微型恒温箱制造技术

本发明专利技术涉及生物、临床医学检验及化学分析中的恒温保存装置，公开了一种微型恒温箱。本发明专利技术中，在微型恒温箱内采用金属浴核心在恒温箱箱体内形成稳定均匀的温度场，并在金属浴核心上预留用于安放生物疫苗样品保存管的孔，并且孔的形状和尺寸与生物疫苗样品保存管的形状和尺寸相适应，在恒温过程中，直接对金属浴核心进行加热或者制冷，使得恒温过程较快；此外，需要保存的样品被金属浴核心包围，而金属浴核心形成的温度场是稳定均匀的，因此使得恒温箱箱体内生物疫苗样品保存管所处位置的温度稳定均匀。

【技术实现步骤摘要】
微型恒温箱
本专利技术涉及生物、临床医学检验及化学分析中的恒温保存装置，特别涉及一种智能生物疫苗样品恒温保存箱。
技术介绍
恒温箱广泛应用于制药、育苗、食品保鲜等领域，目前有部分医用恒温箱利用氟利昂制冷，温控器控制，其设备结构复杂、机构较大，且成本较高，尤其是在使用恒温空间较小时使用很不方便。另一部分市场上以及业界采用的恒温箱体积过大，只能制热，制冷需要依靠外界环境进行热量扩散，这样制冷的下限就是环境温度，完全无法满足高端疫苗以及诸多生物样品的保存在较低温度甚至零度以下的要求。此外，目前高端生物疫苗以及样品储存中还存在诸多难题，比如箱体体积大，功耗高，箱体内温度不稳定不均匀，制冷制热效率低，恒温过程缓慢等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种微型恒温箱，使得恒温箱箱体内的温度稳定均匀。为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式提供了一种微型恒温箱，包含：金属浴核心；所述金属浴核心上留有用于安放生物疫苗样品保存管的孔，所述孔的形状和尺寸与所述生物疫苗样品保存管的形状和尺寸相适应。本专利技术实施方式相对于现有技术而言，在微型恒温箱内采用金属浴核心在恒温箱箱体内形成稳定均匀的温度场，并在金属浴核心上预留用于安放生物疫苗样品保存管的孔，并且孔的形状和尺寸与生物疫苗样品保存管的形状和尺寸相适应，在恒温过程中，直接对金属浴核心进行加热或者制冷，使得恒温过程较快；此外，需要保存的样品被金属浴核心包围，而金属浴核心形成的温度场是稳定均匀的，因此使得恒温箱箱体内生物疫苗样品保存管所处位置的温度稳定均匀。另外，所述金属浴核心是圆柱形的；所述用于安放生物疫苗样品保存管的孔有N+1个，其中1个孔位于所述圆柱形的金属浴核心的中心位置，其余N个孔围绕着中心位置的孔在圆周上均匀排列，这种排列方式进一步保证了恒温箱箱体内温度分布均匀。另外，所述用于安放生物疫苗样品保存管的孔的孔径比所述生物疫苗样品保存管相应部位的直径大0.2至0.5毫米。这一金属浴核心与生物疫苗样品保存管之间的间隔进一步保证了生物疫苗样品保存管所处环境的温度稳定均匀。另外，所述微型恒温箱还包含：与所述金属浴核心连接的温度控制系统；所述温度控制系统包含温度传感器、半导体制冷片、加热管、电子器件部分；所述温度传感器、所述半导体制冷片和所述加热管分别与所述电子器件部分连接；所述温度传感器位于所述金属浴核心下部，所述孔底水平高度，三个孔之间，用于探测所述金属浴核心的温度；所述加热管位于所述金属浴核心顶部设有两个互相连通的环形槽；所述半导体制冷片嵌入所述金属浴核心的底部；所述电子器件部分根据所述温度传感器探测到的温度，输出控制信号，对所述金属浴核心进行制冷，或者通过所述加热管对所述金属浴核心进行加热。只需设定目标温度，温度控制系统根据探测得到的金属浴核心的温度，对金属浴核心进行制冷或者加热，直到金属浴核心的温度恒定于设定的目标温度，可实现恒温箱的自动恒温。另外，所述电子器件部分还包含：微处理器、半导体制冷片驱动电路和加热管驱动电路；所述微处理器通过所述半导体制冷片驱动电路与所述半导体制冷片连接，通过所述加热管驱动电路与所述加热管连接；所述微处理器根据所述温度传感器探测到的所述金属浴核心的温度、预先设定的目标温度，采用比例-积分-微分PID算法计算得到制冷或者加热的控制信号，驱动所述半导体制冷片制冷，或者驱动所述加热管加热；其中，所述半导体制冷片和所述加热管在同一时间只有一方恒定工作。采用PID算法计算制冷或者加热的控制信号，可实现探测温度与目标温度偏差较大时的快速调整，以及偏差较小时的精细调整，同时保证恒温过程的快速性和恒温温度的精确性。另外，还包含保温层，所述金属浴核心包裹在所述保温层内；其中，所述金属浴核心上部的保温层位于可装卸的保温盖内，保温层内预留一定空间，保证生物疫苗样品保存管的安置；所述金属浴核心底部的保温层位于可装卸的保温底盘上；旋下底部保温底盘，用打火机或热水浴直接加热底部裸露的金属浴核心，使金属浴核心预热到一定的温度，再启动电子器件部分；或者，直接用冰块敷设在底部裸露的金属浴核心进行制冷，使金属浴核心冷却到一定的温度，再启动电子器件部分。通过保温层隔离金属浴核心与外界环境，可以使金属浴核心完全处于良好的低耗能保温状态；通过外部加热或制冷将恒温箱预热或者冷却到一定温度后，再启动电子保温功能，可以快速进入保温状态。另外，所述电子器件部分安置于所述保温盖上，所述保温盖上设有触点将所述温度传感器、所述加热管和所述半导体制冷片与保温盖上的所述电子器件部分分别连接。通过触点连接可以使接触电阻小，提高电连接的可靠性。附图说明图1是根据本专利技术第一实施方式的微型恒温箱的结构示意图；图2是根据本专利技术第一实施方式的微型恒温箱的剖面示意图；图3是根据本专利技术第二实施方式的微型恒温箱的温度控制系统示意图；图4是根据本专利技术第二实施方式的微型恒温箱的温度控制系统中的H桥驱动电路示意图；图5是根据本专利技术第二实施方式的微型恒温箱的温度控制系统的工作流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本专利技术各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。本专利技术的第一实施方式涉及一种微型恒温箱，该恒温箱采用铜质或铝质核心模块作为金属浴核心，需要保存的样品放置在金属浴核心上预留的孔内，在恒温过程中，直接对金属浴核心进行加热或者制冷，使得恒温过程较快；此外，需要保存的样品被金属浴核心包围，而金属浴核心形成的温度场是稳定均匀的，因此使得恒温箱箱体内生物疫苗样品保存管所处位置的温度稳定均匀。具体地说，如图1和图2所示，恒温箱由内向外依次为金属浴核心101、保温层102、外壳103。金属浴核心101上留有用于安放生物疫苗样品保存管204的孔104，该孔104的形状和尺寸与生物疫苗样品保存管的形状和尺寸相适应，如图2所示。金属浴核心可以设计成圆柱形，用于安放生物疫苗样品保存管的孔有N+1个，其中1个孔位于圆柱形的金属浴核心的中心位置，其余N个孔围绕着中心位置的孔在圆周上均匀排列，这种排列方式进一步保证了恒温箱箱体内温度分布均匀。比如图1中，微型恒温箱一次可以对7只用于保存生物疫苗的聚合酶链式反应（PolymeraseChainReaction，简称“PCR”）管进行控温，PCR管呈六角形排列，那么在金属浴核心上按PCR管的尺寸留有7个尖底孔，一个位于中心位置，其余6个围绕中心位置的孔在圆周上均匀排列。此外，孔径比生物疫苗样品保存管相应部位的直径大0.2至0.5毫米，孔深为15至16mm。这一金属浴核心与生物疫苗样品保存管之间的间隔进一步保证了生物疫苗样品保存管所处环境的温度稳定均匀。一方面，如果金属浴核心与生物疫苗样品保存管之间的间隔过大，会导致金属浴核心形成的温度场与安放生物疫苗样品保存管的孔内形成的温度场不一致，从而导致生物疫苗样品保存管的实际保存温度与金属浴核心的温度不一致；另一方面，如果金属浴核心与生物疫苗样品保存管之间的间隔过小，会导致因生物疫苗样品保存管的热胀冷缩而取放不便。此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微型恒温箱，其特征在于，包含：金属浴核心；所述金属浴核心上留有用于安放生物疫苗样品保存管的孔，所述孔的形状和尺寸与所述生物疫苗样品保存管的形状和尺寸相适应。

