CN212255479U - 热控系统与温度校正装置 - Google Patents

Abstract

一种热控系统与温度校正装置，该热控系统包括一温度校正装置与一热控装置。温度校正装置包括多个电阻器。热控装置用以测量多个电阻器以取得对应的多个测量电阻值，并且依据多个测量电阻值与多个电阻器的多个电阻值产生多个电阻校正参数。热控装置更用以依据该多个电阻校正参数调整热控装置中的多个第一位置所对应的多个第一测量温度值，以取得多个第一位置所对应的多个第一温度值。

Description

热控系统与温度校正装置

技术领域

本实用新型涉及一种热控系统，特别涉及一种热控系统中的温度校正装置。

背景技术

随着科技进步，交通工具的便利加速了传染性疾病的传播速率。如SARS、禽流感、登革热等疾病的传染，是现今全球所需面对的挑战。如何建构有效的防治策略，快速地进行疑似病例的检测与确认，进行早期隔离或确认治疗的方式，是现在检测医学所努力的目标。因此真对传染性疾病的“实时就地检测手段”的研发，是一个相当重要的议题。

目前多使用快筛免疫学，虽然能在30分钟内进行初步筛检，但仅适合检测高浓度抗原检体，且仅适用于少数传染性疾病，因此有其限制性。若采以分子检测方法，相对来说能够提供高准确度的检测分析，但就目前技术上，由于需要多种大型昂贵机台才能操作，而且需要专业人员操作复杂程序，故这种技术仅能在少部分大型的研发中心与临床分析实验室才能够进行检测。再者，目前的校正技术需要通过电脑校正软件同时连结机台与外部校正装置传输校正数据，进行校正工作时的设置复杂且操作繁琐。因此，要如何发展能够克服上述问题的相关技术为本领域重要的课题。

发明内容

本实用新型的一实施例公开一种热控系统，包括一温度校正装置与一热控装置。温度校正装置包括多个电阻器。热控装置用以测量多个电阻器以取得对应的多个测量电阻值，并且依据多个测量电阻值与多个电阻器的多个电阻值产生多个电阻校正参数。热控装置更用以依据多个电阻校正参数调整热控装置中的多个第一位置所对应的多个第一测量温度值，以取得多个第一位置所对应的多个第一温度值。

在一实施例中，该温度校正装置用以测量该多个第一位置，以取得该多个第一测量温度值。

在一实施例中，该热控装置包括：一存储器，用以存储该多个电阻校正参数；以及一处理器，用以存取该存储器所存储的该多个电阻校正参数，并接收该温度校正装置所传送的该多个第一测量温度值，且对该多个电阻校正参数以及该多个第一测量温度值进行运算，以产生该多个第一温度值。

在一实施例中，该热控装置包括：多个加热致冷器，用以加热或冷却该多个第一位置；以及多个第一温度感测器，用以测量该多个第一位置以取得该多个第一测量温度值。

在一实施例中，该温度校正装置还包括：多个第二温度感测器，用以测量该热控装置中的多个第二位置，以取得多个第二测量温度值；其特征在于，该热控装置更用以依据该多个电阻校正参数调整该多个第二测量温度值，以取得该多个第二位置所对应的多个第二温度值。

本实用新型的又另一实施例公开一种温度校正装置，应用于一热控装置，温度校正装置包括多个第一温度感测器与多个电阻器。多个第一温度感测器用以测量热控装置中多个第一位置以取得多个第一测量温度值。多个电阻器具有多个电阻值与由热控装置测量多个电阻器而得的多个测量电阻值。其中热控装置用以依据多个电阻值与多个测量电阻值产生多个电阻校正参数，并且依据多个电阻校正参数调整多个第一测量温度值，以取得热控装置中多个第一位置对应的多个第一温度值。

在一实施例中，该热控装置包括：多个加热致冷器，用以加热或冷却该热控装置中多个第二位置；以及多个第二温度感测器，用以测量该多个第二位置以取得多个第二测量温度值；其特征在于，该热控装置更用以对该多个第二测量温度值与该多个电阻校正参数进行运算，以产生该多个第二位置对应的多个第二温度值。

