JPH0234048B2 - EKITAIYOKINOONDOSEIGYOSOCHI - Google Patents

EKITAIYOKINOONDOSEIGYOSOCHI

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JPH0234048B2
JPH0234048B2 JP16031481A JP16031481A JPH0234048B2 JP H0234048 B2 JPH0234048 B2 JP H0234048B2 JP 16031481 A JP16031481 A JP 16031481A JP 16031481 A JP16031481 A JP 16031481A JP H0234048 B2 JPH0234048 B2 JP H0234048B2
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JP
Japan
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temperature
liquid
temperature sensor
heater
heat
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JPS5862564A (en
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Sadao Tezuka
Yasuhiko Tanaka
Kunihiko Matsumura
Tadao Yamamoto
Nobuyoshi Suzuki
Toshio Tsurukawa
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Olympus Corp
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Olympus Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L7/00Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B21/00Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B21/02Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2321/00Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B2321/02Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effects; using Nernst-Ettinghausen effects
    • F25B2321/021Control thereof

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、病院、各種の化学分析機関などにお
いて多数の検体、例えば血液試料の化学分析を行
なう分析機において、検体を反応させたり、比色
測定するための容器の温度制御装置に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is an analyzer for chemically analyzing a large number of samples, such as blood samples, in hospitals and various chemical analysis institutions. This invention relates to a temperature control device.

例えば比色測定においてフローセルを用いる場
合、反応を終了した順次の検体を反応容器からフ
ローセルへ次々に移送し、各検体をフローセル内
に留めておいて少なくとも一回比色測定を行なう
ことが行なわれている。このようにフローセルに
は、少なくともフローセルを満たす量の検体が一
定量の空気で隔絶されて送られてきて、フローセ
ル内に停止している間に急激に加熱または冷却し
て所定の期間所定の温度に保つ必要がある。最近
の化学分析機の処理能率は高く、きわめて多数の
検体を短時間の内に処理するようになつてきてい
る。したがつてフローセル内で検体を所定の温度
まで加熱または冷却するのも短時間で行なわなけ
ればならない。さらに最近の化学分析機の傾向と
して、使用する検体量、試薬量を可能な限り少な
くすることが意図されており、そのためフローセ
ルも小さくなつているので、フローセル内の検体
の温度制御装置も小形とし、分析機全体も小形に
できるようにする必要がある。
For example, when using a flow cell for colorimetric measurements, the samples that have undergone reaction are transferred one after another from the reaction container to the flow cell, and each sample is retained in the flow cell and colorimetrically measured at least once. ing. In this way, a sample in an amount that at least fills the flow cell is separated by a certain amount of air and is sent to the flow cell, and while it is stopped in the flow cell, it is rapidly heated or cooled to maintain a predetermined temperature for a predetermined period of time. need to be kept. The processing efficiency of recent chemical analyzers is high, and they are now able to process an extremely large number of specimens in a short period of time. Therefore, it is necessary to heat or cool the sample to a predetermined temperature within the flow cell in a short time. Furthermore, the recent trend in chemical analyzers is to reduce the amount of sample and reagent used as much as possible, and the flow cells are also becoming smaller, so the temperature control device for the sample in the flow cell is also becoming smaller. , it is necessary to make the entire analyzer compact.

従来、フローセル内の検液を制御する方法とし
ては恒温液槽を用いたもの、フローセルに直接加
熱、冷却手段を設けたものが知られている。恒温
液槽を用いるものでは、水またはエチレングリコ
ールなどの熱媒体を用い、この中に容器を収容
し、熱媒体の温度を制御して検体の温度を所望の
設定温度に維持するようにしている。しかし、こ
の場合、熱媒体の容積はフローセルの容積の数百
倍乃至数千倍も必要となり、装置全体がきわめて
大形化する欠点がある。また、このように大容積
の熱媒体の温度制御にも大形の装置が必要であ
り、高価となる。また、恒温液槽の熱容量が非常
に大きいので、設定温度を変える場合、その温度
に達するまで非常に長い時間がかかる欠点もあ
る。このことは温度変動があつた場合、平衝状態
に達するまでの時間が長くかかり、反応特性が悪
いことを意味し、したがつて制御精度も悪くな
る。
Conventionally, methods using a constant temperature liquid bath and methods in which the flow cell is provided with direct heating and cooling means are known as methods for controlling the test liquid in the flow cell. In those that use a constant temperature liquid bath, a heating medium such as water or ethylene glycol is used, and a container is housed in this, and the temperature of the heating medium is controlled to maintain the temperature of the specimen at the desired set temperature. . However, in this case, the volume of the heat medium is required to be hundreds to thousands of times larger than the volume of the flow cell, resulting in a drawback that the entire device becomes extremely large. Moreover, a large-sized device is required to control the temperature of such a large-volume heat medium, which is expensive. Furthermore, since the heat capacity of the thermostatic liquid bath is very large, there is also the drawback that when changing the set temperature, it takes a very long time to reach the specified temperature. This means that when there is a temperature fluctuation, it takes a long time to reach an equilibrium state, resulting in poor reaction characteristics and, therefore, poor control accuracy.

このような欠点を除去するために、第1図Aお
よびBに示すようにフローセル1の対向する上下
面または側面に、例えばペルチエ素子より成る一
対のサーモモジユール2a,2bを取付けると共
にこれらの面と直交する面に一対の温度センサ3
a,3bを取付けたものが提案されている。この
フローセル1内に導入管4を経て検液を導入し、
温度センサ3a,3bの出力によつてサーモモジ
ユール2a,2bを加熱または冷却して検液を所
定の温度に維持している間に光源5からの光をコ
リメータレンズ6を経てフローセル1を透過して
受光素子7に入射させて比色測定を行ない、測定
後は検体を排出管8を経てフローセル1外へ排出
するものである。サーモモジユール2a,2bを
ベルチエ素子を以つて構成する場合、これに加え
る電圧の極性を変えることにより冷却または加熱
を選択的に行なうことができるが、このためには
電源は正、負両極性を持つものとする必要があ
り、複雑で高価となる。また冷却から加熱または
この逆に切換わる時点で必らずデツドゾーンがあ
り、この時点で外乱を受けたときには温度安定性
が悪くなる欠点がある。また、熱的な応答が悪
く、高精度の制御を行なうことは困難である。さ
らにタイムシーケンスにしたがい順次の検体をフ
ローセル内へ導入する工程を数十回,数百回と繰
返して行くと、熱容量が増加し、フローセル内の
温度と設定温度との差が次第に大きくなり、所謂
オフセツトが生ずる欠点もある。
In order to eliminate such defects, a pair of thermomodules 2a and 2b made of, for example, Peltier elements are attached to the opposing upper and lower surfaces or side surfaces of the flow cell 1, as shown in FIGS. 1A and B, and these surfaces are A pair of temperature sensors 3 on a plane orthogonal to
A model with a and 3b attached has been proposed. A test solution is introduced into this flow cell 1 through the introduction tube 4,
While the thermomodules 2a and 2b are heated or cooled by the outputs of the temperature sensors 3a and 3b to maintain the test liquid at a predetermined temperature, light from the light source 5 is transmitted through the flow cell 1 via the collimator lens 6. The sample is made incident on the light receiving element 7 for colorimetric measurement, and after the measurement, the sample is discharged to the outside of the flow cell 1 through the discharge pipe 8. When the thermomodules 2a and 2b are constructed using Bertier elements, cooling or heating can be performed selectively by changing the polarity of the voltage applied to them. It is complicated and expensive. Furthermore, there is always a dead zone at the time of switching from cooling to heating or vice versa, and there is a drawback that temperature stability deteriorates when disturbances occur at this point. Furthermore, the thermal response is poor, making it difficult to perform highly accurate control. Furthermore, as the process of sequentially introducing samples into the flow cell according to the time sequence is repeated dozens or even hundreds of times, the heat capacity increases and the difference between the temperature inside the flow cell and the set temperature gradually increases. There is also the drawback that offset occurs.

