CN113546700B - 一种芯片压紧装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种芯片压紧装置，包括,温控转接板、芯片压盖、温控装置、导热片、制冷片、连接轴、旋转电机、中控模块，温控转接板上设置有用以放置芯片的通孔，通孔内设有用以固定芯片的芯片定位片，芯片定位片上设有第二温度检测器和压力检测器；温控装置设有半导体制冷片和第一温度检测器。随着压紧装置使用次数的增加，压紧装置会存在一些形变，本发明通过芯片承受的压力确定形变状态，并根据压力对旋转电机的旋转角度进行调节，以确保芯片承受的压力一直在合理范围，从而控制温度传递速率与热量利用率，保障了PCR反应温度的稳定性。

Description

一种芯片压紧装置
技术领域
本发明涉及芯片检测技术领域，尤其涉及一种芯片压紧装置。
背景技术
在基因芯片检测过程中，温度控制在PCR(Polymerase Chain Reaction，聚合酶链式反应)扩增过程的决定性因素，是决定着是否能够看到荧光信号的关键技术所在。
温控通常包括三个阶段的温度控制，分别为高温(92℃-96℃)、中温(69℃-73℃)和低温(52℃-56℃)。在一个完整的PCR扩增过程中，基因芯片会在高温阶段变性，然后在低温阶段退火，最后在中温阶段延伸，完成上述三个阶段就完成了一次PCR扩增。一般需要多个上述过程才可以达到预定的荧光检测标准。
相关技术中的芯片锁紧装置包括温控芯片及风机，风门和风场等结构来实现对芯片的温度控制，通过打开或关闭风门来实现风场内热空气和外部室温空气的交换而达到降温的目的。
为了更好的控制芯片反应的温度，通常芯片被放置在一个腔体内，通过对腔体内温度的控制进而控制芯片反应的温度，但是通常的芯片固定装置随着使用次数增加对芯片的压紧会发生变化导致芯片与加热装置间热传导率受影响，不利于PCR实验进行。
发明内容
为此，本发明提供一种芯片压紧装置，用以克服现有技术中芯片固定装置随着使用次数增加对芯片的压紧会发生变化导致芯片与加热装置间热传导率受影响的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种芯片压紧装置，包括：
温控转接板，其上设置有用以放置芯片的通孔，所述通孔内设有用以固定芯片的芯片定位片，所述芯片定位片上设有第二温度检测器和压力检测器；
芯片压盖，其设置在所述温控转接板的上方，用以压紧芯片，所述芯片压盖下设有芯片压紧板，芯片压紧板与所述芯片压盖之间设有压簧；
温控装置，其设置在所述温控转接板下方，所述温控装置内设有半导体制冷片，用以对芯片进行加热，所述温控装置上设有第一温度检测器，第一温度检测器用以检测温控装置的温度；
导热片，其设置在所述温控转接板和所述温控装置之间，用以将所述温控装置的温度传递至芯片；
所述温控转接板设有连接凸起，所述芯片压盖上设有连接耳，所述连接凸起和所述连接耳上分别设有直径相同的同心的通孔，其中，连接耳的通孔上设置有键槽；
连接轴，其同时穿过所述连接凸起和所述连接耳上的通孔，用以连接所述温控转接板和所述芯片压盖，所述连接轴与所述温控转接板过盈配合，与所述芯片压盖通过建连接；
旋转电机，其设置在所述温控转接板上并与所述连接轴上，用以控制所述芯片压盖的压紧力度；
中控模块，其设置在所述温控转接板底部，所述中控模块与所述第二温度检测器、所述压力检测器、所述温控装置、所述第一温度检测器和所述旋转电机分别相连，用以调节各部件工作状态；
所述温控转接板设有卡口，所述芯片压盖上设有卡扣，当进行PCR时，将所述卡扣扣到所述卡口上，所述中控模块控制所述旋转电机旋转初始旋转角度；
所述中控模块内设有不同的反应模式，对于不同的反应模式所述中控模块内设有一一对应的基础压力，当进行PCR时，所述压力检测器检测芯片底端压力，并将底端压力与基础压力进行对比，根据对比结果中控模块对所述旋转电机的旋转角度进行一次调节；
对于不同的反应模式所述中控模块内设有对应的温控装置加热功率，当进行PCR时，中控模块根据反应模式控制所述温控装置按照对应的加热功率进行加热，所述第一温度检测器检测温控装置的上表面温度，中控模块根据温控装置的上表面温度对温控装置的加热功率进行一次调节；
当温控装置的加热功率一次调节完成后，所述第二温度检测器检测芯片的下表面温度并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块根据芯片的下表面温度对所述旋转电机的旋转角度进行二次调节以改变所述温控装置与所述芯片之间的热传导率；