附图说明

图1为根据本公开的一实施例所示出的分析仪器的功能方框图。

图2为根据本公开的一实施例所示出的热控系统的功能方框图。

图3为根据本公开的一实施例所示出的热控方法的流程图。

附图标记说明：

10：分析仪器

100：热控系统

110：温度校正装置

120：热控装置

112：电阻器组

114、212a：温度感测器组

210：加热致冷单元

220：控制单元

222：处理器

224：控制器

224a：模拟数字转换器

226：存储器单元

226a：挥发性存储器

226b：非易失性存储器

212：基板

Z1～Zk、S1～Sm：温度感测器

Q1～Qk、P1～Pm：位置

TQ1～TQk、TP1～TPm：测量温度值

T1～Tj：加热致冷器

R1～Rn：电阻器

b1：电阻校正参数组

b2：内部温度校正参数组

b3：外部温度校正参数组

S310、S320、S330：步骤

具体实施方式

于本文中，除非另有定义，本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本实用新型所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。将进一步理解的是，诸如在通常使用的字典中定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术和本实用新型的上下文中的含义一致的含义，并且将不被解释为理想化的或过度正式的意义，除非本文中明确地这样定义。此外，虽然本文中使用“第一”、“第二”、…等用语描述不同元件，该用语仅是用以区别以相同技术用语描述的元件或操作。除非上下文清楚指明，否则该用语并非特别指称或暗示次序或顺位，亦非用以限定本实用新型。

以下将以附图公开本公开的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本公开。也就是说，在本公开内容部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。

图1为根据本公开的一实施例所示出的分析仪器的功能方框图。如图1所示，分析仪器10包括热控系统100，热控系统100包括温度校正装置110与热控装置120。在一些实施例中，分析仪器10可为核酸检测仪或全自动核酸分析仪或其他分析仪器。在一些实施例中，热控系统100不限于应用于分析仪器10，热控系统100也可以应用于其他需要控制温度的任何种类的仪器。

温度校正装置110包括电阻器组112与温度感测器组114。在一些实施例中，温度感测器组114用以测量热控装置120中的多个位置以取得对应的多个测量温度值。在一些实施例中，热控装置120通过测量温度感测器组114中的多个热敏电阻器以取得对应的多个测量电阻值，并且对该多个热敏电阻器的该多个测量电阻值进行运算以取得该多个测量温度值。

在一般的作法中，前述热控装置120测量温度感测器组114、电阻器组112或其他电阻器时所得的测量电阻值不一定准确。举例来说，上述测量热敏电阻器所得的测量电阻值可能大于或小于该热敏电阻器实际的电阻值。

相较于上述的作法，本实用新型实施例依据多个电阻校正参数调整多个测量电阻值以取得对应的多个电阻值，然后再对多个电阻值进行运算以取得多个温度值。换言之，在一些实施例中，本实用新型实施例对多个电阻校正参数与多个测量温度值进行运算，以取得实际的多个温度值，具体方式将参照图2所示实施例进行以下说明。

在一些实施例中，电阻器组112的多个电阻值为已知信息，举例来说可以通过购买电阻器组112时厂商提供的信息而得知，也可以通过其他准确的三用电表测量电阻器组112而得知。在一些实施例中，热控装置120用以测量电阻器组112以取得多个测量电阻值，并且依据多个测量电阻值与电阻器组112的多个电阻值产生多个电阻校正参数。在一些实施例中，多个电阻校正参数可以包括多个电阻值与多个测量电阻值的差值，也可以包括其他能够表述多个电阻值与多个测量电阻值之间关系的参数。在一些实施例中，电阻器组112可以包含多个高精密电阻器或其他类型的电阻器。

