CN112629997A - 微流控检测仪加热保温系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微流控检测仪加热保温系统，它包括：机箱，所述机箱内设有设备安装腔；机盖，所述机盖盖合在机箱上；其特征在于，它还包括：加热系统，所述加热系统包括上加热模块和下加热模块，所述的上加热模块和下加热模块分别设于机箱和机盖上，并且随着机盖的开合所述上加热模块和下加热模块相互合拢形成加热腔或者相互远离以使得所述加热腔敞开。本发明提供一种微流控检测仪加热保温系统，其加热系统的热利用率高。
Description
技术领域
本发明涉及检测设备的技术领域，具体地是一种具有加热保温系统的微流控检测仪。
背景技术
微流控又称微流控芯片技术是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。由于它在生物、化学、医学等领域的巨大潜力，已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。
现有的微流控检测仪在进行分析的过程中需要对检测样品进行加热或者保持恒定温度从而实现有效精准的检测是检测领域中较为普遍的需求，而在检测仪上加装电加热的加热模块从而实现加温需求是行业内普遍采用的基本手段。
但是现有的加热模块存在以下几点设计的缺陷：
1、加热模块中加热电路产生的热量传递到待加热区域的这一过程中热能流失大，热能有效利用率低；
2、加热电路流失到待加热区域以外的热量会导致整体加热模块升温，因此会导致与加热模块相邻的非加热区域温度过高，而影响这一区域内的零部件的性能和使用寿命。
3、由于加热电路产生的热量传递到待加热区域的这一过程中热能流失较大，因此在同等输出功率的加热模块中加热电路对于待加热区域温度的控制响应效率较慢，由此使得加热区域温度的温度波动较大，恒温稳定性差。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一：提供一种微流控检测仪加热保温系统，其加热系统的热利用率高。
为此，本发明的一个目的在于提出一种微流控检测仪加热保温系统，它包括：
机箱，所述机箱内设有设备安装腔；
机盖，所述机盖盖合在机箱上；
其特征在于，它还包括：
加热系统，所述加热系统包括上加热模块和下加热模块，所述的上加热模块和下加热模块分别设于机箱和机盖上，并且随着机盖的开合所述上加热模块和下加热模块相互合拢形成加热腔或者相互远离以使得所述加热腔敞开。
作为优选，所述上加热模块包括上基座、上加热电路和导热罩，所述上基座与机盖相连，所述导热罩与上基座相连，所述上加热电路置于上基座和导热罩之间；
当机盖盖合于机箱上时所述导热罩与下加热模块之间形成用于容纳待检测物的加热腔。
作为优选，所述下加热模块包括下基座，置于下基座上的导热托板，以及依序贯穿导热托板和下基座的中心通道，所述导热托板和下基座之间设有下加热电路，所述下加热电路沿水平方向位于中心通道外，所述导热托板和下加热电路之间的间隙内填充有导热硅脂以使得所述的导热托板和下加热电路之间形成下导热层。通过设置导热硅脂填充了下加热电路和导热托板之间的间隙，因此下加热电路产生的热量会被高效的传递至导热托板上，用于对搁置在导热托板上的样品进行加热。
作为优选，所述导热托板位于中心通道所对应的内缘沿竖直方向朝下延伸形成上凸环，所述上凸环的下端面位于所述导热层所在水平面的下方。通过增设上凸环可以有效的避免下加热模块装配过程中涂覆的胶状导热硅脂受压溢流至中心通道内，避免了导热硅脂固化后对于中心通道的影响，减少了对于中心通道清理的工作难度。
为了提高热能利用率同时也避免下加热电路产生的热量影响到下基座，因此所述下基座和下加热电路之间设有隔热垫。通过隔热垫的增设从而使得下加热电路产生的热量被极大的有效利用，同时也使得下基座本身可以与下加热电路之间形成很好的热隔离，使得下基座在下加热电路工作时仍然能够保持较低的温度，进而也极大的降低了下加热模块对于机箱内的温度的影响。
作为优选，所述上凸环沿竖直方向朝下延伸至上凸环的下端面位于隔热垫上端面所在水平面的下方。
作为优选，所述下基座上位于上凸环所对应的位置沿竖直方向朝上外凸形成下凸环，所述上凸环和下凸环相互抵靠。
作为优选，所述隔热垫和上凸环外侧壁之间的间距d1小于所述隔热垫和下凸环外侧壁之间的间距d2。通过下凸环外侧壁和隔热垫之间较大的间距设计从而使得隔热垫和下凸环之间形成环形腔，用于收纳溢出并滴落的导热硅脂，进一步地减少导热硅脂从上凸环和下凸环之间的缝隙溢流至中心通道的风险。