このようにフローセル内に順次に導入される液
体を短時間で所定の設定温度とし、この状態を所
定期間維持することは非常に困難であり、幾つか
の困難な問題を解決する必要がある。例えば各検
体について考えると短時間の内に2回の外乱が入
り、環境温度が18〜28℃の範囲で変動すると共に
電源変動も10%あるような悪条件の下で、例えば
設定温度を10秒の間37゜±0.2゜の範囲内に維持する
といつた極めて厳しい票求を満たす必要があり、
しかも装置全体を小形とすると共に安価とする必
要がある。
In this way, it is extremely difficult to bring the liquids sequentially introduced into the flow cell to a predetermined set temperature in a short period of time and maintain this state for a predetermined period of time, and it is necessary to solve several difficult problems. For example, considering each specimen, under adverse conditions such as two disturbances occurring within a short period of time, the environmental temperature fluctuating in the range of 18 to 28 degrees Celsius, and the power supply fluctuating by 10%, for example, the set temperature may be changed to 10%. It is necessary to meet extremely strict requirements such as maintaining the temperature within a range of 37° ± 0.2° for 2 seconds.
Moreover, it is necessary to make the entire device small and inexpensive.

さらに上述したような温度制御を行なうために
はフローセル内の温度を検知する必要があり、こ
のためには温度センサをフローセル内に配置すれ
ばよいが、フローセル内にあると順次の検液間で
のコンタミネーシヨンが生じ、洗浄等の手段を構
ずる必要があると共に液体中に浸漬されるため耐
久性にも問題が生ずる。このような欠点を除去す
るために、温度センサをフローセルの外部へ配置
する必要があるが、フローセル内の液体の温度を
正確に検出することは非常に難かしくなり、特に
加熱源の近くに配置するとそれから受ける熱の影
響が大きく、精度は悪くなる。このような欠点を
除去するために加熱源から遠く離して配置するこ
とも考えられるが装置は大形となる欠点がある。
Furthermore, in order to perform temperature control as described above, it is necessary to detect the temperature inside the flow cell, and for this purpose it is sufficient to place a temperature sensor inside the flow cell. This causes contamination, and it is necessary to take measures such as cleaning, and since it is immersed in liquid, there are problems with durability. In order to eliminate this drawback, it is necessary to place the temperature sensor outside the flow cell, but it is very difficult to accurately detect the temperature of the liquid inside the flow cell, especially when placed near a heating source. Then, the influence of heat received from this becomes large and accuracy deteriorates. In order to eliminate such drawbacks, it may be possible to arrange the device far away from the heating source, but this has the disadvantage of making the device large.

本発明の目的は上述した従来の欠点を除去する
と共に上述した種々の条件をも満たすことができ
る液体容器の温度制御装置を提供しようとするも
のである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a temperature control device for a liquid container that can eliminate the above-mentioned conventional drawbacks and also satisfy the various conditions mentioned above.

本発明の液体容器の温度制御装置は、化学分析
に用いる液体を収容する容器本体と、この液体を
収容している容器本体の外周面の一部に密接して
配置された温度センサと、この温度センサの外側
に、温度センサを覆うように配置された熱遅れ部
材と、これらの容器本体、温度センサおよび熱遅
れ部材の全体を包囲するように配置されたヒー
と、前記温度センサで検出される温度と設定温度
とに応じて前記ヒータへの給電を制御する制御回
路とを具え、前記熱遅れ部材を、その熱容量と熱
抵抗とで決まる熱時定数が前記液体を収容してい
る容器本体の熱時定数に等しくなるように構成し
たことを特徴とするものである。
A temperature control device for a liquid container according to the present invention includes a container body containing a liquid used for chemical analysis, a temperature sensor disposed in close contact with a part of the outer peripheral surface of the container body containing this liquid, and A heat delay member disposed outside the temperature sensor so as to cover the temperature sensor, a heat disposed so as to entirely surround the container body, the temperature sensor, and the heat delay member, and heat detected by the temperature sensor. a control circuit that controls power supply to the heater according to a temperature set and a set temperature, and a container body containing the liquid in which the heat delay member has a thermal time constant determined by its heat capacity and thermal resistance. It is characterized by being configured so that the thermal time constant is equal to the thermal time constant of

さらに、本発明の液体容器は温度制御装置は、
化学分析に用いる液体を収容する容器本体と、こ
の液体を収容している容器本体の外周面の一部に
密接して配置された温度センサと、この温度セン
サの外側に、温度センサを覆うように配置された
熱遅れ部材と、これらの容器本体、温度センサお
よび熱遅れ部材の全体を包囲するように配置され
たヒータと、前記温度センサで検出される温度と
設定温度とに応じて前記ヒータへの給電を制御す
る制御回路と、前記ヒータを包囲するように配置
された恒温枠と、この恒温枠に連結するように設
けられ、恒温枠を前記設定温度よりも低い一定の
温度に維持する冷却熱源とを具え、前記温度セン
サが前記容器本体に収容されている液体の温度を
検出できるように、前記熱遅れ部材を、その熱容
量と熱抵抗とで決まる熱時定数が前記液体を収容
している容器本体の熱時定数に等しくなるように
構成したことを特徴とするものである。
Furthermore, the temperature control device of the liquid container of the present invention includes:
A container body containing a liquid used for chemical analysis, a temperature sensor disposed in close contact with a part of the outer peripheral surface of the container body containing this liquid, and a temperature sensor placed on the outside of the temperature sensor to cover the temperature sensor. a heat delay member disposed in the container body, a heater disposed so as to entirely surround the container body, the temperature sensor, and the heat delay member; and a heater arranged in accordance with the temperature detected by the temperature sensor and the set temperature. a control circuit for controlling power supply to the heater, a constant temperature frame arranged to surround the heater, and a constant temperature frame connected to the constant temperature frame to maintain the constant temperature frame at a constant temperature lower than the set temperature. a cooling heat source, and the heat delay member is configured to accommodate the liquid with a thermal time constant determined by its heat capacity and thermal resistance so that the temperature sensor can detect the temperature of the liquid contained in the container body. The thermal time constant of the container body is set to be equal to the thermal time constant of the container body.