在一些实施例中，电阻值与温度值可以互相换算，只要知道其中一者便可通过两者间的数学关系计算得出另一者。在一些实施例中，多个测量温度值是换算自多个测量电阻值，而实际的多个温度值是换算自实际的多个电阻值，其中多个电阻值可能不同于多个测量电阻值，因此多个温度值可能不同于多个测量温度值。

图2为根据本公开的一实施例所示出的热控系统的功能方框图。如图2所示，热控系统100包括温度校正装置110与热控装置120，其中温度校正装置110与热控装置120的功能及相互操作关系如上所述，故于此不再赘述。在一些实施例中，如图2所示，热控装置120包括加热致冷单元210与控制单元220。加热致冷单元210用以加热或冷却基板212上的多个位置。控制单元220用以控制加热致冷单元210，使得基板212上的多个位置的温度值到达使用者所欲的温度值。控制单元220更用以测量多个位置的多个测量温度值，并且依据多个测量温度值产生实际的多个温度值。

其次，如图2所示，在一些实施例中，控制单元220包括处理器222、控制器224与存储器单元226。控制器224用以接收来自加热致冷单元210与温度校正装置110的多个信号，并且传输控制信号至加热致冷单元210，其中多个信号包含电阻组112的多个测量电阻值与基板212的多个测量温度值。处理器222用以对多个信号以及存储器单元226中的多个参数进行运算以取得多个温度值。存储器单元226用以存储多个参数，并且提供多个参数至处理器222。

在一些实施例中，控制器224可以是一微控制器(microcontroller)，但本实用新型不限于此，控制器224也可以是其他有控制功能的电子元件。在一些实施例中，处理器222可以是一中央处理器(central processing unit)、一通用处理器(general-purposeprocessor)或一数字信号处理器(digital signalprocessor，DSP)，但本实用新型并不限于此。在一些实施例中，处理器222的功能可由控制器224执行。

在一些实施例中，控制器224包括模拟数字转换器224a。模拟数字转换器224a用以转换前述多个信号，特别是将模拟信号转换为数字信号，以利处理器222进行运算的操作。

在一些实施例中，存储器单元226包括挥发性存储器226a及非易失性存储器226b。在一些实施例中，挥发性存储器226a可以是静态随机存取存储器(SRAM)或是动态随机存取存储器(DRAM)，但本实用新型并不限于此。在一些实施例中，非易失性存储器226b可以是只读存储器(ROM)、电子可抹除式可程序化只读存储器(EEPROM)、硬盘(hard disk)或固态硬盘(solid-state disk)，但本实用新型并不限于此。

在一些实施例中，加热致冷单元210包括基板(heating base)212、多个加热致冷器(thermoelectric cooling device，TEC device)T1～Tj以及温度感测器组212a。在一些实施例中，温度感测器组212a包含多个温度感测器Z1～Zk，其中j与k皆为正整数。上述温度感测器Z1～Zk用以测量基板212中多个位置Q1～Qk，以取得对应位置Q1～Qk的多个测量温度值TQ1～TQk。举例来说，温度感测器Z1用以测量位置Q1以取得对应位置Q1的测量温度值TQ1，温度感测器Z2用以测量位置Q2以取得对应位置Q2的测量温度值TQ2，以此类推，温度感测器Zk用以测量位置Qk以取得对应位置Qk的测量温度值TQk。

在一些实施例中，基板212亦可称为加热基板，可以是由易于导热的材质所制成，例如金属，但本实用新型并不限定于此。在一些实施例中，加热致冷器T1～Tj依据来自控制器224的控制信号加热或冷却基板212。在一些实施例中，加热致冷器T1～Tj可以是加热致冷芯片(thermoelectric cooling IC)、也可以是利用传统的电热器及风扇所实现的加热致冷装置或者是其他具有调整温度功能的装置。

在一些实施例中，加热致冷器的数量T1～Tj与位置Q1～Qk的数量相等，也就是j与k相等，加热致冷器T1用以加热位置Q1，加热致冷器T2用以加热位置Q2，以此类推，加热致冷器Tj用以加热位置Qj。