作为优选，所述机盖的一端与机箱铰接，机盖的另一端与机箱可拆式连接。
作为优选，所述机箱的上表面和处于盖合状态的机盖下表面之间留有间隙空间，所述间隙空间靠近机盖和机箱铰接处的后段区域设有弯曲的迷宫段，所述间隙空间远离机盖和机箱铰接处的前段区域内设有阻热环，阻热环夹紧与机箱和机盖之间，所述上加热模块和下加热模块的接合处位于所述间隙空间的前段区域和后段区域之间。由于静止的空气是热量的不良导体，因此通过在后端区域内设置迷宫段可以极大程度的降低热迷宫段内空气对流产生的热传递，实现保温效果。而在前端区域设置阻热环也可以大大减少热量从前段区域流失，因此使得整个间隙空间形成较好的保温效果。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：首先，由上下两个加热模块构建形成加热系统使得待检测物是全方位的加热，因此加热过程中待检测物各个位置的均温性好，并且加热响应速度快；其次，在下加热模块中通过在下加热电路和导热托板之间填充导热硅脂可以使得下加热电路和导热托板之间构建良好的导热路径，从而使得导热托板响应下加热电路加热的速率快、热能利用率高；再其次，在下加热电路背离导热托板的背面设置隔热垫，由此使得下加热电路和下基座之间形成热量的隔离，有效的避免了下加热电路产生的热量传递到下基座并且进一步地传递到机箱内造成热量的流失，同时也避免了下基座和机箱内温度过高而影响下基座和机箱内零部件的性能和寿命；最后，通过设置上凸环可以很好的避免了下加热模块组装过程中胶状的导热硅脂受压溢流到中心通道内的风险，因此也就减少了由于溢流并固化在中心通道内壁上的导热硅脂对于中心通道的影响。
附图说明
图1是本发明的微流控检测仪的内部结构示意图。
图2是本发明的下加热模块的轴侧图之一。
图3是本发明的下加热模块的轴侧图之二。
图4是本发明的下加热模块的俯视图。
图5为图4中“A-A”方向的剖视图。
图6为图4中“B-B”方向的剖视图。
图7为图5中“C”区域的局部放大示意图。
其中，100、机箱，200、机盖，300、加热系统，400、间隙空间，401、前段区域， 402、后段区域，500、阻热环，600、铰接轴；
301、上加热模块，301-1、上基座，301-2、上加热电路，301-3、导热罩，301-4、上导热层；
302、下加热模块，302-1、下基座，302-2、下加热电路，302-3、导热托板，302-4、中心通道，302-5、下导热层，302-6、上凸环，302-7、隔热垫，302-8、下凸环，302-9、压环，302-10、安装凸边。
303、接合处；
d1是指所述隔热垫和上凸环相对的侧壁之间的最小垂直距离；
d2是指所述隔热垫和下凸环相对的侧壁之间的最小垂直距离。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图来详细描述根据本发明实施例的一种具有加热保温系统的微流控检测仪。
实施例一：
本发明提供一种微流控检测仪，如图1所示的，它包括机箱100，所述机箱100内设有设备安装腔；
机盖200，所述机盖200盖合在机箱100上；
其特征在于，它还包括：
加热系统300，所述加热系统300包括上加热模块301和下加热模块302，所述的上加热模块301和下加热模块302分别设于机箱100和机盖200上，并且随着机盖200的开合所述上加热模块301和下加热模块302相互合拢形成加热腔或者相互远离以使得所述加热腔敞开。
实施例二：
基本结构与实施例一相同，区别在于：所述上加热模块301包括上基座301-1、上加热电路301-2和导热罩301-3，所述上基座301-1与机盖200相连，所述导热罩301-3与上基座301-1相连，所述上加热电路301-2置于上基座301-1和导热罩301-3之间；
当机盖200盖合于机箱100上时所述导热罩301-3与下加热模块302之间形成用于容纳待检测物的加热腔。
实施例三：
基本结构与实施例二相同，区别在于：所述导热罩301-3和上加热电路301-2之间的间隙内填充有导热硅脂以使得所述所述导热罩301-3和上加热电路301-2之间形成上导热层301-4。
优选地，所述导热罩301-3由具有优良导热性能的金属材质制成，例如由金属铝板制成。
实施例四：
