CN114739075A - 用于程序降温仪降温的方法及装置、程序降温仪 - Google Patents

Abstract

本申请涉及生物医疗技术领域，公开一种用于程序降温仪降温的方法，包括在降温过程中，样本温度降低至结晶温度的情况下，控制第一电磁阀和第二电磁阀均开启；在腔体温度降低至第一阈值的情况下，关闭第一电磁阀和第二电磁阀，并控制启动电加热模块；在腔体温度与样本温度的差值小于第二阈值的情况下，控制关闭电加热模块。在样本温度降低至结晶温度时，通过输入大量液氮进行制冷以吸收样本溶液结冰时所产生的热量，使得样本细胞外溶液能够顺利结冰，实现样本细胞脱水，避免了降温过程中样本细胞内形成冰晶从而对样本造成物理损伤的情况，增强了程序降温仪的适用性。本申请还公开一种用于程序降温仪降温的装置及程序降温仪。

Description

用于程序降温仪降温的方法及装置、程序降温仪

技术领域

本申请涉及生物医疗技术领域，例如涉及一种用于程序降温仪降温的方法及装置、程序降温仪。

背景技术

目前，程序降温仪由于其精确控制降温的优点，在生物医疗领域得到了广泛的应用，程序降温仪多通过设定降温程序来控制降温的方式，从而精确控制降温速率，但是，程序降温仪在控制降温的过程中，腔体温度与冻存物的温度之间往往存在着误差，极大地影响了程序降温仪控制降温的精确性。

相关技术公开了根据腔体温度和线性自抗扰控制算法对冻存物的温度进行精确控制的方案，减少了腔体温度与冻存物的温度之间的误差对程序降温仪降温控制的影响。

在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：

采用相关技术进行程序降温的过程中，由于样本细胞外的溶液结冰时会释放热量，导致样本温度低于结晶温度时可能存在细胞外溶液仍然没有结冰的情况，造成溶液过冷，而过冷度较大时细胞内的水分会产生冰晶，从而对样本细胞造成物理损伤，保存效果不佳，适用性较低。

发明内容

为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

本公开实施例提供了一种用于程序降温仪降温的方法及装置、程序降温仪，以避免降温过程中样本细胞内形成冰晶从而对样本细胞造成物理损伤的情况，提高程序降温仪对生物样本的保存效果，增强程序降温仪的适用性。

在一些实施例中，所述程序降温仪包括用于储存样本的腔体、用于对腔体加热的电加热模块、第一电磁阀和第二电磁阀；其中，第一电磁阀和第二电磁阀均开启的情况下，输入腔体的液氮流量最大，第一电磁阀和第二电磁阀均关闭的情况下，停止向腔体输送液氮；所述方法包括：在降温过程中，样本温度降低至结晶温度的情况下，控制第一电磁阀和第二电磁阀均开启；在腔体温度降低至第一阈值的情况下，关闭第一电磁阀和第二电磁阀，并控制启动电加热模块；在腔体温度与样本温度的差值小于第二阈值的情况下，控制关闭电加热模块。

在一些实施例中，所述装置包括：处理器和存储有程序指令的存储器，上述处理器被配置为在执行上述程序指令时，执行上述的用于程序降温仪降温的方法。

在一些实施例中，所述程序降温仪包括：用于储存样本的腔体、用于对腔体加热的电加热模块、用于向腔体输送液氮以进行制冷的第一电磁阀和第二电磁阀、用于容纳样本的冻存容器和用于使液氮汽化的风机；以及上述的用于程序降温仪降温的装置。

本公开实施例提供的用于程序降温仪降温的方法及装置、程序降温仪，可以实现以下技术效果：

在降温过程中，样本温度降低至结晶温度的情况下，控制第一电磁阀和第二电磁阀均开启，使得液氮大量的进入腔体，腔体的温度快速下降。在腔体温度降低至第一阈值的情况下，关闭第一电磁阀和第二电磁阀，并控制启动电加热模块，使得腔体温度回升。在腔体温度与样本温度的差值小于第二阈值的情况下，控制关闭电加热模块。在样本温度降低至结晶温度时，通过输入大量液氮进行制冷以吸收样本溶液结冰时所产生的热量，使得样本细胞外溶液能够顺利结冰，实现样本细胞脱水，避免了降温过程中样本细胞内形成冰晶从而对样本造成物理损伤的情况，提高了程序降温仪对生物样本的保存效果，增强了程序降温仪的适用性。