本発明の好適な実施例においては、加熱源の他
に冷却源をも用い、これら両者を用いて容器内の
液体を迅速かつ正確に所望の設定温度に維持する
ようにする。
In a preferred embodiment of the invention, a cooling source is used in addition to the heating source, both of which are used to quickly and accurately maintain the liquid within the container at the desired set point temperature.

以下図面を参照して本発明を詳細に説明する。 The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第2図は本発明の温度制御装置の一例を構成を
示す断面図である。一対の導管11(一方のみが
示されている)を経て検液が給排されるフローセ
ル12を熱シンクを構成する恒温枠13で囲む。
このフローセル12は容器本体を構成するもので
ある。この恒温枠13の底部13Aには複数の凹
み14を形成し、ここに熱伝導率の低い物質また
は空気を充満する。本例では空気が充満されてい
る。恒温枠底部13Aの下側には冷却熱源として
作用するペルチエ素子15を配置し、このペルチ
エ素子の高温側は放熱板16に連結する。この放
熱板16は容器全体の支持体でもあり、恒温枠1
3をねじ17により放熱板16に固定する。この
ねじ17は熱絶縁材料、例えばデルリンで造る。
フローセル12の外周面の一部に密接して平板状
の温度センサ20を配置するとともにこの温度セ
ンサを覆うように同じく平板状の熱遅れ板19を
配置する。さらに、これらのフローセル12、温
度センサ20および熱遅れ板19のほぼ全体を包
囲するように加熱源として作用するヒータ18を
配置する。これらの部材は恒温枠13の底部13
Aと側壁13Bとで画成される空間内に配置し、
この空間の上方開口部は蓋21により閉合する。
また、恒温枠13の側壁13Bの外表面には、恒
温枠の温度を検出するための補助温度センサ22
を設ける。
FIG. 2 is a sectional view showing the configuration of an example of the temperature control device of the present invention. A flow cell 12 to which a test liquid is supplied and discharged via a pair of conduits 11 (only one is shown) is surrounded by a thermostatic frame 13 that constitutes a heat sink.
This flow cell 12 constitutes a container body. A plurality of depressions 14 are formed in the bottom 13A of the thermostatic frame 13, and filled with a substance having low thermal conductivity or air. In this example, it is filled with air. A Peltier element 15 functioning as a cooling heat source is arranged below the constant temperature frame bottom 13A, and the high temperature side of this Peltier element is connected to a heat sink 16. This heat sink 16 also serves as a support for the entire container, and the constant temperature frame 1
3 is fixed to the heat sink 16 with screws 17. This screw 17 is made of a thermally insulating material, for example Delrin.
A flat temperature sensor 20 is disposed in close contact with a part of the outer peripheral surface of the flow cell 12, and a similarly flat heat delay plate 19 is disposed so as to cover this temperature sensor. Furthermore, a heater 18 functioning as a heating source is arranged so as to almost entirely surround these flow cells 12, temperature sensors 20, and heat delay plates 19. These members are attached to the bottom 13 of the constant temperature frame 13.
placed in a space defined by A and side wall 13B,
The upper opening of this space is closed by a lid 21.
Further, an auxiliary temperature sensor 22 is provided on the outer surface of the side wall 13B of the constant temperature frame 13 for detecting the temperature of the constant temperature frame.
will be established.

上述したように恒温枠13の底部13Aにペル
チエ素子15が接触しているので恒温枠の上部と
底部とでは熱伝導に遅れが生じ、温度差が生じ易
くなる。そこで本例では底部13Aに凹み14を
形成し、ここに伝導率の低い物質を充填すること
により熱抵抗を与え、これにより冷却熱の流れを
制御し、恒温枠13全体の均熱化を計つている。
ペルチエ素子15から遠い所に位置する蓋21の
熱容量を大きくし、これが補助的な冷却熱源とし
ても作用するようにしてある。このように、フロ
ーセル12を囲む恒温枠13および蓋21はペル
チエ素子15によりほぼ均等に冷却されるが、こ
れらの部分の温度は所望の設定温度、例えば37℃
よりも充分低い温度に維持されるよう補助温度セ
ンサ22の検知出力によりペルチエ素子15への
給電を制御する。
As described above, since the Peltier element 15 is in contact with the bottom 13A of the constant temperature frame 13, there is a delay in heat conduction between the top and bottom of the constant temperature frame, and a temperature difference is likely to occur. Therefore, in this example, a recess 14 is formed in the bottom portion 13A, and a material with low conductivity is filled in the recess 14 to provide thermal resistance, thereby controlling the flow of cooling heat and making the entire thermostatic frame 13 uniform in temperature. It's on.
The heat capacity of the lid 21 located far from the Peltier element 15 is increased so that it also acts as an auxiliary cooling heat source. In this way, the constant temperature frame 13 and the lid 21 surrounding the flow cell 12 are cooled almost evenly by the Peltier element 15, but the temperature of these parts is kept at a desired set temperature, for example, 37°C.
The power supply to the Peltier element 15 is controlled by the detection output of the auxiliary temperature sensor 22 so that the temperature is maintained sufficiently lower than the temperature.

温度センサ20はフローセル12内に収容され
る液体の温度を検知するものであるが、この温度
は液体中にセンサを入れることにより正確に測定
することができるが、液体間のコンタミネーシヨ
ンや耐久性を考慮するとフローセル内に配置しな
い方が良い。しかし、フローセル外に配置すると
いかにしてフローセル内の液体の温度を正確に検
知するかが問題となる。そこで本例においてはフ
ローセル12の直ぐ外側にセンサ20を配置する
と共にセンサー20とヒータ18との間に熱抵抗
部材を構成する熱遅れ板19を配置する。この熱
遅れ板19の熱抵抗および熱容量によつて決まる
熱時定数をフローセル12の熱時定数にほぼ等し
くなるように決定することにより、フローセル1
2の外部にある温度センサ20によつてフローセ
ル内の温度を正確に検知することができる。後述
するようにこの熱遅れ板19の熱時定数をフロー
セル12の熱時定数に対して大きくしたり、小さ
くしたりすることによつて制御系の動作特性を変
えることができる。
The temperature sensor 20 detects the temperature of the liquid contained in the flow cell 12. Although this temperature can be accurately measured by placing the sensor in the liquid, contamination between the liquids and durability Considering the performance, it is better not to place it inside the flow cell. However, when placed outside the flow cell, it becomes a problem how to accurately detect the temperature of the liquid inside the flow cell. Therefore, in this example, the sensor 20 is disposed immediately outside the flow cell 12, and a heat delay plate 19, which constitutes a heat resistance member, is disposed between the sensor 20 and the heater 18. By determining the thermal time constant determined by the thermal resistance and heat capacity of the heat delay plate 19 to be approximately equal to the thermal time constant of the flow cell 12, the flow cell
The temperature inside the flow cell can be accurately detected by the temperature sensor 20 located outside of the flow cell. As will be described later, the operating characteristics of the control system can be changed by making the thermal time constant of the heat delay plate 19 larger or smaller than that of the flow cell 12.