当通过旋转电机的旋转角度不足以改变热传导率时，中控模块根据此时芯片的下表面温度与温控装置的上表面温度对温控装置的加热功率进行二次调节。
进一步地，所述中控模块内设有不同的反应模式，包括，第一反应模式、第二反应模式和第三反应模式，不同反应模式对应PCR反应的不同温度阶段；
所述中控模块内设有旋转电机初始旋转角度Q，当所述卡扣扣到所述卡口上时，中控模块控制所述旋转电机旋转Q角度；
对于不同的反应模式，中控模块设有不同的基础压力，其中，第一反应模式的基础压力为P1，第二反应模式的基础压力为P2，第三反应模式的基础压力为P3；
在对芯片进行压紧时，从中控模块内选取第i反应模式作为反应模式，i＝1，2，3，所述压力检测器检测芯片承受的压力P并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块计算压力P与基础压力Pi的差值的绝对值△P，△P＝|P-Pi|；
所述中控模块内设有压力差值绝对值参数p，中控模块将差值的绝对值△P与压力差值绝对值参数p进行对比，
当△P≤p时，所述中控模块不因芯片承受的压力对旋转电机的旋转角度进行调节；
当△P＞p时，所述中控模块根据差值的绝对值△P对旋转电机的旋转角度进行调节。
进一步地，当P＞Pi时，所述中控模块判定所述芯片压盖对芯片压力过大，中控模块减小旋转电机的旋转角度至Q’，Q’＝Q-△P×q1，其中，q1为差值的绝对值△P对旋转电机的旋转角度第一调节参数。
进一步地，当P＜Pi时，所述中控模块判定所述芯片压盖对芯片压力过小，中控模块加大旋转电机的旋转角度至Q’，Q’＝Q+△P×q2，其中，q2为差值的绝对值△P对旋转电机的旋转角度第二调节参数。
进一步地，所述中控模块内设有温控装置加热功率，其中，第一反应模式下的加热功率为M1，第二反应模式下的加热功率为M2，第三反应模式下的加热功率为M3；
所述中控模块内设有温控装置加热温度标准值，其中，第一反应模式下的加热温度标准值为W1，第二反应模式下的加热温度标准值为W2，第三反应模式下的加热温度标准值为W3；
当中控模块内选取第i反应模式作为反应模式，所述中控模块控制所述温控装置加热功率为Mi，所述第一温度检测器检测温控装置的上表面温度W并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块计算上表面温度W和加热温度标准值为Wi的差值的绝对值△W，△W＝|W-Wi|；
所述中控模块内设有温控装置加热温度差值的绝对值参数w，中控模块将△W与参数w进行对比，其中，
当△W≤w时，所述中控模块判定所述温控装置的上表面温度W在合理范围内；
当△W＞w时，所述中控模块判定所述温控装置的上表面温度W不在合理范围内，中控模块根据△W对所述温控装置加热功率进行调节。
进一步地，当中控模块根据△W对所述温控装置加热功率进行调节且W＞Wi时，所述中控模块减小所述温控装置的加热功率至Wi’，Wi’＝Wi-△W×d，其中，d为加热功率温度调节补偿参数；
当中控模块根据△W对所述温控装置加热功率进行调节且W＜Wi时，所述中控模块加大所述温控装置的加热功率至Wi’，Wi’＝Wi+△W×d；
当所述中控模块将所述温控装置的加热功率调节至Wi’且加热平稳时，所述第一温度检测器检测温控装置的上表面温度W’，中控模块计算上表面温度W’和加热温度标准值为Wi的差值的绝对值△W’并将△W’与参数w进行对比，当△W’≤w时，所述中控模块判定所述温控装置的上表面温度W’在合理范围内；当△W’＞w时，重复上述根据△W对所述温控装置的加热功率调节操作，直至△W’≤w。
进一步地，所述中控模块内设有第一反应模式芯片温度参数组E1,第二反应模式芯片温度参数组E2,第三反应模式芯片温度参数组E3，对于第i反应模式芯片温度参数组Ei，Ei(Ei1,Ei2),其中，Ei1为第i反应模式芯片第一温度参数，Ei2为第i反应模式芯片第二温度参数，Ei1＜Ei2；
当所述中控模块判定所述温控装置的上表面温度在合理范围内时，所述第二温度检测器检测芯片的下表面温度E并将检测结果传递至所述中控模块；所述中控模块将下表面温度E与第i反应模式芯片第一温度参数Ei1和第i反应模式芯片第二温度参数Ei2进行对比：
当E≤Ei1时，所述中控模块判定所述芯片下表面温度低于第i反应模式所需温度；
当Ei1＜E≤Ei2时，所述中控模块判定所述芯片下表面温度在第i反应模式所需温度范围内；