以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：

图1是本公开实施例提供的一个用于程序降温仪降温的方法的示意图；

图2是本公开实施例提供的另一个用于程序降温仪降温的方法的示意图；

图3是本公开实施例提供的另一个用于程序降温仪降温的方法的示意图；

图4是本公开实施例提供的另一个用于程序降温仪降温的方法的示意图；

图5是本公开实施例提供的另一个用于程序降温仪降温的方法的示意图；

图6是本公开实施例提供的一个用于程序降温仪降温的装置的示意图。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。

本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。

本公开实施例中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，A/B表示：A或B。

术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，表示：A或B，或，A和B这三种关系。

术语“对应”可以指的是一种关联关系或绑定关系，A与B相对应指的是A与B之间是一种关联关系或绑定关系。

本公开实施例公开了一种程序降温仪，包括用于储存样本的腔体、用于对腔体加热的电加热模块、用于容纳样本细胞的冻存容器、用于向腔体内输送液氮的电磁阀模块和用于使液氮汽化的风机。电磁阀模块包括第一电磁阀和第二电磁阀。具体的，程序降温仪制冷通过液氮实现，液氮通过两路电磁阀进入腔体，通过腔体内的喷射环流出，再通过风机高速运行，液态氮转换为气态，汽化吸热，从而使腔体内的温度下降。程序降温仪加热的实现是通过高速运行的风机将电加热模块的热量带入腔体内，从而实现腔体内的温度上升。程序降温仪还包括腔体温度传感器和样本传感器，分别用于检测腔体温度和样本温度。其中，样本传感器和腔体传感器均可以为多个，避免单个传感器出现故障，影响程序降温仪的降温程序的执行。第一电磁阀和第二电磁阀均开启的情况下，输入腔体的液氮流量最大，第一电磁阀和第二电磁阀均关闭的情况下，停止向腔体输送液氮。

基于上述的程序降温仪的结构：

结合图1所示，本公开实施例提供一种用于程序降温仪降温的方法，包括：

S01，程序降温仪在降温过程中，样本温度降低至结晶温度的情况下，控制第一电磁阀和第二电磁阀均开启。

S02，程序降温仪在腔体温度降低至第一阈值的情况下，关闭第一电磁阀和第二电磁阀，并控制启动电加热模块。

S03，程序降温仪在腔体温度与样本温度的差值小于第二阈值的情况下，控制关闭电加热模块。

采用本公开实施例提供的用于程序降温仪降温的方法，能在降温过程中，样本温度降低至结晶温度的情况下，控制第一电磁阀和第二电磁阀均开启。使得液氮大量的进入腔体，腔体的温度快速下降，将样本溶液结冰所释放的热量带走，使得样本溶液结冰能够顺利进行。而样本溶液外围的稀溶液优先结冰，造成未结冰的溶液浓度上升，由于渗透压的作用，样本细胞内的水分流向浓度高样本溶液，实现样本细胞脱水，避免了样本细胞内产生冰晶。在腔体温度降低至第一阈值的情况下，关闭第一电磁阀和第二电磁阀，并控制启动电加热模块。在通过输入大量液氮将热量吸收完毕后，拉大了腔体和样本的温差，导致降温速率的精确控制难以实现，因此启动电加热模块对腔体进行加热，使得腔体温度回升。在腔体温度与样本温度的差值小于第二阈值的情况下，控制关闭电加热模块。此时，腔体温度与样本温度接近，程序降温仪能够精确地控制降温速率。在样本温度降低至结晶温度时，通过输入大量液氮吸收样本溶液结冰时所产生的热量，避免了降温过程中样本细胞内形成冰晶从而对样本造成物理损伤的情况，即通过降温过程中的植冰操作提高了程序降温仪对生物样本的保存效果，增强了程序降温仪的适用性。

可选地，结合图2所示，程序降温仪按照如下方法判断是否处于所述降温过程中：

S21，程序降温仪实时检测样本温度。

S22，程序降温仪在样本温度连续下降且持续设定时长的情况下，确定处于降温过程中。

这样，程序降温仪实时检测样本温度，并在样本温度连续下降且持续设定时长的情况下，确定处于降温过程中。即在程序降温仪确保处于降温控制的过程中，才执行植冰操作。，保证了程序降温仪的稳定运行。例如，通过传感器实时监测样本溶液的温度变化，实时检测200ms内传感器的温度检测值并存储，2S内的连续10次记录分别为T1，T2，T3，T4，T5，T6，T7，T8，T9，T10，T10为当前温度，T1为2S之前的温度，如果所有温度均满足T10>T9>T8>T7>T6>T5>T4>T3>T2>T1，则执行植冰操作。