さらに温度センサ20は精選された純金属
(Ni、Pt)などの箔をトリミングした後エポキシ
などでバインドして構成したものを用いる。この
ような箔状温度センサ20の電気抵抗値は数百Ω
であり、熱抵抗や熱容量も小さいのできわめて応
答は速くなる。またヒータ18は絶縁板に抵抗線
を巻回した巻線ヒータを以つて構成する。本例で
は熱遅れ板19は、恒温枠13またはヒータ18
からの熱流を取入れて温度センサ20へ伝達する
までの時間遅れが同じ熱流を検体を含んだフロー
セル12へ伝達するまでの時間遅れに比しやや長
くなるようにその熱伝達時定数を定めてある。す
なわち、熱遅れ板19の熱時定数はフローセル1
2の熱時定数よりもやや大きくなるようにしてあ
る。この熱遅れ板19は、耐熱性材料、例えばガ
ラスエポキシ樹脂で造られており、その熱容量と
熱抵抗との積によつて決まる伝達時定数を上述し
たように定めてある。この熱遅れ板の材質と厚さ
とを適切に選ぶことにより容器全体の大きさを小
形化することができる。
Furthermore, the temperature sensor 20 is constructed by trimming a foil made of carefully selected pure metal (Ni, Pt), etc., and then binding it with epoxy or the like. The electrical resistance value of such a foil temperature sensor 20 is several hundred Ω.
Since the thermal resistance and heat capacity are small, the response is extremely fast. Further, the heater 18 is constituted by a wire-wound heater in which a resistance wire is wound around an insulating plate. In this example, the heat delay plate 19 is connected to the constant temperature frame 13 or the heater 18.
The heat transfer time constant is determined so that the time delay between taking in the heat flow from the sample and transmitting it to the temperature sensor 20 is slightly longer than the time delay until the same heat flow is transmitted to the flow cell 12 containing the sample. . That is, the thermal time constant of the heat delay plate 19 is equal to that of the flow cell 1.
The thermal time constant is set to be slightly larger than the thermal time constant of 2. The heat delay plate 19 is made of a heat-resistant material such as glass epoxy resin, and has a transfer time constant determined by the product of its heat capacity and thermal resistance as described above. By appropriately selecting the material and thickness of this heat delay plate, the overall size of the container can be reduced.

本例の温度制御装置においては上述したように
フローセル12をヒータ18で囲み、さらにヒー
タを恒温枠13で囲み、この恒温枠13にペルチ
エ素子冷却熱源15を接触させ、恒温枠13を所
望の設定温度、例えば37℃よりも低い温度、例え
ば20℃に常時保つておく。すなわち冷却熱源15
はフローセル内の液体の温度を低温側へ偏倚する
一種の熱バイアスとして作用させる。このように
低温側バイアスしておいて、温度センサ20で検
知した温度と設定温度とを比較し、そのずれに応
じてヒータ18への通電を制御することによりフ
ローセル内の液体を迅速かつ正確に所望の設定温
度に維持することができる。すなわち、冷却する
と同時に加熱することにより制御特性を著しく向
上することができる。
In the temperature control device of this example, as described above, the flow cell 12 is surrounded by the heater 18, the heater is further surrounded by the constant temperature frame 13, the Peltier element cooling heat source 15 is brought into contact with this constant temperature frame 13, and the constant temperature frame 13 is set to a desired setting. The temperature is constantly maintained at a temperature lower than 37°C, for example 20°C. That is, the cooling heat source 15
acts as a kind of thermal bias that biases the temperature of the liquid in the flow cell toward the lower temperature side. By biasing to the low temperature side in this way, comparing the temperature detected by the temperature sensor 20 with the set temperature, and controlling the energization to the heater 18 according to the difference, the liquid in the flow cell can be quickly and accurately heated. A desired set temperature can be maintained. That is, by heating at the same time as cooling, control characteristics can be significantly improved.

第3図は第2図に示した容器温度制御装置全体
の熱等価回路を示すものであり、この回路の各素
子と容器の各部分との対応は次の通りである。
FIG. 3 shows a thermal equivalent circuit of the entire container temperature control device shown in FIG. 2, and the correspondence between each element of this circuit and each part of the container is as follows.

RK1,RK2…恒温枠13の熱抵抗 CK…恒温枠13の熱容量 RH1,RH2…ヒータ18の熱抵抗 VH…ヒータ18の発熱量 RO1…熱遅れ板19の熱抵抗 CO…熱遅れ板19の熱容量 RF…フローセル12の壁の熱抵
抗 CF…フローセル12の壁の熱容
量 RX…液体の熱抵抗 CX…液体の熱容量 −IP…ペルチエ素子15による冷
却熱流 +IH1〜+IH4…ヒータ18による加熱熱流 SW…フローセル12に対する液
体の給排を表わすスイツチ さらに熱等価回路の点a〜eは第2図に示す点
a〜eにそれぞれ対応している。またこの熱等価
回路では温度センサ20の熱抵抗および熱容量は
小さいので無視してある。この温度センサは点C
の位置に配置されている。この点Cの左側と右側
とを比べた場合、右側にはフローセルおよび液体
が入つているので、これらフローセルおよび液体
の熱抵抗と熱容量とにほぼ等しい熱抵抗および熱
容量を有する熱遅れ板19をヒータ18と温度セ
ンサ20との間に介挿することにより温度センサ
20は等価的に全系のほぼ中央に位置するように
なり、したがつてフローセル外に配置した温度セ
ンサによつてフローセル内の液体の温度を正確に
検知できるようになる。
R K1 , R K2 ... Thermal resistance of constant temperature frame 13 C K ... Heat capacity of constant temperature frame 13 R H1 , R H2 ... Thermal resistance of heater 18 V H ... Calorific value of heater 18 R O1 ... Thermal resistance of heat delay plate 19 C O ... Heat capacity of the heat delay plate 19 R F ... Thermal resistance of the wall of the flow cell 12 C F ... Heat capacity of the wall of the flow cell 12 R X ... Thermal resistance of the liquid C X ... Heat capacity of the liquid -I P ... Cooling heat flow by the Peltier element 15 +I H1 to +I H4 ... Heating heat flow by heater 18 SW... Switch representing supply and discharge of liquid to and from flow cell 12 Points a to e of the thermal equivalent circuit correspond to points a to e shown in FIG. 2, respectively. Furthermore, in this thermal equivalent circuit, the thermal resistance and heat capacity of the temperature sensor 20 are ignored because they are small. This temperature sensor is at point C
It is located at the position of When comparing the left side and the right side of this point C, since the right side contains a flow cell and a liquid, the heat delay plate 19 having a thermal resistance and heat capacity that is approximately equal to the thermal resistance and heat capacity of these flow cells and the liquid is heated. By inserting the temperature sensor 20 between the temperature sensor 18 and the temperature sensor 20, the temperature sensor 20 is equivalently located approximately at the center of the entire system. temperature can be detected accurately.