基本结构与上述实施例一至实施例三相同，区别在于：如图2-4所示的所述下加热模块302包括圆盘状的下基座302-1，下基座302-1的侧面设有两个对称的且带有螺纹安装孔的安装凸边302-10，用于与检测仪机箱100固定连接，所述下基座302-1上设有圆盘状结构的导热托板302-3，所述导热托板302-3沿自身厚度方向贴附在下基座302-1上，所述导热托板302-3的中心位置设有中心孔，所述导热托板302-3的中心孔与下基座302-1上的中心孔对齐，由此使得导热托板302-3和下基座302-1上的中心孔构成中心通道302-4，在所述导热托板302-3和下基座302-1之间构建安装腔，所述安装腔内设有下加热电路302-2，该加热电路又称加热电路板，所述下加热电路302-2为套于中心通道302-4外的环形结构，所述导热托板302-3和下加热电路302-2之间的间隙内填充有导热硅脂又称散热膏，具体地在下加热电路302-2的上端面上涂覆胶状的导热硅脂，并将这一下加热电路302-2先于导热托板302-3安装于下基座302-1上，然后将导热托板302-3从上往下压合于下加热电路302-2上制成所述的下加热模块302，所述下加热模块302与下基座302-1固定，随着导热硅脂固化在所述的导热托板302-3和下加热电路302-2之间形成了下导热层302-5。
为了避免胶状的导热硅脂受到导热托板302-3和下加热电路302-2之间的挤压而沿导热托板302-3和下加热电路302-2之间的间隙流入中心通道302-4内，使得溢出至中心通道302-4内的多余导热硅脂固化后给操作人员清理中心通道302-4内表面造成困难，因此如图5-7所示，所述导热托板302-3位于中心通道302-4所对应的内缘沿竖直方向朝下延伸形成上凸环302-6，所述上凸环302-6的下端面位于所述下导热层302-5所在水平面的下方。由此通过上凸环302-6的遮挡作用最大程度的避免导热硅脂进入到中心通道302-4内。
优选地，所述导热托板302-3由具有优良导热性能的金属材质制成，例如由金属铝板制成。
实施例五：
基本结构与实施例四相同，区别在于：如图5-7所示，所述下基座302-1和下加热电路302-2之间设有隔热垫302-7。所示隔热垫302-7能够很好的隔绝下加热电路302-2产生的热量与下基座302-1之间的热传递。
实施例六：
基本结构与实施例五相同，区别在于：如图7所示的放大示意图中，所述上凸环302-6 沿竖直方向朝下延伸至上凸环302-6的下端面位于隔热垫302-7上端面所在水平面S1的下方。
实施例七：
基本结构与实施例五相同，区别在于：所述下基座302-1上位于上凸环302-6所对应的位置沿竖直方向朝上外凸形成下凸环302-8，所述上凸环302-6和下凸环302-8相互抵靠。
实施例八：
基本结构与实施例七相同，区别在于：所述隔热垫302-7和上凸环302-6外侧壁之间的间距d1小于所述隔热垫302-7和下凸环302-8外侧壁之间的间距d2。
实施例九：
基本结构与实施例四相同，区别在于：所述导热托板302-3的外缘设有环形的压环302-9，所述的压环302-9与下基座302-1连接，以使得所述导热托板302-3通过压环302-9固定于下基座302-1上。
实施例十：
基本结构与实施例九相同，区别在于：所述压环302-9采用聚醚醚酮材质制成。
实施例十一：
基本结构与实施例四相同，区别在于：所述下基座302-1为圆盘状结构，并且所述下基座302-1和上基座301-1均采用聚醚醚酮材质制成。
实施例十二：
基本结构与实施例一相同，区别在于：所述机盖200的一端与机箱100之间通过铰接轴600铰接，机盖200的另一端与机箱100可拆式连接。此时，所述机盖200与机箱100 远离是指以机盖200远离机箱100的端部随着机盖200的翻转远离机箱100。
实施例十三：
基本结构与实施例十二相同，区别在于：所述机箱100的上表面和处于盖合状态的机盖200下表面之间留有间隙空间400，所述间隙空间400靠近机盖200和机箱100铰接处的后段区域402设有弯曲的迷宫段，所述间隙空间400远离机盖200和机箱100铰接处的前段区域401内设有阻热环500，阻热环500夹紧于机箱100和机盖200之间，所述上加热模块301和下加热模块302的接合处303位于所述间隙空间400的前段区域401和后段区域402之间。