可选地，结合图3所示，程序降温仪按照如下方法确定第一阈值：

S31，程序降温仪根据第一关系，确定与样本的冻存体积对应的温度值。

S32，程序降温仪将温度值确定为第一阈值。

其中，冻存体积与温度值负相关。

这样，由于冻存体积与样本溶液结冰时所产生的热量相关联，冻存体积越大，样本溶液结冰时所产生的热量越多，自然腔体温度需要更低才能够迅速吸收上述产生的热量。程序降温仪根据第一关系确定与样本的冻存体积对应的温度值，并将上述的温度值确定为第一阈值，从而第一阈值与冻存体积相适应。因此，程序降温仪的腔体温度降低至第一阈值的情况下，液氮的制冷量能够将样本溶液结冰所产生的热量全部吸收，从而使样本细胞外的溶液顺利结冰，实现样本细胞的脱水，避免样本细胞内冰晶的形成从而降低物理损伤。

可选地，结合图4所示，所述控制启动所述电加热模块，包括：

S41，程序降温仪获取腔体当前的第一温度和样本当前的第二温度。

S42，程序降温仪根据第一温度和第二温度的差值，确定电加热模块的目标功率。

S43，程序降温仪按照目标功率控制电加热模块运行。

采用本公开实施例提供的用于程序降温仪降温的方法，程序降温仪获取腔体当前的第一温度和样本当前的第二温度，并根据第一温度和第二温度的差值确定电加热模块的目标功率，最后按照目标功率控制电加热模块运行。为了能够使腔体温度快速接近样本温度，使程序降温仪能够精确地控制样本的降温速率，通过腔体当前的温度和样本温度的温度差值确定对应的电加热模块的功率，这样，目标功率与当前的温度差值相适应，能够使当前的制热功率效率与当前的温度情况相匹配，保证了程序降温仪的降温控制的精确性。

可选地，程序降温仪根据第一温度和第二温度的差值，确定电加热模块的目标功率，包括：程序降温仪根据第二关系，确定与第一温度和第二温度的差值对应的运行功率；程序降温仪将运行功率确定为目标功率。

其中，第一温度和第二温度的差值与运行功率正相关。

这样，程序降温仪根据第二关系确定与第一温度和第二温度的差值对应的运行功率，并将运行功率确定为目标功率。能够使目标功率与腔体温度和样本温度当前的温度差值相适应，提高了电加热模块的制热效率，使腔体温度能够快速接近样本温度，保证了程序降温仪降温控制的精确性。

结合图5所示，本公开实施例提供一种用于程序降温仪降温的方法，包括：

S01，程序降温仪在降温过程中，样本温度降低至结晶温度的情况下，控制第一电磁阀和第二电磁阀均开启。

S02，程序降温仪在腔体温度降低至第一阈值的情况下，关闭第一电磁阀和第二电磁阀，并控制启动电加热模块。

S03，程序降温仪在腔体温度与样本温度的差值小于第二阈值的情况下，控制关闭电加热模块。

S51，程序降温仪控制程序降温仪按照原降温程序进行降温。

其中，原降温程序为样本温度降低至结晶温度前的降温程序。

采用本公开实施例提供的用于程序降温仪降温的方法，在关闭电加热模块后，程序降温仪控制程序降温仪按照原降温程序进行降温。通过控制电加热模块制热使执行植冰操作后的腔体温度能够快速接近样本温度，使程序降温仪能够较为容易的控制样本温度的降温速率，保证了降温程序的稳定运行。

可选地，原降温程序包括：程序降温仪根据冻存容器的容积，确定风速控制模型；程序降温仪根据样本的降温速率和风速控制模型，调节风机的转速，以使样本的当前降温速率与目标降温速率相匹配。

这样，程序降温仪根据冻存容器的容积确定风速控制模型，并根据冻存物的降温速率和风速控制模型调节风机的转速，以使冻存物的当前降温速率与目标降温速率相匹配。针对不同容积的冻存容器，采用与之对应风速控制模型控制风机运行，能够使冻存容器的所需的冷量与容积相适应，避免了降温过程中冻存液提前结冰的情况，减少了冻存容器的容积对程序降温仪降温控制的影响，提高了程序降温仪的适用性。