第4図はフローセル12内の所定設定温度に維
持された液体が排出された後、次の液体が導管1
1を経てフローセル内に供給されるときのフロー
セル内の点eの温度と温度センサ20で検知した
点cの温度の変化を示すグラフである。フローセ
ル12内の液体が所定設定温度にあるときは点e
も点cもほぼ同じ所望の設定温度にある。瞬時
T0においてフローセル内の液体の排出を開始す
ると、点eの温度は急激に低下する。一方点cの
温度は比較的緩やかに変化する。この点cの温度
低下を検知するとヒータ制御回路が動作し、ヒー
タ18を給電し、温度を上昇させる。このため瞬
時T1からフローセル内の点eの温度は上昇し始
める。。一方、ヒータ18と温度センサ20との
間には熱遅れ板19があるので点cの温度上昇は
瞬時T2′まで遅れることになり、瞬時T2′から点c
の温度は上昇することになる。瞬時T3において
新たな液体が供給されるが、一般に新たな液体の
温度は設定温度よりも低くなつているので、点e
の温度は再び急激に低下する。この液体の供給は
瞬時T4まで行なわれる。この間ヒータ18には
電流が供給され続け、十分な時間経過した後には
点eおよび点cの温度は所望の設定温度37℃に維
持される。このようなサイクルが順次の液体につ
いて繰返され、順次の液体は迅速かつ正確に所定
の設定温度に維持される。なお、第4図では雰囲
気温度は24℃である。
FIG. 4 shows that after the liquid maintained at a predetermined temperature in the flow cell 12 is discharged, the next liquid is transferred to the conduit 1.
1 is a graph showing changes in the temperature at point e in the flow cell and the temperature at point c detected by the temperature sensor 20 when the liquid is supplied into the flow cell through the temperature sensor 20. When the liquid in the flow cell 12 is at a predetermined set temperature, point e
Point c is also at approximately the same desired set temperature. instantaneous
When the liquid in the flow cell starts to be discharged at T 0 , the temperature at point e drops rapidly. On the other hand, the temperature at point c changes relatively slowly. When this temperature drop at point c is detected, the heater control circuit operates, supplies power to the heater 18, and raises the temperature. Therefore, from the instant T1 , the temperature at point e in the flow cell begins to rise. . On the other hand, since there is a heat delay plate 19 between the heater 18 and the temperature sensor 20, the temperature rise at point c is delayed until the instant T 2 ', and the temperature rise from instant T 2 ' to point c
temperature will rise. New liquid is supplied at instant T3 , but since the temperature of the new liquid is generally lower than the set temperature, point e
temperature drops sharply again. This liquid supply takes place up to the moment T 4 . During this time, current continues to be supplied to the heater 18, and after a sufficient period of time has elapsed, the temperatures at points e and c are maintained at the desired set temperature of 37°C. Such a cycle is repeated for successive liquids to quickly and precisely maintain the successive liquids at a predetermined set point temperature. In addition, in FIG. 4, the ambient temperature is 24°C.

本例では上述したように熱遅れ板19の熱時定
数はフローセル12の熱時定数よりもやや大きく
設定しているが、このように構成すると次のよう
な効果が得られる。第5図はそれぞれ点b,cお
よびeにおける温度のオーバーシユートの状態を
示すものである。今設定温度がTSであるとする
と、ヒータ18は附勢され、温度は上昇する。こ
の場合、曲線bで示すようにヒータ18近傍の点
bの温度は最も急激に上昇し、曲線cで示す点c
の温度はそれよりも緩やかであるが、曲線eで示
す点eの温度よりも急速に立上がる。瞬時tSにお
いて、点cの温度が設定温度に達するときには点
bの温度は大きくオーバーシユートしているが点
eの温度はまだ設定温度には達していない。点c
の温度がTSを越えるとヒータ18への給電は遮
断または低減され、温度は低下し始める。したが
つて点eの温度は瞬時tAにおいて設定温度TSを中
心とする許容誤差範囲±ΔTSの下限値に達し、さ
らに緩やかに上昇するが許容誤差範囲の上限値を
超えることはない。このようにして、オーバーシ
ユートを許容誤差範囲内に抑えることができ、所
望の設定温度に短時間の内に正確に加熱すること
ができる。
In this example, as described above, the thermal time constant of the heat delay plate 19 is set to be slightly larger than that of the flow cell 12, but with this configuration, the following effects can be obtained. FIG. 5 shows the state of temperature overshoot at points b, c and e, respectively. Assuming that the current set temperature is T S , the heater 18 is energized and the temperature rises. In this case, the temperature at point b near the heater 18 rises most rapidly, as shown by curve b, and at point c, shown by curve c.
Although the temperature at point e is more gradual, it rises more rapidly than the temperature at point e shown by curve e. At instant tS , when the temperature at point c reaches the set temperature, the temperature at point b has greatly overshot, but the temperature at point e has not yet reached the set temperature. point c
When the temperature exceeds T S , the power supply to the heater 18 is cut off or reduced, and the temperature begins to drop. Therefore, the temperature at point e reaches the lower limit of the allowable error range ±ΔT S centered on the set temperature T S at the instant t A , and further increases gradually, but does not exceed the upper limit of the allowable error range. In this way, overshoot can be suppressed within an allowable error range, and heating can be performed accurately to a desired set temperature within a short period of time.

また、本発明によれば熱遅れ板19の熱時定数
をフローセル12の熱時定数よりも小さくするこ
ともでき、この場合の動作特性を第6図に示す。
この場合には点eの温度上昇率は点cよりも高く
なり、フローセル内の点eの温度は迅速に上昇
し、瞬時tAにおいて設定温度TSに達する。このよ
うにして液体の温度を急速に所望温度まで上げる
ことができる。その後、点cの温度が瞬時tSで設
定温度TSに達するとヒータ18への附勢は低減
され点eの温度は低下し始めるが、瞬時TAおよ
びtSを適切に設定し、瞬時tSにおける点eの温度
が許容誤差範囲TS±ΔTS内にあるように各部分
を構成することによりオーバーシユートの影響を
なくし、しかも立上り特性を良好とすることがで
きる。
Further, according to the present invention, the thermal time constant of the heat delay plate 19 can be made smaller than that of the flow cell 12, and the operating characteristics in this case are shown in FIG.
In this case, the rate of temperature rise at point e will be higher than at point c, and the temperature at point e in the flow cell will rise quickly and reach the set temperature T S at instant t A. In this way, the temperature of the liquid can be rapidly raised to the desired temperature. After that, when the temperature at point c reaches the set temperature T S at an instant t S , the energization to the heater 18 is reduced and the temperature at point e begins to drop. By configuring each part so that the temperature at point e at t S is within the allowable error range T S ±ΔT S , the influence of overshoot can be eliminated and the rise characteristics can be improved.