当E＞Ei2时，所述中控模块判定所述芯片下表面温度高于第i反应模式所需温度。
进一步地，当E≤Ei1时，所述中控模块加大所述旋转电机旋转角度，加大后旋转角度为Qd,Qd＝Q’+(Ei1-E)×b1，其中，b1为芯片的下表面温度对电机旋转加大角度调节参数；
所述中控模块内设有最大压力Pz，当中控模块加大所述旋转电机旋转角度时，所述压力检测器实时监测芯片承受的压力Ps并将监测结果传递至所述中控模块，中控模块将芯片实时承受的压力Ps与最大压力Pz进行对比：
当Ps≥Pz时，所述中控模块停止加大所述旋转电机的旋转角度，所述第二温度检测器检测芯片的下表面温度Ez并将检测结果传递至所述中控模块；所述中控模块计算此时下表面温度Ez与第i反应模式芯片第一温度参数Ei1的差值ΔEz，ΔEz＝Ei1-Ez；
所述中控模块根据差值ΔEz将所述温控装置的加热功率至Wi”，Wi”＝Wi’+ΔEz×g1，其中，g1为差值ΔEz对温控装置的加热功率调节参数。
进一步地，当Ps＜Pz时，所述中控模块控制所述旋转电机继续旋转，直至旋转角度达到Qd或Ps≥Pz。
进一步地，当E＞Ei2时，所述中控模块减小所述旋转电机旋转角度，减小后的旋转角度为Qx，Qx＝Q’-(E-Ei2)×b2，其中，b2为芯片的下表面温度对电机旋转减小角度调节参数；
当中控模块减小所述旋转电机旋转角度时，所述压力检测器实时监测芯片承受的压力Pj并将监测结果传递至所述中控模块，中控模块实时监测Pj值的变化量，
当压力Pj不随所述旋转电机转动而减小时，所述中控模块控制所述旋转电机停止转动，所述第二温度检测器检测芯片的下表面温度Ex并将检测结果传递至所述中控模块；所述中控模块计算此时下表面温度Ex与第i反应模式芯片第二温度参数Ei2的差值ΔEx，ΔEx＝Ex-Ei2,中控模块根据差值ΔEx将所述温控装置的加热功率至Wi”，Wi”＝Wi’-ΔEx×g2，其中，g2为差值ΔEx对温控装置的加热功率调节参数。
进一步地，当压力Pj随所述旋转电机转动而减小时，所述中控模块控制所述旋转电机继续转动，直至旋转角度调节为Qx或压力Pj不随所述旋转电机转动而减小。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，中控模块内设有不同的反应模式，对于不同的反应模式所述中控模块内设有一一对应的基础压力，当进行PCR时，所述压力检测器检测芯片底端压力，并将底端压力与基础压力进行对比，根据对比结果中控模块对所述旋转电机的旋转角度进行一次调节；对于不同的反应模式所述中控模块内设有对应的温控装置加热功率，当进行PCR时，中控模块根据反应模式控制所述温控装置按照对应的加热功率进行加热，所述第一温度检测器检测温控装置的上表面温度，中控模块根据温控装置的上表面温度对温控装置的加热功率进行一次调节；当温控装置的加热功率一次调节完成后，所述第二温度检测器检测芯片的下表面温度并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块根据芯片的下表面温度对所述旋转电机的旋转角度进行二次调节以改变所述温控装置与所述芯片之间的热传导率；当通过旋转电机的旋转角度不足以改变热传导率时，中控模块根据此时芯片的下表面温度与温控装置的上表面温度对温控装置的加热功率进行二次调节。随着压紧装置使用次数的增加，压紧装置会存在一些形变，根据芯片承受的压力确定形变状态，并根据压力对旋转电机的旋转角度进行调节，以确保芯片承受的压力一直在合理范围，从而控制温度传递速率与热量利用率，保障了PCR反应温度的稳定性。
尤其，所述中控模块判定所述芯片压盖对芯片压力过大，中控模块减小旋转电机的旋转角度，所述中控模块判定所述芯片压盖对芯片压力过小，中控模块加大旋转电机的旋转角度，当中控模块判定所述芯片压盖对芯片压力过大时，中控模块减小旋转电机的旋转角度；当中控模块判定所述芯片压盖对芯片压力过小时，中控模块加大旋转电机的旋转角度，以确保芯片承受的压力一直在合理范围，从而控制温度传递速率与热量利用率，保障了PCR反应温度的稳定性。
尤其，当中控模块内选取第i反应模式作为反应模式，所述中控模块控制所述温控装置加热功率为Mi，所述第一温度检测器检测温控装置的上表面温度W并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块计算上表面温度W和加热温度标准值为Wi的差值的绝对值△W，当中控模块根据△W对所述温控装置加热功率进行调节且W＞Wi时，所述中控模块减小所述温控装置的加热功率，当中控模块根据△W对所述温控装置加热功率进行调节且W＜Wi时，所述中控模块加大所述温控装置的加热功率，中控模块根据所述温控装置的上表面温度对所述温控装置加热功率进行调节，确保温控装置的加热功率与所需温度匹配，保障了PCR反应温度的稳定性。