可选地，程序降温仪根据冻存容器的容积，确定风速控制模型，包括：程序降温仪根据预设的对应关系，确定与容积对应的风速模型；程序降温仪将风速模型确定为风速控制模型。

这样，程序降温仪根据预设的对应关系确定与容积对应的风速模型，并将风速模型确定为风速控制模型，能够针对不同容积的冻存容器，采用与之对应风速控制模型以控制风机运行，能够使冻存容器的所需的冷量与容积相适应，避免了降温过程中样本溶液提前结冰的情况。

可选地，程序降温仪根据样本的降温速率和风速控制模型，调节风机的转速，包括：程序降温仪根据目标降温速率和风速控制模型，确定风机的目标转速；程序降温仪调节风机的转速至目标转速；程序降温仪在风机的转速调节至目标转速后的设定时长内，根据当前降温速率和目标降温速率，调节风机的转速。

这样，程序降温仪根据目标降温速率和风速控制模型确定风机的目标转速，并调节风机的转速至目标转速。使风机按照目标风速运行能够使冷量与冻存容器的容积相适应，避免样本溶液提前结冰，而无法达到冻存效果的情况。最后，程序降温仪在风机的转速调节至目标转速后的设定时长内，根据当前降温速率和目标降温速率调节风机的转速，提高了降温控制的准确性。另外，在设定时长内调整风机的转速能够避免因为温度波动导致风速一直处于调整状态，从而提高了程序降温仪的降温控制的稳定性。

可选地，程序降温仪根据目标降温速率和风速控制模型，确定风机的目标转速，包括：程序降温仪根据风速控制模型，确定与目标降温速率对应的风机转速；程序降温仪将风机转速确定为目标转速；其中，风速控制模型包括参照降温速率和与参照降温速率对应的风机转速。

这样，由于风速控制模型是通过冻存容器的容积确定的，因此，风速控制模型与冻存容器的容积相适应。风速控制模型包括参照降温速率和风机转速。因此，程序降温仪根据风速控制模型确定与目标降温速率对应的风机转速，并将风机转速确定为目标转速，将风机调节至目标转速就能够使液氮汽化产生的冷量与冻存容器的容积相适应。在实际使用的过程中，程序降温仪能够将目标降温速率与参照降温速率进行匹配，从而确定与参照降温速率对应的风机转速。

可选地，程序降温仪根据当前降温速率和目标降温速率，调节风机的转速，包括：程序降温仪在当前降温速率大于目标降温速率第三阈值的情况下，降低风机的转速；程序降温仪在当前降温速率小于目标降温速率第四阈值的情况下，提高风机的转速。

其中，第三阈值可以等于第四阈值，具体根据需要进行设定。

这样，程序降温仪在当前降温速率大于目标降温速率第三阈值的情况下，降低风机的转速。程序降温仪在当前降温速率小于目标降温速率第四阈值的情况下，提高风机的转速。在将风机的转速调节到目标转速之后的设定时长内，根据当前的降温速率调节风机转速，能够保证样本的当前降温速率处于正常的偏差范围内。

可选地，原降温程序还包括：程序降温仪根据目标降温速率，控制第一电磁阀和第二电磁阀的开合，以控制进入腔体的液氮的流量。

这样，程序降温仪根据目标降温速率，控制第一电磁阀和第二电磁阀的开合，以控制进入腔体的液氮的流量。通过目标降温速率调节电磁阀模块的开度，即第一电磁阀和第二电磁阀的开合，能够使液氮的流量与降温速率相适应，提高了程序降温仪降温控制的准确性。

可选地，程序降温仪按照如下方法确定所述目标降温速率：程序降温仪根据初始腔体温度与样本的目标样品温度确定设定降温速率；程序降温仪根据设定降温速率，启动线性自抗扰控制算法，得到目标降温速率。