需说明的是，加热致冷器T1～Tj的位置不一定要对应位置Q1～Qk。在本实用新型实施例中，加热致冷器T1～Tj的位置与位置Q1～Qk的关系并不限于上述实施例。加热致冷器T1～Tj的位置与位置Q1～Qk的其他关系亦在本公开思及的范围内。举例来说，在一些实施例中，位置Q1与Q2可以共同被加热致冷器T1加热。在一些实施例中，加热致冷器T1与T2可以共同加热位置Q1。在一些实施例中，位置Q1～Qk都由同一个加热致冷器T1加热。

在一些实施例中，温度校正装置110包括电阻器组112与温度感测器组114。在一些实施例中，电阻器组112包含多个电阻器R1～Rn。在一些实施例中，温度感测器组114包含多个温度感测器S1～Sm。其中n与m皆为正整数。

在一些实施例中，温度感测器S1～Sm用以测量基板212中多个位置P1～Pm，以取得对应位置P1～Pm的多个测量温度值TP1～TPm。举例来说，温度感测器S1用以测量位置P1以取得对应位置P1的测量温度值TP1，温度感测器S2用以测量位置P2以取得对应位置P2的测量温度值TP2，以此类推，温度感测器Sm用以测量位置Pm以取得对应位置Pm的测量温度值TPm。

在一些实施例中，位置P1～Pm用以放置一些实验物体，位置P1～Pm例如是各别试管的各别底部的位置，然而本实用新型并不限制于此。在一些实施例中，位置Q1～Qk用以被加热致冷器T1～Tj加热，并且将热能传导至位置P1～Pm。在一些实施例中，可以通过一数学模型从位置Q1～Qk的温度值计算而得出位置P1～Pm的温度值。

需说明的是，如前所述，在本实用新型实施例中，加热致冷器T1～Tj的位置与位置Q1～Qk的关系不限于本文所述的实施例。在本实用新型实施例中，电阻器R1～Rn的位置、加热致冷器T1～Tj的位置、位置Q1～Qk与位置P1～Pm之间的关系亦不限于本文所述的实施例。电阻器R1～Rn的位置、加热致冷器T1～Tj的位置、位置Q1～Qk与位置P1～Pm之间的其他关系亦在本公开思及的范围内。此外，在本实用新型实施例中，加热致冷器T1～Tj的数量、位置Q1～Qk的数量、位置P1～Pm与电阻器R1～Rn的数量亦不限于本文所述的实施例。在不同的实施例中，m、n、j、k可以是相同的正整数也可以是不同的正整数。

在一些实施例中，非易失性存储器226b用以存储电阻校正参数组b1、内部温度校正参数组b2与外部温度校正参数组b3。在一些实施例中，温度感测器是通过热敏电阻的电阻值会随温度变化此一特性实现测量温度的功能，因此热控装置120测量温度感测器中热敏电阻以取得对应的测量电阻值，并且换算该测量电阻值以取得测量温度值。在一些实施例中，外部温度校正参数组b3用以表述温度感测器S1～Sm中热敏电阻的测量电阻值与其测量温度值TP1～TPm的对应关系。换而言之，依据温度感测器S1～Sm中热敏电阻的测量电阻值与外部温度校正参数组b3进行运算便可以得到测量温度值TP1～TPm，而依据测量温度值TP1～TPm与外部温度校正参数组b3进行运算也可以得到热控装置120测量温度感测器S1～Sm中热敏电阻所得的测量电阻值。类似的，在一些实施例中，内部温度校正参数组b2表述温度感测器Z1～Zk中热敏电阻的测量电阻值与对应的位置Q1～Qk的测量温度值TQ1～TQk的对应关系。在一些实施例中，上述换算与运算的操作由处理器222执行。