进一步地，当所述中控模块判定所述温控装置的上表面温度在合理范围内时，所述第二温度检测器检测芯片的下表面温度E并将检测结果传递至所述中控模块；所述中控模块将下表面温度E与第i反应模式芯片第一温度参数Ei1和第i反应模式芯片第二温度参数Ei2进行对比，检测所述芯片的下表面温度以确定是否符合第i反应模式的温度要求，当不满足要求时对电机旋转角度进行调节，控制芯片与温控装置之间的压紧程度，以控制热传导率，保障了PCR反应温度的稳定性。
尤其，当E≤Ei1时，所述中控模块加大所述旋转电机旋转角度，所述中控模块内设有最大压力Pz，当中控模块加大所述旋转电机旋转角度时，所述压力检测器实时监测芯片承受的压力Ps并将监测结果传递至所述中控模块，中控模块将芯片实时承受的压力Ps与最大压力Pz进行对比，当Ps≥Pz时，所述中控模块停止加大所述旋转电机的旋转角度，中控模块根据调节所述温控装置的加热功率，当芯片下表面温度低于所需的反应温度时，加大所述旋转电机的旋转角度，加大芯片与所述温控装置之间部件的压紧程度，使得温控装置的温度能够更多的传递至芯片，加大了热传导率，同时，在中控模块内设有最大压力Pz，防止温差过高导致旋转角度过大压坏芯片，当压力达到最大压力时，加大温控装置的加热功率，以使芯片的下表面温度达到反应要求，保障了PCR反应温度的稳定性。
尤其，当E＞Ei2时，所述中控模块减小所述旋转电机旋转角度，当中控模块减小所述旋转电机旋转角度时，所述压力检测器实时监测芯片承受的压力Pj并将监测结果传递至所述中控模块，中控模块实时监测Pj值的变化量，当压力Pj不随所述旋转电机转动而减小时，所述中控模块控制所述旋转电机停止转动，所述第二温度检测器检测芯片的下表面温度Ex并将检测结果传递至所述中控模块；所述中控模块计算此时下表面温度Ex与第i反应模式芯片第二温度参数Ei2的差值ΔEx，中控模块根据差值ΔEx将所述温控装置的加热功率至Wi”，当芯片下表面温度高于所需的反应温度时，减小所述旋转电机的旋转角度，降低芯片与所述温控装置之间部件的压紧程度，使得温控装置的温度能够更少的传递至芯片，降低了热传导率，同时，当压力Pj不随所述旋转电机转动而减小，此时再调节旋转角度不能对压紧程度进行改变，继而也不能对热传导率进行改变，此时降低所述温控装置的加热功率，保证芯片的下表面温度达到反应要求，保障了PCR反应温度的稳定性。
附图说明
图1为本发明所述芯片压紧装置的结构示意图；
图2为本发明所述芯片压紧装置的爆炸图。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1与图2所示，图1为本发明所述芯片压紧装置的结构示意图，图2为本发明所述芯片压紧装置的爆炸图。本发明涉及一种芯片压紧装置，包括：
温控转接板1，其上设置有用以放置芯片的通孔11，所述通孔11内设有用以固定芯片的芯片定位片12，所述芯片定位片12上设有第二温度检测器122和压力检测器121。
芯片压盖2，其设置在所述温控转接板1的上方，用以压紧芯片，所述芯片压盖2下设有芯片压紧板21，芯片压紧板21与所述芯片压盖2之间设有压簧22。
温控装置3，其设置在所述温控转接板1下方，所述温控装置3内设有半导体制冷片，用以对芯片进行加热，所述温控装置3上设有第一温度检测器31，第一温度检测器31用以检测温控装置3的温度。
导热片6，其设置在所述温控转接板1和所述温控装置3之间，用以将所述温控装置3的温度传递至芯片。
所述温控转接板1设有连接凸起13，所述芯片压盖2上设有连接耳23，所述连接凸起13和所述连接耳23上分别设有直径相同的同心的通孔，其中，连接耳23的通孔上设置有键槽。
连接轴(图中未画出)，其同时穿过所述连接凸起13和所述连接耳23上的通孔，用以连接所述温控转接板1和所述芯片压盖2，所述连接轴与所述温控转接板1过盈配合，与所述芯片压盖2通过建连接。
旋转电机4，其设置在所述温控转接板1上并与所述连接轴上，用以控制所述芯片压盖2的压紧力度。
中控模块5，其设置在所述温控转接板1底部，所述中控模块5与所述第二温度检测器122、所述压力检测器121、所述温控装置3、所述第一温度检测器31和所述旋转电机4分别相连，用以调节各部件工作状态。