其中，本实施例采用的算法为线性自抗扰控制LADRC(Linear ActiveDisturbance Rejection Control)。自抗扰控制ADRC(Active Disturbance RejectionControl)主要是由TD(跟踪-微分器)，ESO(扩张状态观测器)，NLSEF(非线性状态误差反馈控制律)三个部分组成TD主要是用于获得微分信号并实现过渡过程的配置，ESO主要是用于估计出实时估计系统的状态和扰动信息，NLSEF主要是用于实现非线性状态与扰动的状态反馈，从而把充满扰动、不确定性和非线性的被控对象还原成标准的积分串联型，实现扰动的主动抑制与消减，所谓的ADRC就是在扰动明显影响系统的最终输出前，主动从被控对象的输入输出信号中提取扰动的信息，然后尽快地控制信号把它消除，从而可以大大地降低被控量的影响。而LADRC则略去了跟踪-微分器(TD)配置过渡过程部分，将重点放在状态观测器ESO以及非线性组合控制规律的线性简化上，利用积分思想，将扩张状态观测器线性化，并将参数与ESO的带宽联系，简化了ESO的设计，采用一个简单的PD控制组合，并且将比例系数，微分时间常数与控制器的带宽相联系，简化了控制器的整定。

这样，程序降温仪根据初始腔体温度与样本的目标样品温度确定设定降温速率。并根据设定降温速率，启动线性自抗扰控制算法，得到目标降温速率。采用线性自抗扰控制算法确定目标降温速率，根据目标降温速率控制进行降温，来实现程序降温仪降温的整体算法，相比于传统的非线性的自抗扰控制算法，参数较少，调节更加简单，参数的整定计算的减少，可以实现快速地控制目标，提高了程序降温仪降温控制的效率。例如，程序降温仪通过线性自抗扰控制算法主动从电磁阀模块(即第一电磁阀和第二电磁阀)的输入输出信号中提取扰动信息，然后尽快地控制信号把扰动信息的影响消除，从而可以极大地降低电磁阀扰动信息的影响，生成消除扰动信息影响的控制信号来控制电磁阀的开度以控制进入程序降温仪腔体的制冷剂的流量，减少了程序降温仪降温的波动度，提高了对降温速率控制的精确度。

可选地，程序降温仪根据初始腔体温度与冻存物的目标样品温度确定设定降温速率，包括：程序降温仪获取腔体温度与样本温度的第三对应关系；程序降温仪根据第三对应关系，确定与目标样本温度对应的目标腔体温度；程序降温仪根据目标腔体温度与初始腔体温度，确定设定降温速率。

这样，通过获取腔体温度与样本温度的第三对应关系，可以获得与目标样本温度对应的目标腔体温度，并根据腔体温度与初始腔体温度获得设定降温速率，程序降温仪通过精准地控制腔体温度即可实现对样本的温度的精准控制。

可选地，程序降温仪根据目标腔体温度与初始腔体温度，确定设定降温速率，包括：程序降温仪获取目标腔体温度与初始腔体温度的第三差值；获取腔体温度差值和温度变化速率的第五对应关系，根据第五对应关系，确定与第三差值对应的设定降温速率。

这样，根据第五对应关系和目标腔体温度与初始腔体温度，获得设定降温速率，可以将初始腔体温度及时的降低至目标腔体温度，从而使冻存物的温度快速降低至目标样品温度，实现精准降温，提高了程序降温仪的降温效率。

可选地，程序降温仪根据目标降温速率，控制第一电磁阀和第二电磁阀的开合，包括：程序降温仪在当前降温速率小于目标降温速率的情况下，控制第一电磁阀开启，第二电磁阀关闭，根据目标降温速率，控制第一电磁阀的开度；程序降温仪在当前降温速率大于与目标降温速率的情况下，控制第一电磁阀和第二电磁阀开启，根据目标降温速率，控制第一电磁阀和第二电磁阀的开度。

这样，当当前降温速率小于目标降温速率时，此时为程序降温仪小速率的降温控制，仅仅需要调节一路电磁阀的开度即可实现对液氮流量的控制，当当前降温速率大于或等于目标降温速率时，此时为程序降温仪大速率的降温控制，倘若仅仅通过调整一路电磁阀的开度对液氮流量进行控制，由于为大速率的降温控制，一路电磁阀可能无法实现当前降温速率的降温控制所需的液氮的流量，因此采用双路电磁阀，并且采用两路电磁阀能更加精准地控制流入程序降温仪箱体的液氮的流量，实现更近准的降温控制，例如：倘若需要电磁阀将开度控制在200ml/min，单独采用一路电磁阀的开度为200ml/min，并且仅能对一路电磁阀的开度进行控制以控制液氮的流量，而采用两路电磁阀，仅需要将两路电磁阀开度分别控制为100ml/min即可，减少了电磁阀的负担，延长了使用寿命，并且可以分别对两路电磁阀的开度进行控制，以对液氮流量进行更加精确的控制，提高了程序降温仪降温的精度。程序降温仪根据目标降温速率控制两路电磁阀的开度以控制进入程序降温仪腔体的液氮的流量，提高了对程序降温仪降温控制的精确性。