【技术特征摘要】
1.一种微型恒温箱，其特征在于，包含：金属浴核心，与所述金属浴核心连接的温度控制系统；所述金属浴核心上留有用于安放生物疫苗样品保存管的孔，所述孔的形状和尺寸与所述生物疫苗样品保存管的形状和尺寸相适应；所述温度控制系统包含温度传感器、半导体制冷片、加热管、电子器件部分；所述温度传感器、所述半导体制冷片和所述加热管分别与所述电子器件部分连接；所述温度传感器位于所述金属浴核心下部，所述孔底水平高度，三个孔之间，用于探测所述金属浴核心的温度；所述加热管位于所述金属浴核心顶部设有两个互相连通的环形槽；所述半导体制冷片嵌入所述金属浴核心的底部；所述电子器件部分根据所述温度传感器探测到的温度，输出控制信号，通过所述半导体制冷片对所述金属浴核心进行制冷，或者通过所述加热管对所述金属浴核心进行加热。2.根据权利要求1所述的微型恒温箱，其特征在于，所述金属浴核心是圆柱形的；所述用于安放生物疫苗样品保存管的孔有N+1个，其中1个孔位于所述圆柱形的金属浴核心的中心位置，其余N个孔围绕着中心位置的孔在圆周上均匀排列。3.根据权利要求1所述的微型恒温箱，其特征在于，所述用于安放生物疫苗样品保存管的孔的孔径比所述生物疫苗样品保存管相应部位的直径大0.2至0.5毫米。4.根据权利要求1所述的微型恒温箱，其特征在于，所述电子器件部分还包含：微处理器、半导体制冷片驱动电路和加热管驱动电路；所述微处理器通过所述半导体制冷片驱动电路与所述半...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪新明，窦宏雁，
申请(专利权)人：太仓微芯电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32