所述温控转接板1设有卡口，所述芯片压盖2上设有卡扣，当进行PCR时，将所述卡扣扣到所述卡口上。
所述中控模块5内设有不同的反应模式，包括，第一反应模式、第二反应模式和第三反应模式，不同反应模式对应PCR反应的不同温度阶段。
所述中控模块5内设有旋转电机4初始旋转角度Q，当所述卡扣扣到所述卡口上时，中控模块5控制所述旋转电机4旋转Q角度。
具体而言，对于不同的反应模式，中控模块5设有不同的基础压力，其中，第一反应模式的基础压力为P1，第二反应模式的基础压力为P2，第三反应模式的基础压力为P3；
在对芯片进行压紧时，从中控模块5内选取第i反应模式作为反应模式，i＝1，2，3，所述压力检测器121检测芯片承受的压力P并将检测结果传递至所述中控模块5，中控模块5计算压力P与基础压力Pi的差值的绝对值△P，△P＝|P-Pi|；
所述中控模块5内设有压力差值绝对值参数p，中控模块5将差值的绝对值△P与压力差值绝对值参数p进行对比，
当△P≤p时，所述中控模块5不因芯片承受的压力对旋转电机4的旋转角度进行调节；
当△P＞p时，所述中控模块5根据差值的绝对值△P对旋转电机4的旋转角度进行调节。
第一反应模式为低温模式，第二反应模式为中温模式，第三反应模式为高温模式。
随着压紧装置使用次数的增加，压紧装置会存在一些形变，根据芯片承受的压力确定形变状态，并根据压力对旋转电机4的旋转角度进行调节，以确保芯片承受的压力一直在合理范围，从而控制温度传递速率与热量利用率，保障了PCR反应温度的稳定性。
具体而言，当P＞Pi时，所述中控模块5判定所述芯片压盖2对芯片压力过大，中控模块5减小旋转电机4的旋转角度至Q’，Q’＝Q-△P×q1，其中，q1为差值的绝对值△P对旋转电机4的旋转角度第一调节参数。
具体而言，当P＜Pi时，所述中控模块5判定所述芯片压盖2对芯片压力过小，中控模块5加大旋转电机4的旋转角度至Q’，Q’＝Q+△P×q2，其中，q2为差值的绝对值△P对旋转电机4的旋转角度第二调节参数。
当中控模块5判定所述芯片压盖2对芯片压力过大时，中控模块5减小旋转电机4的旋转角度；当中控模块5判定所述芯片压盖2对芯片压力过小时，中控模块5加大旋转电机4的旋转角度，以确保芯片承受的压力一直在合理范围，从而控制温度传递速率与热量利用率，保障了PCR反应温度的稳定性。
具体而言，所述中控模块5内设有温控装置3加热功率，其中，第一反应模式下的加热功率为M1，第二反应模式下的加热功率为M2，第三反应模式下的加热功率为M3。
所述中控模块5内设有温控装置3加热温度标准值，其中，第一反应模式下的加热温度标准值为W1，第二反应模式下的加热温度标准值为W2，第三反应模式下的加热温度标准值为W3。
当中控模块5内选取第i反应模式作为反应模式，所述中控模块5控制所述温控装置3加热功率为Mi，所述第一温度检测器31检测温控装置3的上表面温度W并将检测结果传递至所述中控模块5，中控模块5计算上表面温度W和加热温度标准值为Wi的差值的绝对值△W，△W＝|W-Wi|。
具体而言，所述中控模块5内设有温控装置3加热温度差值的绝对值参数w，中控模块5将△W与参数w进行对比，其中，
当△W≤w时，所述中控模块5判定所述温控装置3的上表面温度W在合理范围内；
当△W＞w时，所述中控模块5判定所述温控装置3的上表面温度W不在合理范围内，中控模块5根据△W对所述温控装置3加热功率进行调节。
具体而言，当中控模块5根据△W对所述温控装置3加热功率进行调节且W＞Wi时，所述中控模块5减小所述温控装置3的加热功率至Wi’，Wi’＝Wi-△W×d，其中，d为加热功率温度调节补偿参数；
当中控模块5根据△W对所述温控装置3加热功率进行调节且W＜Wi时，所述中控模块5加大所述温控装置3的加热功率至Wi’，Wi’＝Wi+△W×d；
当所述中控模块5将所述温控装置3的加热功率调节至Wi’且加热平稳时，所述第一温度检测器31检测温控装置3的上表面温度W’，中控模块5计算上表面温度W’和加热温度标准值为Wi的差值的绝对值△W’并将△W’与参数w进行对比，当△W’≤w时，所述中控模块5判定所述温控装置3的上表面温度W’在合理范围内；当△W’＞w时，重复上述根据△W对所述温控装置3的加热功率调节操作，直至△W’≤w。
中控模块5根据所述温控装置3的上表面温度对所述温控装置3加热功率进行调节，确保温控装置3的加热功率与所需温度匹配，保障了PCR反应温度的稳定性。