可选地，用于程序降温仪降温的方法，还包括：程序降温仪根据程序降温仪当前的腔体温度和目标腔体温度控制启动制热包括：获取程序降温仪当前的第一腔体温度；若第一腔体温度低于目标腔体温度，启动制热并持续设定时间，获取制热过程中的第一温度变化趋势；根据第一温度变化趋势，预测设定时间后的第二腔体温度；若第二腔体温度小于目标腔体温度，继续启动制热，直至大于或等于目标腔体温度。

这样，若程序降温仪当前的第一腔体温度低于目标腔体温度，说明此时的样本温度低于目标样本温度，可能导致样本的提前结晶或者结冰，造成样本的损伤。此时，为了避免上述情况，需要尽快的将程序降温仪当前的腔体温度拉回到目标腔体温度之上，通过控制启动制热，将程序降温仪当前的腔体温度强制提高，但是腔体温度不能无限制的提高，倘若腔体温度过高，会导致样本温度过高，造成样本保藏失败、实验失败和经济损失，因此，采用强制制热和随动制热的动态补偿方案，控制启动制热持续设定时间，并预测设定时间后的第二腔体温度，若第二腔体温度小于目标腔体温度，继续启动制热，直至大于或等于目标腔体温度，通过预测设定时间后的第二腔体温度，不仅能够保证程序降温仪的腔体温度不至于因为制热而过高导致样本的损坏，还能减少制热的持续时间，减少能耗，节省系统资源。因此，通过强制制热和随动制热的制热补偿法案对程序降温仪当前的第一腔体温度低于目标腔体温度的情况进行补偿，提高了程序降温仪降温的精确度。

可选地，程序降温仪启动制热并持续设定时间包括：程序降温仪获取第一腔体温度与目标腔体温度的第二差值；程序降温仪获取腔体温度差值、电加热模块功率和风机转速的第三对应关系；程序降温仪根据第三对应关系，控制启动电加热模块调整至与第二差值对应的设定功率，控制风机调整至与第二差值对应的设定转速，并持续设定时间。

这样，程序降温仪根据第一腔体温度和目标腔体温度的第二差值以及第三对应关系，控制电加热模块的功率调整至设定功率，控制风机转速调整至设定转速，并持续设定时间，可以使程序降温仪实现精确地制热，通过调整风机转速以及电加热模块的功率，实现对程序降温仪制热温度精确的控制，有利于程序降温仪对腔体温度过低的情况进行补偿，提高了程序降温仪降温的精确度。

结合图6所示，本公开实施例提供一种用于程序降温仪降温211的装置，包括处理器(processor)100和存储器(memory)101。可选地，该装置还可以包括通信接口(Communication Interface)102和总线103。其中，处理器100、通信接口102、存储器101可以通过总线103完成相互间的通信。通信接口102可以用于信息传输。处理器100可以调用存储器101中的逻辑指令，以执行上述实施例的用于程序降温仪降温的方法。

此外，上述的存储器101中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

存储器101作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序，如本公开实施例中的方法对应的程序指令/模块。处理器100通过运行存储在存储器101中的程序指令/模块，从而执行功能应用以及数据处理，即实现上述实施例中用于程序降温仪降温的方法。

存储器101可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端设备的使用所创建的数据等。此外，存储器101可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器。

本公开实施例提供了一种程序降温仪，包括用于储存样本的腔体、用于对腔体加热的电加热模块、第一电磁阀、第二电磁阀、用于容纳样本的冻存容器和用于使液氮汽化的风机，其中，第一电磁阀和第二电磁阀均开启的情况下，输入腔体的液氮流量最大，第一电磁阀和第二电磁阀均关闭的情况下，停止向腔体输送液氮；以及上述的用于程序降温仪降温的装置。

本公开实施例提供了一种存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为执行上述用于程序降温仪降温的方法。

上述的存储介质可以是暂态存储介质，也可以是非暂态存储介质。

本公开实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括一个或多个指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本公开实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质可以是非暂态存储介质，包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等多种可以存储程序代码的介质，也可以是暂态存储介质。