第7図は温度センサ20の出力を受けてヒータ
18への給電を制御する制御回路の一例の構成を
示す回路図である。第2図において恒温枠13に
取付けた補助温度センサ22の出力をペルチエ素
子制御回路31に供給し、その出力でペルチエ素
子15に接続された電源32の出力電圧を制御
し、恒温枠13が常に所定の温度となるようにす
る。本発明ではペルチエ素子15は冷却熱源とし
てのみ使用するので電源32は単極性の直流電源
でよい。恒温枠13内に設けた温度センサ20を
直流ブリツジ33の一辺に接続し、このブリツジ
の出力信号を比例制御回路34に供給する。この
比例制御回路34は設定温度とフローセル温度と
の偏差に比例してヒータ18からの加熱量を制御
するものである。この比例制御回路34の出力信
号を微分制御回路35を供給する。この微分制御
回路はフローセルの温度が変化しない場合には働
らかないが、フローセル12に対して液体が給排
されてフローセルの温度が急激に変化したとき
に、その変化の速さに応じてヒータ18による加
熱量を制御するものである。この微分制御回路3
5の出力をさらに積分制御回路36に供給する。
この積分制御回路は、設定温度とフローセルの温
度との定常的偏差であるオフセツトを除去するた
めのものである。このように比例制御回路34、
微分制御回路35および積分制御回路36を通つ
た出力をヒータ駆動回路37へ供給する。ヒータ
駆動回路37は鋸歯波発生器38と、その出力と
積分制御回路36の出力との差を求める差動増幅
器39と、この差動出力によりスイツチングパル
スを作成するパルス発生回路40と、このスイツ
チングパルスにより導通、遮断が制御される
SCRのようなスイツチ41とを具えている。こ
のスイツチ41は例えば2個のSCRを逆並列に
接続した両方向性スイツチとし、商用電源42と
ヒータ18との間に接続する。
FIG. 7 is a circuit diagram showing the configuration of an example of a control circuit that receives the output of the temperature sensor 20 and controls power supply to the heater 18. In FIG. 2, the output of the auxiliary temperature sensor 22 attached to the constant temperature frame 13 is supplied to the Peltier element control circuit 31, and the output voltage of the power supply 32 connected to the Peltier element 15 is controlled by the output, so that the constant temperature frame 13 is always Ensure that the temperature reaches the specified temperature. In the present invention, since the Peltier element 15 is used only as a cooling heat source, the power source 32 may be a unipolar DC power source. A temperature sensor 20 provided within the constant temperature frame 13 is connected to one side of a DC bridge 33, and the output signal of this bridge is supplied to a proportional control circuit 34. This proportional control circuit 34 controls the amount of heating from the heater 18 in proportion to the deviation between the set temperature and the flow cell temperature. The output signal of this proportional control circuit 34 is supplied to a differential control circuit 35. This differential control circuit does not work when the temperature of the flow cell does not change, but when the temperature of the flow cell changes rapidly due to liquid being supplied to and discharged from the flow cell 12, the heater is activated depending on the speed of the change. This is to control the amount of heating by 18. This differential control circuit 3
5 is further supplied to an integral control circuit 36.
This integral control circuit is for eliminating an offset, which is a steady deviation between the set temperature and the temperature of the flow cell. In this way, the proportional control circuit 34,
The output through the differential control circuit 35 and the integral control circuit 36 is supplied to the heater drive circuit 37. The heater drive circuit 37 includes a sawtooth wave generator 38, a differential amplifier 39 that calculates the difference between the output of the sawtooth wave generator 38 and the output of the integral control circuit 36, a pulse generation circuit 40 that generates switching pulses from this differential output, and Conduction and disconnection are controlled by switching pulses.
It is equipped with a switch 41 like an SCR. The switch 41 is, for example, a bidirectional switch in which two SCRs are connected in antiparallel, and is connected between the commercial power source 42 and the heater 18.

本例ヒータ駆動回路37の動作を第8図Aおよ
びBをも参照して説明する。第8図Aには積分制
御回路36の出力制御電圧eと、鋸歯波発生器3
8からの鋸歯波電圧Sとを示してある。両電圧は
差動増幅器39で比較され、スイツチングパルス
発生器40からは第8図Bに示すように両電圧の
レベル差に応じたパルス幅を有するスイツチング
パルスが発生される。このスイツチングパルスの
接続時間中、スイツチ41は導通し、その期間だ
けヒータ18へ通電される。このようにして温度
センサ20で検知した温度と設定温度との差に応
じてヒータ18への通電を制御し、フローセル内
の液体を所定値に維持することができる。
The operation of the heater drive circuit 37 of this example will be explained with reference to FIGS. 8A and 8B. FIG. 8A shows the output control voltage e of the integral control circuit 36 and the sawtooth wave generator 3.
A sawtooth voltage S from 8 is shown. The two voltages are compared by the differential amplifier 39, and the switching pulse generator 40 generates a switching pulse having a pulse width corresponding to the level difference between the two voltages, as shown in FIG. 8B. During the connection time of this switching pulse, the switch 41 is conductive, and the heater 18 is energized for only that period. In this way, the supply of electricity to the heater 18 can be controlled according to the difference between the temperature detected by the temperature sensor 20 and the set temperature, and the liquid in the flow cell can be maintained at a predetermined value.

差動増幅器39の出力が交流電源42の電圧と
同期していないとスイツチ41のON,OFF動作
時に電源電圧は必ずしもゼロとならないので、所
謂スイツチングバウンズが生じ、これがノイズと
なつてコンピユータ等へ伝わり、誤動作する恐れ
がある。このような欠点を除去するために、第9
図に示すようにスイツチングパルス発生器40に
は第10図Aに示す電源電圧のゼロクロス検知回
路40Aを設け、第10図Bに示すようにゼロク
ロス点でパルスを発生させ、これをパルス整形回
路40Bに供給する。パルス整形回路40Bの入
力側には差動増幅器39から第10図Cに示すよ
うなパルスが供給されるが、その出力側からは第
10図Dに示すようにゼロクロスパルスと同期し
たスイツチングパルスが出力される。このパルス
によつてスイツチ41のSCRを制御することに
より、常に電源電圧がゼロとなる瞬時に導通、遮
断するため、上述したノイズは現われない。
If the output of the differential amplifier 39 is not synchronized with the voltage of the AC power supply 42, the power supply voltage will not necessarily be zero when the switch 41 is turned on and off, resulting in so-called switching bounce, which becomes noise and is transmitted to computers, etc. There is a risk that the signal may be transmitted and malfunction may occur. In order to eliminate such drawbacks, the ninth
As shown in the figure, the switching pulse generator 40 is provided with a power supply voltage zero-crossing detection circuit 40A shown in FIG. 10A, which generates a pulse at the zero-crossing point as shown in FIG. 40B. Pulses as shown in FIG. 10C are supplied from the differential amplifier 39 to the input side of the pulse shaping circuit 40B, and switching pulses synchronized with the zero-cross pulse are supplied from the output side as shown in FIG. 10D. is output. By controlling the SCR of the switch 41 with this pulse, conduction and disconnection are always performed at the instant when the power supply voltage becomes zero, so that the above-mentioned noise does not appear.