所述中控模块5内设有第一反应模式芯片温度参数组E1,第二反应模式芯片温度参数组E2,第三反应模式芯片温度参数组E3，对于第i反应模式芯片温度参数组Ei，Ei(Ei1,Ei2),其中，Ei1为第i反应模式芯片第一温度参数，Ei2为第i反应模式芯片第二温度参数，Ei1＜Ei2。
当所述中控模块5判定所述温控装置3的上表面温度在合理范围内时，所述第二温度检测器122检测芯片的下表面温度E并将检测结果传递至所述中控模块5；所述中控模块5将下表面温度E与第i反应模式芯片第一温度参数Ei1和第i反应模式芯片第二温度参数Ei2进行对比：
当E≤Ei1时，所述中控模块5判定所述芯片下表面温度低于第i反应模式所需温度；
当Ei1＜E≤Ei2时，所述中控模块5判定所述芯片下表面温度在第i反应模式所需温度范围内；
当E＞Ei2时，所述中控模块5判定所述芯片下表面温度高于第i反应模式所需温度。
检测所述芯片的下表面温度以确定是否符合第i反应模式的温度要求，当不满足要求时对电机旋转角度进行调节，控制芯片与温控装置3之间的压紧程度，以控制热传导率，保障了PCR反应温度的稳定性。
具体而言，当E≤Ei1时，所述中控模块5加大所述旋转电机4旋转角度，加大后旋转角度为Qd,Qd＝Q’+(Ei1-E)×b1，其中，b1为芯片的下表面温度对电机旋转加大角度调节参数。
所述中控模块5内设有最大压力Pz，当中控模块5加大所述旋转电机4旋转角度时，所述压力检测器121实时监测芯片承受的压力Ps并将监测结果传递至所述中控模块5，中控模块5将芯片实时承受的压力Ps与最大压力Pz进行对比：
当Ps≥Pz时，所述中控模块5停止加大所述旋转电机4的旋转角度，所述第二温度检测器122检测芯片的下表面温度Ez并将检测结果传递至所述中控模块5；所述中控模块5计算此时下表面温度Ez与第i反应模式芯片第一温度参数Ei1的差值ΔEz，ΔEz＝Ei1-Ez；
所述中控模块5根据差值ΔEz将所述温控装置3的加热功率至Wi”，Wi”＝Wi’+ΔEz×g1，其中，g1为差值ΔEz对温控装置3的加热功率调节参数；
当Ps＜Pz时，所述中控模块5控制所述旋转电机4继续旋转，直至旋转角度达到Qd或Ps≥Pz。
当芯片下表面温度低于所需的反应温度时，加大所述旋转电机4的旋转角度，加大芯片与所述温控装置3之间部件的压紧程度，使得温控装置3的温度能够更多的传递至芯片，加大了热传导率，同时，在中控模块5内设有最大压力Pz，防止温差过高导致旋转角度过大压坏芯片，当压力达到最大压力时，加大温控装置3的加热功率，以使芯片的下表面温度达到反应要求，保障了PCR反应温度的稳定性。
具体而言，当E＞Ei2时，所述中控模块5减小所述旋转电机4旋转角度，减小后的旋转角度为Qx，Qx＝Q’-(E-Ei2)×b2，其中，b2为芯片的下表面温度对电机旋转减小角度调节参数。
当中控模块5减小所述旋转电机4旋转角度时，所述压力检测器121实时监测芯片承受的压力Pj并将监测结果传递至所述中控模块5，中控模块5实时监测Pj值的变化量，
当压力Pj不随所述旋转电机4转动而减小时，所述中控模块5控制所述旋转电机4停止转动，所述第二温度检测器122检测芯片的下表面温度Ex并将检测结果传递至所述中控模块5；所述中控模块5计算此时下表面温度Ex与第i反应模式芯片第二温度参数Ei2的差值ΔEx，ΔEx＝Ex-Ei2,中控模块5根据差值ΔEx将所述温控装置3的加热功率至Wi”，Wi”＝Wi’-ΔEx×g2，其中，g2为差值ΔEx对温控装置3的加热功率调节参数；
当压力Pj随所述旋转电机4转动而减小时，所述中控模块5控制所述旋转电机4继续转动，直至旋转角度调节为Qx或压力Pj不随所述旋转电机4转动而减小。
当芯片下表面温度高于所需的反应温度时，减小所述旋转电机4的旋转角度，降低芯片与所述温控装置3之间部件的压紧程度，使得温控装置3的温度能够更少的传递至芯片，降低了热传导率，同时，当压力Pj不随所述旋转电机4转动而减小，此时再调节旋转角度不能对压紧程度进行改变，继而也不能对热传导率进行改变，此时降低所述温控装置3的加热功率，保证芯片的下表面温度达到反应要求，保障了PCR反应温度的稳定性。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种芯片压紧装置，其特征在于，包括：
温控转接板，其上设置有用以放置芯片的通孔，所述通孔内设有用以固定芯片的芯片定位片，所述芯片定位片上设有第二温度检测器和压力检测器；
