热片300的温度降到第四预设阀值时，解除过热保护控制，这时制冷片200的工作与否由试剂仓100的温度决定。若散热片300的温度又升高至第三预设阀值时，则对散热片300进行过热保护，与门控制电路输出低电平，控制制冷片200停止制冷。待散热模块温度降到第四预设阀值时，解除过热保护控制，如此循环控制，使散热模块温度不高于第三预设阈值。

在一个实施例中，参阅图4所示，第二控制模块520包括放大单元522和脉宽调制单元524，放大单元和脉宽调制单元连接，放大单元的输入端输入第二温度信号和第五预设阈值、第六预设阈值、最低占空比，脉宽调制单元输出转速控制信号。

其中，转速控制信号为PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)信号，PWM信号用于固定一个脉冲波的频率，调节该脉冲波的高电平宽度。当第二温度值大于第五预设阈值时，PWM信号的占空比为100％；当所述第二温度值小于第六预设阈值时，所述PWM信号的占空比为最低占空比；其中，占空比为PWM信号中高电平时间与周期的比值。

具体地，散热风扇600采用脉宽控制型可调速风扇。第二控制模块520由运算放大器电路和电压控制型脉宽调制器电路组成，具体可包括运算第一放大器、第二放大器、第三放大器和脉宽调制器，运算第一放大器、第二放大器、第三放大器和脉宽调制器依次连接，运算第一放大器的正向输入端输入散热模块温度探测值，运算第一放大器、第二放大器、第三放大器的反向输入端依次输入上述第六预设阈值、第五预设阈值和最低占空比的预设值，脉宽调制器输出PWM信号。其中脉宽调制器采用电压控制型脉宽调制器芯片。

控制模块500输出的PWM信号的占空比与散热片300的温度值的关系为：

式中D为占空比，T为散热模块的温度值且单位为℃，D1为最低占空比，T5为第五预设阈值，T6为第六预设阈值。

由上述式子可知，PWM信号的占空比越大风扇600转速越高，两者线性变化，即散热模块温度越高，风扇转速越快，散热模块温度越低，风扇转速越慢但不会停转的目的。使得在对散热模块散热的过程中，降低了散热风扇600的噪音。

上述温控系系统，通过第一温度传感器检测试剂仓的温度并输出第一温度信号，根据第一温度信号获取第一温度值，并根据第一温度值的大小控制制冷片的工作，使试剂仓温度能够维持在所需的温度范围。通过第二温度传感器检测散热模块的温度并输出第二温度信号，根据第二温度信号获取第二温度值，并根据第二温度值的大小控制制冷片的工作，使散热模块具有过热保护功能，防止散热模块温度过高给系统带来损坏。根据第二温度信号获取转速控制信号，可控制散热风扇的转动速度，减少风扇散热时带来的噪声。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种温控方法，在试剂仓的周围贴有制冷片，所述制冷片的冷端与所述试剂仓紧贴，所述制冷片的热端连接有散热模块，所述制冷片用于给所述试剂仓制冷，所述散热模块用于传递所述制冷片的热端产生的热量并散热；所述方法包括：

获取第一温度传感器输出的第一温度信号，所述第一温度传感器用于检测所述试剂仓的温度；

获取第二温度传感器输出的第二温度信号，所述第二温度传感器用于检测所述散热模块的温度；

根据所述第一温度信号获取第一温度值，并根据所述第二温度信号获取第二温度值，当所述第一温度值大于第一预设阈值并且所述第二温度值小于第四预设阈值时，控制所述制冷片工作；

当所述第一温度值小于第二预设阈值或所述第二温度值大于第三预设阈值时，控制所述制冷片停止工作，其中，所述第一预设阈值大于所述第二预设阈值，所述第三预设阈值大于所述第四预设阈值。

2.根据权利要求1所述的温控方法，其特征在于，所述散热模块包括散热风扇和与所述散热风扇连接的散热片，所述制冷片的热端贴有所述散热片。

3.根据权利要求2所述的温控方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述第二温度信号获取转速控制信号，所述转速控制信号用于控制所述散热风扇的转动速度，并根据所述第二温度值调节所述转速控制信号。

4.根据权利要求3所述的温控方法，其特征在于，所述转速控制信号为PWM信号，根据所述第二温度值调节所述PWM信号的占空比。

5.根据权利要求4所述的温控方法，其特征在于，根据所述第二温度值调节所述PWM信号的占空比包括：

当所述第二温度值大于第五预设阈值时，所述PWM信号的占空比为100％；当所述第二温度值小于第六预设阈值时，所述PWM信号的占空比为最低占空比；其中，所述第五预设阈值大于第六预设阈值。

6.一种温控系统，包括：

制冷片，所述制冷片的冷端紧贴试剂仓，用于给所述试剂仓制冷；

散热模块，连接至所述制冷片的热端，用于传递所述制冷片的热端产生的热量并散热；

其特征在于，还包括：

第一温度传感器，设置在所述试剂仓内，用于检测所述试剂仓的温度，并输出第一温度信号；

第二温度传感器，与所述散热模块连接，用于检测所述散热模块的温度，并输出第二温度信号；

第一控制模块，与所述第一温度传感器、第二温度传感器和制冷片连接，用于根据所述第一温度信号获取第一温度值，并根据所述第二温度信号获取第二温度值，当所述第一温度值大于第一预设阈值并且所述第二温度值小于第四预设阈值时，控制所述制冷片工作；当所述第一温度值小于第二预设阈值或所述第二温度值大于第三预设阈值时，控制所述制冷片停止工作。

7.根据权利要求6所述的温控系统，其特征在于，所述散热模块包括散热风扇和与所述散热风扇连接的散热片，所述制冷片的热端贴有所述散热片。

8.根据权利要求7所述的温控系统，其特征在于，所述系统还包括：

第二控制模块，与所述第二温度传感器和所述散热风扇连接，用于根据所述第二温度信号获取转速控制信号，所述转速控制信号用于控制所述散热风扇的转动速度，并根据所述第二温度值调节所述转速控制信号。

9.根据权利要求6所述的温控系统，其特征在于，所述第一控制模块包括第一比较单元、第二比较单元和逻辑控制单元，所述第一比较单元的输入端输入所述第一温度值和目标温度阈值；所述第二比较单元的输入端输入所述第二温度值和过温保护温度阈值；所述第一比较单元的输出端与第二比较单元的输出端分别连接至所述逻辑控制单元的输入端。

10.根据权利要求8所述的温控系统，其特征在于，所述第二控制模块包括放大单元和脉宽调制单元，所述放大单元和脉宽调制单元连接，所述放大单元的输入端输入所述第二温度信号和第五预设阈值、第六预设阈值、最低占空比，所述脉宽调制单元输出所述转速控制信号。

11.根据权利要求10所述的温控系统，其特征在于，所述转速控制信号为PWM信号，当所述第二温度值大于第五预设阈值时，所述PWM信号的占空比为100％；当所述第二温度值小于第六预设阈值时，所述PWM信号的占空比为最低占空比。

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