在一般的作法中，热控装置120测量温度感测器中热敏电阻而取得的测量电阻值可能不准确，使得对应的测量温度值不准确。相较于上述的作法，本实用新型实施例通过电阻校正参数组b1调整测量电阻值，也就是调整对应的测量温度值，以取得正确的温度值。在一些实施例中，温度感测器可以是温度感测器Z1～Zk，也可以是温度感测器S1～Sm。

在一些实施例中，电阻器R1～Rn对应的多个电阻值为已知信息，依据该多个电阻值与热控装置120测量电阻器R1～Rn所得的多个测量电阻值产生电阻校正参数组b1，对电阻校正参数组b1与测量温度值进行运算可以取得实际的温度值。在一些实施例中，上述运算的操作由处理器222执行。

举例来说，在一些实施例中，电阻器R1的电阻值为10k欧姆(10千欧姆)，但热控装置120测量电阻器R1所取得的测量电阻值为12k欧姆，因此电阻校正参数组b1便存储了当测量电阻值为12k欧姆时，对应实际的电阻值应为10k欧姆此一信息，接着，热控装置120测量温度感测器S1中的热感电阻取得的测量电阻值为12k欧姆，通过外部温度校正参数组b3可以换算出当该测量电阻值为12k欧姆时，温度感测器S1测量位置P1所得的对应的测量温度值TP1为摄氏28度，但通过电阻校正参数组b1可以得知，当该测量电阻值为12k欧姆时，实际的电阻值为10k欧姆，所以通过外部温度校正参数组b3换算出10k欧姆所对应的实际温度值为摄氏25度，综上所述可以得知位置P1的实际温度值为摄氏25度而非摄氏28度。总结来说，在一些实施例中，通过电阻校正参数组b1调整测量温度值可以得到实际的温度值。

在一些实施例中，处理器222用以存取存储器226所存储的电阻校正参数组b1，并接收温度校正装置110所传送的多个测量温度值TP1～TPm或TQ1～TQk，且对电阻校正参数组b1以及该多个测量温度值TP1～TPm或TQ1～TQk进行运算，以产生多个温度值。

在一些实施例中，热控系统100包含温度感测器Z1～Zk，而不包含温度感测器S1～Sm。在一些实施例中，热控系统100包含温度感测器S1～Sm，而不包含温度感测器Z1～Zk。在一些实施例中，热控系统100既包含温度感测器S1～Sm，也包含温度感测器Z1～Zk。

在一些实施例中，控制单元220通过一校正过程控制加热致冷单元210，将基板上的一个或多个位置加热或冷却至多个目标温度。在一些实施例中，上述一或多个位置可以是位置P1～Pm中的至少一位置，也可以是位置Q1～Qk中的至少一位置。表1的第一列呈现该多个目标温度。表1的第二列呈现对应上述一或多个位置的温度感测器所测量到的多个测量温度值。表1的第三列呈现通过电阻校正参数组b1调整多个测量温度值所得出的多个温度值。如表1所示，在一些实施例中，通过电阻校正参数组b1调整所得出的温度值比起测量温度值更接近目标温度值。

目标温度值	95.0	50.0	58.0	60.0	42.0
						测量温度值	94.9	50.8	58.5	60.5	42.8
调整后的温度值	94.9	49.9	57.9	59.9	41.9

表1

综上所述，在一些实施例中，温度校正装置110可以协助热控装置120进行校正工作。在一些实施例中，温度校正装置110具有可以轻松携带的尺寸，因此可以提升维护热控装置120时的便利性。在一些实施例中，使用者仅须执行分析仪器10内建的自动化校正程序即可完成检测与校正工作，因此可以提升热控装置120维护的简易性。

图3为根据本公开的一实施例所示出的热控方法的流程图。在一些实施例中，图3所示的热控方法可以应用于图2所示的热控系统100。请参照图3与图2，在步骤S310，通过多个温度感测器测量热控装置120中的多个位置，以取得多个测量温度值。在一些实施例中，前述多个温度感测器可以是温度感测器S1～Sm也可以是温度感测器Z1～Zk。在一些实施例中，前述多个位置可以是位置P1～Pm也可以是位置Q1～Qk。在一些实施例中，前述多个测量温度值可以是测量温度值TP1～TPm也可以是测量温度值TQ1～TQk。