上述したようにヒータ18への通電制御はスイ
ツチ41により商用電源をON,OFFして行なつ
ているが、スイツチ41をトリガするスイツチパ
ルスのデユーテイサイクルは積分制御回路36の
出力電圧eにほぼ比例して変化することになる。
例えば検知温度と設定温度との差に応じて出力電
圧eがOVを中心として±2Vに亘つて変化するも
のすると、出力電圧eがOVのとき50%のデユー
テイサイクルを有するスイツチパルスが得られ、
この場合にフローセル内の温度がほぼ設定温度に
維持されるように構成してある。今、鋸歯波電圧
Sの周期を0.1秒とすると、0.05秒毎にスイツチ
41はON,OFFし、5半周期毎に商用電源は遮
断されることになる。出力電圧eが−2Vに近づ
けばデユーテイサイクルは大きくなり、ヒータ1
8は電源の5半周期以上に亘つて給電され、e=
−2Vにおいてはスイツチ41は常時ONとなり、
全電源電圧が印加されることになる。このように
ヒータ駆動制御回路37を構成すると、出力電圧
eがOVとなる温度を変えることによつて設定温
度を容易に変えることができる。
As mentioned above, the power supply to the heater 18 is controlled by turning on and off the commercial power supply using the switch 41, but the duty cycle of the switch pulse that triggers the switch 41 depends on the output voltage e of the integral control circuit 36. It will change almost proportionally.
For example, if the output voltage e changes over ±2V around OV depending on the difference between the detected temperature and the set temperature, a switch pulse with a duty cycle of 50% is obtained when the output voltage e is OV. is,
In this case, the temperature inside the flow cell is maintained at approximately the set temperature. Now, assuming that the period of the sawtooth voltage S is 0.1 seconds, the switch 41 is turned on and off every 0.05 seconds, and the commercial power supply is cut off every five half cycles. As the output voltage e approaches -2V, the duty cycle increases and heater 1
8 is supplied with power over 5 half cycles of the power supply, e=
At -2V, switch 41 is always ON,
The full power supply voltage will be applied. When the heater drive control circuit 37 is configured in this way, the set temperature can be easily changed by changing the temperature at which the output voltage e becomes OV.

本発明は上述した実施例にのみ限定されるもの
ではなく、幾多の変形が可能である。例えば第1
1図に示すように恒温枠13の外壁13Bを、ペ
ルチエ素子15から遠去かるのに伴ないその肉厚
を徐々に厚くして熱容量を大きくすることがで
き、このように構成することにより恒温枠13を
より一層均熱化することができる。
The present invention is not limited to the embodiments described above, but can be modified in many ways. For example, the first
As shown in FIG. 1, the outer wall 13B of the constant temperature frame 13 can be gradually thickened as it moves away from the Peltier element 15 to increase the heat capacity. The temperature of the frame 13 can be made even more uniform.