作为优选，如图1所示，所述的上加热模块301和下加热模块302处于合拢状态时该接合处303并非是完全闭合的，即上加热模块301和下加热模块302合围形成的加热腔通过该接合处303的环形间隙与间隙空间400的前段区域401和后段区域402均连通。
这里需要说明的是，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。
Claims (10)
1.一种微流控检测仪加热保温系统，它包括：
机箱(100)，所述机箱(100)内设有设备安装腔；
机盖(200)，所述机盖(200)盖合在机箱(100)上；
其特征在于，它还包括：
加热系统(300)，所述加热系统(300)包括上加热模块(301)和下加热模块(302)，所述的上加热模块(301)和下加热模块(302)分别设于机箱(100)和机盖(200)上，并且随着机盖(200)的开合所述上加热模块(301)和下加热模块(302)相互合拢形成加热腔或者相互远离以使得所述加热腔敞开。
2.根据权利要求1所述的微流控检测仪加热保温系统，其特征在于：所述上加热模块(301)包括上基座(301-1)、上加热电路(301-2)和导热罩(301-3)，所述上基座(301-1)与机盖(200)相连，所述导热罩(301-3)与上基座(301-1)相连，所述上加热电路(301-2)置于上基座(301-1)和导热罩(301-3)之间；
当机盖(200)盖合于机箱(100)上时所述导热罩(301-3)与下加热模块(302)之间形成用于容纳待检测物的加热腔。
3.根据权利要求1所述的微流控检测仪加热保温系统，其特征在于：所述下加热模块(302)包括下基座(302-1)，置于下基座(302-1)上的导热托板(302-3)，以及依序贯穿导热托板(302-3)和下基座(302-1)的中心通道(302-4)，所述导热托板(302-3)和下基座(302-1)之间设有下加热电路(302-2)，所述下加热电路(302-2)沿水平方向位于中心通道(302-4)外，所述导热托板(302-3)和下加热电路(302-2)之间的间隙内填充有导热硅脂以使得所述的导热托板(302-3)和下加热电路(302-2)之间形成下导热层(302-5)。
4.根据权利要求3所述的微流控检测仪加热保温系统，其特征在于：所述导热托板(302-3)位于中心通道(302-4)所对应的内缘沿竖直方向朝下延伸形成上凸环(302-6)，所述上凸环(302-6)的下端面位于所述导热层(302-5)所在水平面的下方。
5.根据权利要求4所述的微流控检测仪加热保温系统，其特征在于：所述下基座(302-1)和下加热电路(302-2)之间设有隔热垫(302-7)。
6.根据权利要求5所述的微流控检测仪加热保温系统，其特征在于：所述上凸环(302-6)沿竖直方向朝下延伸至上凸环(302-6)的下端面位于隔热垫(302-7)上端面所在水平面的下方。
7.根据权利要求5所述的微流控检测仪加热保温系统，其特征在于：所述下基座(302-1)上位于上凸环(302-6)所对应的位置沿竖直方向朝上外凸形成下凸环(302-8)，所述上凸环(302-6)和下凸环(302-8)相互抵靠。
8.根据权利要求7所述的微流控检测仪加热保温系统，其特征在于：所述隔热垫(302-7)和上凸环(302-6)外侧壁之间的间距(d1)小于所述隔热垫(302-7)和下凸环(302-8)外侧壁之间的间距(d2)。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的微流控检测仪加热保温系统，其特征在于：所述机盖(200)的一端与机箱(100)铰接，机盖(200)的另一端与机箱(100)可拆式连接。
10.根据权利要求9所述的微流控检测仪加热保温系统，其特征在于：所述机箱(100)的上表面和处于盖合状态的机盖(200)下表面之间留有间隙空间(400)，所述间隙空间(400)靠近机盖(200)和机箱(100)铰接处的后段区域(402)设有弯曲的迷宫段，所述间隙空间(400)远离机盖(200)和机箱(100)铰接处的前段区域(401)内设有阻热环(500)，阻热环(500)夹紧于机箱(100)和机盖(200)之间，所述上加热模块(301)和下加热模块(302)的接合处(303)位于所述间隙空间(400)的前段区域(401)和后段区域(402)之间。
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