芯片压盖，其设置在所述温控转接板的上方，用以压紧芯片，所述芯片压盖下设有芯片压紧板，芯片压紧板与所述芯片压盖之间设有压簧；
温控装置，其设置在所述温控转接板下方，所述温控装置内设有半导体制冷片，用以对芯片进行加热，所述温控装置上设有第一温度检测器，第一温度检测器用以检测温控装置的温度；
导热片，其设置在所述温控转接板和所述温控装置之间，用以将所述温控装置的温度传递至芯片；
所述温控转接板设有连接凸起，所述芯片压盖上设有连接耳，所述连接凸起和所述连接耳上分别设有直径相同的同心的通孔，其中，连接耳的通孔上设置有键槽；
连接轴，其同时穿过所述连接凸起和所述连接耳上的通孔，用以连接所述温控转接板和所述芯片压盖，所述连接轴与所述温控转接板过盈配合，与所述芯片压盖通过建连接；
旋转电机，其设置在所述温控转接板上并与所述连接轴上，用以控制所述芯片压盖的压紧力度；
中控模块，其设置在所述温控转接板底部，所述中控模块与所述第二温度检测器、所述压力检测器、所述温控装置、所述第一温度检测器和所述旋转电机分别相连，用以调节各部件工作状态；
所述温控转接板设有卡口，所述芯片压盖上设有卡扣，当进行PCR时，将所述卡扣扣到所述卡口上，所述中控模块控制所述旋转电机旋转初始旋转角度；
所述中控模块内设有不同的反应模式，对于不同的反应模式所述中控模块内设有一一对应的基础压力，当进行PCR时，所述压力检测器检测芯片底端压力，并将底端压力与基础压力进行对比，根据对比结果中控模块对所述旋转电机的旋转角度进行一次调节；
对于不同的反应模式所述中控模块内设有对应的温控装置加热功率，当进行PCR时，中控模块根据反应模式控制所述温控装置按照对应的加热功率进行加热，所述第一温度检测器检测温控装置的上表面温度，中控模块根据温控装置的上表面温度对温控装置的加热功率进行一次调节；
当温控装置的加热功率一次调节完成后，所述第二温度检测器检测芯片的下表面温度并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块根据芯片的下表面温度对所述旋转电机的旋转角度进行二次调节以改变所述温控装置与所述芯片之间的热传导率；
当通过旋转电机的旋转角度不足以改变热传导率时，中控模块根据此时芯片的下表面温度与温控装置的上表面温度对温控装置的加热功率进行二次调节;
所述中控模块内设有不同的反应模式，包括，第一反应模式、第二反应模式和第三反应模式，不同反应模式对应PCR反应的不同温度阶段；
所述中控模块内设有旋转电机初始旋转角度Q，当所述卡扣扣到所述卡口上时，中控模块控制所述旋转电机旋转Q角度;
对于不同的反应模式，中控模块设有不同的基础压力，其中，第一反应模式的基础压力为P1，第二反应模式的基础压力为P2，第三反应模式的基础压力为P3；
在对芯片进行压紧时，从中控模块内选取第i反应模式作为反应模式，i=1，2，3，所述压力检测器检测芯片承受的压力P并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块计算压力P与基础压力Pi的差值的绝对值△P，△P=|P-Pi|；
所述中控模块内设有压力差值绝对值参数p，中控模块将差值的绝对值△P与压力差值绝对值参数p进行对比，
当△P≤p时，所述中控模块不因芯片承受的压力对旋转电机的旋转角度进行调节；
当△P＞p时，所述中控模块根据差值的绝对值△P对旋转电机的旋转角度进行调节;
当P＞Pi时，所述中控模块判定所述芯片压盖对芯片压力过大，中控模块减小旋转电机的旋转角度至Q’，Q’=Q-△P×q1，其中，q1为差值的绝对值△P对旋转电机的旋转角度第一调节参数;
当P＜Pi时，所述中控模块判定所述芯片压盖对芯片压力过小，中控模块加大旋转电机的旋转角度至Q’，Q’=Q+△P×q2，其中，q2为差值的绝对值△P对旋转电机的旋转角度第二调节参数;
所述中控模块内设有温控装置加热功率，其中，第一反应模式下的加热功率为M1，第二反应模式下的加热功率为M2，第三反应模式下的加热功率为M3；
所述中控模块内设有温控装置加热温度标准值，其中，第一反应模式下的加热温度标准值为W1，第二反应模式下的加热温度标准值为W2，第三反应模式下的加热温度标准值为W3；
当中控模块内选取第i反应模式作为反应模式，所述中控模块控制所述温控装置加热功率为Mi，所述第一温度检测器检测温控装置的上表面温度W并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块计算上表面温度W和加热温度标准值为Wi的差值的绝对值△W，△W=|W-Wi|;