以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。而且，本申请中使用的用词仅用于描述实施例并且不用于限制权利要求。如在实施例以及权利要求的描述中使用的，除非上下文清楚地表明，否则单数形式的“一个”(a)、“一个”(an)和“所述”(the)旨在同样包括复数形式。类似地，如在本申请中所使用的术语“和/或”是指包含一个或一个以上相关联的列出的任何以及所有可能的组合。另外，当用于本申请中时，术语“包括”(comprise)及其变型“包括”(comprises)和/或包括(comprising)等指陈述的特征、整体、步骤、操作、元素，和/或组件的存在，但不排除一个或一个以上其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或这些的分组的存在或添加。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。本文中，每个实施例重点说明的可以是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分可以互相参见。对于实施例公开的方法、产品等而言，如果其与实施例公开的方法部分相对应，那么相关之处可以参见方法部分的描述。

本领域技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，可以取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。所述技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法以实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本公开实施例的范围。所述技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本文所披露的实施例中，所揭露的方法、产品(包括但不限于装置、设备等)，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，可以仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例。另外，在本公开实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。在附图中的流程图和框图所对应的描述中，不同的方框所对应的操作或步骤也可以以不同于描述中所披露的顺序发生，有时不同的操作或步骤之间不存在特定的顺序。例如，两个连续的操作或步骤实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

Claims (10)

1.一种用于程序降温仪降温的方法，其特征在于，所述程序降温仪包括用于储存样本的腔体、用于对所述腔体加热的电加热模块、第一电磁阀和第二电磁阀；其中，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀均开启的情况下，输入所述腔体的液氮流量最大，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀均关闭的情况下，停止向所述腔体输送液氮；所述方法包括：

在降温过程中，样本温度降低至结晶温度的情况下，控制所述第一电磁阀和所述第二电磁阀均开启；

在腔体温度降低至第一阈值的情况下，关闭所述第一电磁阀和所述第二电磁阀，并控制启动所述电加热模块；

在所述腔体温度与所述样本温度的差值小于第二阈值的情况下，控制关闭所述电加热模块。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照如下方法判断是否处于所述降温过程中：

实时检测所述样本温度；

在所述样本温度连续下降且持续设定时长的情况下，确定处于所述降温过程中。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照如下方法确定所述第一阈值：

根据第一关系，确定与样本的冻存体积对应的温度值；

将所述温度值确定为所述第一阈值；

其中，所述冻存体积与所述温度值负相关。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制启动所述电加热模块，包括：

获取所述腔体当前的第一温度和所述样本当前的第二温度；

根据所述第一温度和所述第二温度的差值，确定所述电加热模块的目标功率；

按照所述目标功率控制所述电加热模块运行。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一温度和所述第二温度的差值，确定所述电加热模块的目标功率，包括：

根据第二关系，确定与所述第一温度和所述第二温度的差值对应的运行功率；

将所述运行功率确定为所述目标功率。

6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述控制关闭所述电加热模块后，还包括：

控制所述程序降温仪按照原降温程序进行降温；

其中，所述原降温程序为所述样本温度降低至所述结晶温度前的降温程序。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述程序降温仪还包括用于容纳所述样本的冻存容器和用于使液氮汽化的风机；所述原降温程序包括：

根据所述冻存容器的容积，确定风速控制模型；

根据所述样本的降温速率和所述风速控制模型，调节所述风机的转速，以使所述样本的当前降温速率与目标降温速率相匹配。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述原降温程序还包括：

根据所述目标降温速率，控制所述第一电磁阀和所述第二电磁阀的开合，以控制进入所述腔体的液氮的流量。

9.一种用于程序降温仪降温的装置，包括处理器和存储有程序指令的存储器，其特征在于，所述处理器被配置为在执行所述程序指令时，执行如权利要求1至8任一项所述的用于程序降温仪降温的方法。

10.一种程序降温仪，其特征在于，包括用于储存样本的腔体、用于对所述腔体加热的电加热模块、第一电磁阀、第二电磁阀、用于容纳所述样本的冻存容器和用于使液氮汽化的风机，其中，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀均开启的情况下，输入所述腔体的液氮流量最大，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀均关闭的情况下，停止向所述腔体输送液氮；以及如权利要求9所述的用于程序降温仪降温的装置。

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