在步骤S320，基于温度校正装置110中的多个电阻器R1～Rn对应的多个电阻值与通过该热控装置120测量多个电阻器R1～Rn所得的多个测量电阻值取得多个电阻校正参数。在一些实施例中，电阻校正参数组b1包括前述多个电阻校正参数。

在步骤S330，对多个电阻校正参数以及多个测量温度值进行运算，以取得多个位置对应的多个温度值。

在一些实施例中，图3所示的热控方法还包括通过多个加热致冷器T1～Tj加热或冷却多个位置Q1～Qk，通过热控装置120中的多个温度感测器Z1～Zk测量热控装置120中的多个位置Q1～Qk以取得多个测量温度值TQ1～TQk。

在一些实施例中，图3所示的热控方法还包括通过温度校正装置110中的多个温度感测器S1～Sm测量热控装置120中的多个位置P1～Pm以取得多个测量温度值TP1～TPm。

综上所述，本实用新型的实施例的热控系统、热控方法及温度校正装置，可以提升控制温度时的精准度，并且提升维护热控装置时的便利性与简易性。

虽然本实用新型已以实施例公开如上，然其并非用以限定本实用新型，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本实用新型的构思和范围内，当可作些许的变动与润饰，故本实用新型的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (7)

1.一种热控系统，包括：

一温度校正装置，包括多个电阻器；以及

一热控装置，用以测量该多个电阻器以取得对应的多个测量电阻值，并且依据该多个测量电阻值与该多个电阻器的多个电阻值产生多个电阻校正参数；

其特征在于，该热控装置更用以依据该多个电阻校正参数调整该热控装置中的多个第一位置所对应的多个第一测量温度值，以取得该多个第一位置所对应的多个第一温度值。

2.如权利要求1所述的热控系统，其特征在于，该温度校正装置用以测量该多个第一位置，以取得该多个第一测量温度值。

3.如权利要求2所述的热控系统，其特征在于，该热控装置包括：

一存储器，用以存储该多个电阻校正参数；以及

一处理器，用以存取该存储器所存储的该多个电阻校正参数，并接收该温度校正装置所传送的该多个第一测量温度值，且对该多个电阻校正参数以及该多个第一测量温度值进行运算，以产生该多个第一温度值。

4.如权利要求1所述的热控系统，其特征在于，该热控装置包括：

多个加热致冷器，用以加热或冷却该多个第一位置；以及

多个第一温度感测器，用以测量该多个第一位置以取得该多个第一测量温度值。

5.如权利要求4所述的热控系统，其特征在于，该温度校正装置还包括：

多个第二温度感测器，用以测量该热控装置中的多个第二位置，以取得多个第二测量温度值；

该热控装置更用以依据该多个电阻校正参数调整该多个第二测量温度值，以取得该多个第二位置所对应的多个第二温度值。

6.一种温度校正装置，应用于一热控装置，该温度校正装置包括：

多个第一温度感测器，用以测量该热控装置中多个第一位置以取得多个第一测量温度值；以及

多个电阻器，具有多个电阻值与由该热控装置测量该多个电阻器而得的多个测量电阻值；

其特征在于，该热控装置用以依据该多个电阻值与该多个测量电阻值产生多个电阻校正参数，并且依据该多个电阻校正参数调整该多个第一测量温度值，以取得该热控装置中该多个第一位置对应的多个第一温度值。

7.如权利要求6所述的温度校正装置，其特征在于，该热控装置包括：

多个加热致冷器，用以加热或冷却该热控装置中多个第二位置；以及

多个第二温度感测器，用以测量该多个第二位置以取得多个第二测量温度值；

该热控装置更用以对该多个第二测量温度值与该多个电阻校正参数进行运算，以产生该多个第二位置对应的多个第二温度值。

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