所述中控模块内设有温控装置加热温度差值的绝对值参数w，中控模块将△W与参数w进行对比，其中，
当△W≤w时，所述中控模块判定所述温控装置的上表面温度W在合理范围内；
当△W＞w时，所述中控模块判定所述温控装置的上表面温度W不在合理范围内，中控模块根据△W对所述温控装置加热功率进行调节;
当中控模块根据△W对所述温控装置加热功率进行调节且W＞Wi时，所述中控模块减小所述温控装置的加热功率至Wi’， Wi’=Wi-△W×d，其中，d为加热功率温度调节补偿参数；
当中控模块根据△W对所述温控装置加热功率进行调节且W＜Wi时，所述中控模块加大所述温控装置的加热功率至Wi’， Wi’=Wi+△W×d；
当所述中控模块将所述温控装置的加热功率调节至Wi’且加热平稳时，所述第一温度检测器检测温控装置的上表面温度W’， 中控模块计算上表面温度W’和加热温度标准值为Wi的差值的绝对值△W’并将△W’与参数w进行对比，当△W’≤w时，所述中控模块判定所述温控装置的上表面温度W’在合理范围内；当△W’＞w时，重复上述根据△W对所述温控装置的加热功率调节操作，直至△W’≤w;
所述中控模块内设有第一反应模式芯片温度参数组E1, 第二反应模式芯片温度参数组E2, 第三反应模式芯片温度参数组E3，对于第i反应模式芯片温度参数组Ei，Ei（Ei1,Ei2）,其中，Ei1为第i反应模式芯片第一温度参数，Ei2为第i反应模式芯片第二温度参数，Ei1＜ Ei2；
当所述中控模块判定所述温控装置的上表面温度在合理范围内时，所述第二温度检测器检测芯片的下表面温度E并将检测结果传递至所述中控模块；所述中控模块将下表面温度E与第i反应模式芯片第一温度参数Ei1和第i反应模式芯片第二温度参数Ei2进行对比：
当E≤Ei1时，所述中控模块判定所述芯片下表面温度低于第i反应模式所需温度；
当Ei1＜E≤Ei2时，所述中控模块判定所述芯片下表面温度在第i反应模式所需温度范围内；
当E＞Ei2时，所述中控模块判定所述芯片下表面温度高于第i反应模式所需温度;
当E≤Ei1时，所述中控模块加大所述旋转电机旋转角度，加大后旋转角度为Qd,Qd=Q’+(Ei1-E)×b1，其中，b1为芯片的下表面温度对电机旋转加大角度调节参数；
所述中控模块内设有最大压力Pz，当中控模块加大所述旋转电机旋转角度时，所述压力检测器实时监测芯片承受的压力Ps并将监测结果传递至所述中控模块，中控模块将芯片实时承受的压力Ps与最大压力Pz进行对比：
当Ps≥Pz时，所述中控模块停止加大所述旋转电机的旋转角度，所述第二温度检测器检测芯片的下表面温度Ez并将检测结果传递至所述中控模块；所述中控模块计算此时下表面温度Ez与第i反应模式芯片第一温度参数Ei1的差值ΔEz，ΔEz= Ei1-Ez；
所述中控模块根据差值ΔEz将所述温控装置的加热功率至Wi”，Wi”= Wi’+ΔEz×g1，其中，g1为差值ΔEz对温控装置的加热功率调节参数。
2.根据权利要求1所述的芯片压紧装置，其特征在于，当Ps＜Pz时，所述中控模块控制所述旋转电机继续旋转，直至旋转角度达到Qd或Ps≥Pz。
3.根据权利要求2所述的芯片压紧装置，其特征在于，当E＞Ei2时，所述中控模块减小所述旋转电机旋转角度，减小后的旋转角度为Qx，Qx= Q’-(E-Ei2)×b2，其中，b2为芯片的下表面温度对电机旋转减小角度调节参数；
当中控模块减小所述旋转电机旋转角度时，所述压力检测器实时监测芯片承受的压力Pj并将监测结果传递至所述中控模块，中控模块实时监测Pj值的变化量，
当压力Pj不随所述旋转电机转动而减小时，所述中控模块控制所述旋转电机停止转动，所述第二温度检测器检测芯片的下表面温度Ex并将检测结果传递至所述中控模块；所述中控模块计算此时下表面温度Ex与第i反应模式芯片第二温度参数Ei2的差值ΔEx，ΔEx= Ex-Ei2,中控模块根据差值ΔEx将所述温控装置的加热功率至Wi”，Wi”= Wi’-ΔEx×g2，其中，g2为差值ΔEx对温控装置的加热功率调节参数。
4.根据权利要求3所述的芯片压紧装置，其特征在于，当压力Pj随所述旋转电机转动而减小时，所述中控模块控制所述旋转电机继续转动，直至旋转角度调节为Qx或压力Pj不随所述旋转电机转动而减小。
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