また、上述した実施例では冷却熱源としてペル
チエ素子を用いたが、他の冷却手段を用いること
ができると共に加熱源としても巻線ヒータ以外の
ヒータを用いることも勿論可能である。さらに容
器の周囲雰囲気の温度が余り変動しないような場
合には、冷却熱源15の制御は不要となり、補助
温度センサ22は省くことができる。上述したよ
うに本発明によれば、温度センサを容器本体の外
部に設けたため、検液間のコンタミネーシヨンの
問題はなくなると共に温度センサの耐久性も向上
する。また、温度センサとヒータとの間に容器本
体の熱遅れ特性とほぼ等しい熱遅れ特性を有する
熱遅れ部材を介挿したため、容器本体内の液体の
温度を正確に知ることができる。しかもこの熱遅
れ部材の特性を適切に設定することにより制御系
の動作特性を変えることができ、使用目的に応じ
て所望の動作特性を設定することができる。
Further, in the above-described embodiment, a Peltier element was used as the cooling heat source, but it is of course possible to use other cooling means and also to use a heater other than the wire-wound heater as the heating source. Further, if the temperature of the ambient atmosphere around the container does not change much, the cooling heat source 15 does not need to be controlled and the auxiliary temperature sensor 22 can be omitted. As described above, according to the present invention, since the temperature sensor is provided outside the container body, the problem of contamination between test liquids is eliminated and the durability of the temperature sensor is also improved. Further, since a heat delay member having heat delay characteristics approximately equal to that of the container body is inserted between the temperature sensor and the heater, the temperature of the liquid in the container body can be accurately determined. Moreover, by appropriately setting the characteristics of this heat delay member, the operating characteristics of the control system can be changed, and desired operating characteristics can be set depending on the purpose of use.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図AおよびBはペルチエ素子を加熱源およ
び冷却熱源として用いた従来のフローセルを示す
斜視図、第2図は本発明の温度制御装置を組込ん
だ液体容器の一例の構成を示す断面図、第3図は
同じくその熱等価回路図、第4図は同じくそのフ
ローセル内の温度変化と温度センサの温度変化を
示すグラフ、第5図および第6図は熱遅れ板の熱
時定数をフローセルの熱時定数よりそれぞれ大き
くおよび小さく設定したときの温度のオーバーシ
ユートを示すグラフ、第7図はヒータ制御回路の
一例の構成を示す回路図、第8図AおよびBは同
じくその動作を説明するための波形図、第9図は
スイツチングパルス発生回路の一例の構成を示す
ブロツク図、第10図A〜Dは同じくその動作を
説明するための波形図、第11図は本発明の温度
制御装置を組込んだ液体容器の他の例の構成を示
す断面図である。 11…液体導管、12…フローセル、13…恒
温枠、15…ペルチエ素子(冷却熱源)、16…
放熱板、18…ヒータ(加熱源)、19…熱遅れ
板、20…温度センサ、21…蓋、22…補助温
度センサ、33…ブリツジ、34…比例制御回
路、35…微分制御回路、36…積分制御回路、
37…ヒータ駆動回路、38…鋸歯波発生器、3
9…差動増幅器、40…パルス発生回路、41…
スイツチ、42…商用電源、40A…ゼロクロス
検出回路、40B…パルス整形回路。
1A and 1B are perspective views showing a conventional flow cell using a Peltier element as a heating source and a cooling heat source, and FIG. 2 is a sectional view showing the configuration of an example of a liquid container incorporating the temperature control device of the present invention. , Figure 3 is the same thermal equivalent circuit diagram, Figure 4 is a graph showing the temperature change in the flow cell and the temperature change of the temperature sensor, and Figures 5 and 6 are the thermal time constants of the heat delay plate in the flow cell. A graph showing the temperature overshoot when the temperature is set larger and smaller than the thermal time constant of , Fig. 7 is a circuit diagram showing the configuration of an example of the heater control circuit, and Fig. 8 A and B similarly explain its operation. FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of an example of a switching pulse generation circuit, FIGS. 10A to 10D are waveform diagrams for explaining its operation, and FIG. 11 is a temperature diagram of the present invention. FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of another example of a liquid container incorporating a control device. DESCRIPTION OF SYMBOLS 11...Liquid conduit, 12...Flow cell, 13...Thermostatic frame, 15...Peltier element (cooling heat source), 16...
Heat sink, 18... Heater (heat source), 19... Heat delay plate, 20... Temperature sensor, 21... Lid, 22... Auxiliary temperature sensor, 33... Bridge, 34... Proportional control circuit, 35... Differential control circuit, 36... integral control circuit,
37... Heater drive circuit, 38... Sawtooth wave generator, 3
9...Differential amplifier, 40...Pulse generation circuit, 41...
Switch, 42...Commercial power supply, 40A...Zero cross detection circuit, 40B...Pulse shaping circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 化学分析に用いる液体を収容する容器本体
と、この液体を収容している容器本体の外周面の
一部に密接して配置された温度センサと、この温
度センサの外側に、温度センサを覆うように配置
された熱遅れ部材と、これらの容器本体、温度セ
ンサおよび熱遅れ部材の全体を包囲するように配
置されたヒータと、前記温度センサで検出される
温度と設定温度とに応じて前記ヒータへの給電を
制御する制御回路とを具え、前記熱遅れ部材を、
その熱容量と熱抵抗とで決まる熱時定数が前記液
体を収容している容器本体の熱時定数に等しくな
るように構成したことを特徴とする液体容器の温
度制御装置。 2 前記熱遅れ部材を板状に構成すると共に前記
温度センサをこの板状の熱遅れ部材と容器本体と
の間の熱流を面で受けるような平板状温度センサ
を以つて構成したことを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の液体容器の温度制御装置。 3 前記熱遅れ部材の熱時定数を、前記液体を収
容している容器本体の熱時定数より大きくしたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の液体
容器の温度制御装置。。 4 前記熱遅れ部材の熱時定数を、前記液体を収
容している容器本体の熱時定数より小さくしたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の液体
容器の温度制御装置。 5 前記制御回路に、前記設定温度と温度センサ
で検出した温度との偏差に比例して前記ヒータへ
の給電を制御する比例制御回路と、前記温度セン
サで検出した温度が急激に変化したときに、その
変化の速さに応じて前記ヒータへの給電を制御す
る微分制御回路と、前記設定温度と温度センサで
検出した温度との定常的な偏差を除去するように
前記ヒータへの給電を制御する積分制御回路とを
具えることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の液体容器の温度制御装置。 6 化学分析に用いる液体を収容する容器本体
と、この液体を収容している容器本体の外周面の
一部に密接して配置された温度センサと、この温
度センサの外側に、温度センサを覆うように配置
された熱遅れ部材と、これらの容器本体、温度セ
ンサおよび熱遅れ部材の全体を包囲するように配
置されたヒータと、前記温度センサで検出される
温度と設定温度とに応じて前記ヒータへの給電を
制御する制御回路と、前記ヒータを包囲するよう
に配置された恒温枠と、この恒温枠に連結するよ
うに設けられ、恒温枠を前記設定温度よりも低い
一定の温度に維持する冷却熱源とを具え、前記温
度センサが前記容器本体に収容されている液体の
温度を検出できるように、前記熱遅れ部材を、そ
の熱容量と熱抵抗とで決まる熱時定数が前記液体
を収容している容器本体の熱時定数に等しくなる
ように構成したことを特徴とする液体容器の温度
制御装置。
[Claims] 1. A container body containing a liquid used for chemical analysis, a temperature sensor disposed in close contact with a part of the outer peripheral surface of the container body containing this liquid, and an outer surface of the temperature sensor. a heat delay member disposed to cover the temperature sensor; a heater disposed to entirely surround the container body, the temperature sensor, and the heat delay member; and a temperature and setting detected by the temperature sensor. and a control circuit that controls power supply to the heater according to the temperature, and the heat delay member:
A temperature control device for a liquid container, characterized in that a thermal time constant determined by its heat capacity and thermal resistance is equal to a thermal time constant of a container body containing the liquid. 2. The heat delay member is configured in a plate shape, and the temperature sensor is configured as a flat temperature sensor whose surface receives heat flow between the plate-shaped heat delay member and the container body. A temperature control device for a liquid container according to claim 1. 3. The temperature control device for a liquid container according to claim 1, wherein the thermal time constant of the heat delay member is made larger than the thermal time constant of the container body containing the liquid. . 4. The temperature control device for a liquid container according to claim 1, wherein the thermal time constant of the heat delay member is smaller than the thermal time constant of the container body containing the liquid. 5. The control circuit includes a proportional control circuit that controls power supply to the heater in proportion to the deviation between the set temperature and the temperature detected by the temperature sensor, and a proportional control circuit that controls power supply to the heater in proportion to the deviation between the set temperature and the temperature detected by the temperature sensor, and when the temperature detected by the temperature sensor suddenly changes. , a differential control circuit that controls the power supply to the heater according to the speed of change; and a differential control circuit that controls the power supply to the heater so as to eliminate a steady deviation between the set temperature and the temperature detected by the temperature sensor. 2. The temperature control device for a liquid container according to claim 1, further comprising an integral control circuit for controlling the temperature of a liquid container. 6. A container body containing a liquid used for chemical analysis, a temperature sensor placed closely on a part of the outer peripheral surface of the container body containing this liquid, and a temperature sensor covering the outside of the temperature sensor. a heater arranged so as to entirely surround the container body, the temperature sensor, and the heat delay member; A control circuit that controls power supply to the heater, a constant temperature frame arranged to surround the heater, and a constant temperature frame connected to the constant temperature frame to maintain the constant temperature frame at a constant temperature lower than the set temperature. and a cooling heat source that accommodates the liquid, the heat delay member having a thermal time constant determined by its heat capacity and thermal resistance, so that the temperature sensor can detect the temperature of the liquid contained in the container body. 1. A temperature control device for a liquid container, characterized in that the temperature control device is configured to have a thermal time constant equal to the thermal time constant of the container body.
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