一种基于无线供电的测温装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于无线供电的测温装置，所述装置，由温度传感器1、旋转体样本盘2、温度信号处理单元3、步进电机4组成，其中，温度传感器1置于旋转体样本盘2内连接温度信号处理单元3，温度信号处理单元3与旋转体样本盘2安装在步进电机4转轴上，与温度传感器1和旋转体样本盘2在电机驱动下同步旋转运动，实现样本旋转运动中温度信号采集和发射。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无线供电的测温装置
：本专利技术涉及一种测温装置，特别涉及一种适合聚合酶链式反应变温PCR反应的测温装置。
技术介绍
：聚合酶链式反应(PolymeraseChainReaction，PCR)是DNA扩增的一种分子生物学反应。变温PCR反应成功与否的关键因素之一，是反应体系所需的温度循环条件中温度的控制。所以温度监测是PCR反应的重要环节。传统PCR的热循环系统分为接触式测温和非接触式测温两种：接触式测温可以直接把温度传感器放到样品管附近，从而精确反映样本的温度；而非接触式测温通常是采用红外测温，存在精度差、受环境影响大的问题。接触式多为温度传感器探头测温，精度高、稳定好，但其被测对象通常为固定或者导轨式运动的样本盘。而旋转体样本盘温度监测，由于样本处于运动状态，传统的接触式测温对于布置线路要求高，所以无法实现，只能间接测量水或空气等介质温度，来推测样本温度，或者采用非接触式测温，但有很大的缺点。传统接触式测温方式无法在旋转物体上进行测量，无法进行精确快速控温。为解决旋转体样本盘高精度的温度采集，保证其准确性、稳定性，本专利技术提供一种测温装置。
技术实现思路
：本专利技术提供一种高精度、高稳定性的旋转体样本盘测温装置，既实现了传统试剂盘接触式测温的高可靠、高稳定性，又实现了精准的无线数据传输。本专利技术的装置是PCR仪设备的一个局部专利技术，所述及图示说明只保留了本专利技术的主要组成和结构视图，PCR仪所包括的上位机软件、外壳、上盖以及部分运动控制结构将不在此做说明。本专利技术的测温装置，其结构如图1所示，由温度传感器1、旋转体样本盘2、温度信号处理单元3、步进电机4组成，其中，温度传感器1置于旋转体样本盘2内连接温度信号处理单元3，温度信号处理单元3与旋转体样本盘2安装在步进电机4转轴上。所述温度传感器1，采用一个高精度微型NTC热敏传感器，传感器探头置于旋转体样本盘2内，其安装位置位于两个试剂管中间，并靠近距离试剂管底部1/3高度的位置，实现样本温度的精准测量。所述旋转体样本盘2，是样本置放装置，可放置1个以上的试剂管，试剂管可以随旋转体样本盘2进行旋转，旋转试剂盘为铝镁合金具有良好导热性，传感器嵌入旋转试剂盘，其尾端连线连接温度信号处理单元3中温度信号采集模块302上，旋转过程中温度传感器1将温度信号传输到温度信号处理单元3，温度数据通过上位机软件反应到阅读窗口，从而得到温度数据。所述温度信号处理单元3，其组成如图2所示，由遮光罩301、温度信号采集模块302、屏蔽罩303、接收线圈304、发射线圈305、屏蔽罩306、以及温度信号处理模块307组成。所述温度信号处理单元3，其屏蔽罩303粘接于温度信号采集模块302上，接收线圈304焊接在温度信号采集模块302上，粘接置于屏蔽罩303内。遮光罩301、温度信号采集模块302、屏蔽罩303、接收线圈304作为一个组件，与旋转体样本盘2安装在步进电机4转轴上，此组件与温度传感器1和旋转体样本盘2在电机驱动下同步旋转运动，实现样本旋转运动中温度信号采集和发射。其中屏蔽罩306粘接于温度信号处理模块307上，接收线圈305焊接在温度信号处理模块307上，并粘接于屏蔽罩306内。发射线圈305、屏蔽罩306、以及温度信号处理模块307作为一个组件，固定安装于结构支架上，此组件固定不运动，实现温度信号的接收和处理，并传输给微控制器进行数据处理和上传，在上位机软件中显示温度。其中温度信号采集模块302、屏蔽罩303、接收线圈304和发射线圈305、屏蔽罩306、以及温度信号处理模块307，同心平行安装；屏蔽罩303和屏蔽罩306以保证试剂盘旋转安全距离嵌套安装。本专利技术装置结合了无线供电和可见光通信VLC(VisibleLightCommunication)技术。无线供电技术方便快捷，无需任何物理连接；可见光通信技术发射功率高、无需申请无线电频谱证，且无电磁干扰。将这两大技术结合在一起，设计温度信号处理单元3，来实现旋转体样本盘中样本的温度监测，是一种全新的数据处理和测温方式。本专利技术装置中温度信号处理单元3中，随旋转体样本盘2运动的温度信号采集模块302，其工作电压采用无线供电技术，采用高集成无线供电芯片及接收线圈304、发射线圈305，置于国内先进特殊铁氧体材料制成的屏蔽罩303和屏蔽罩306中，解决了旋转体样本盘2温度采集端的电压供给，而且避免了发射线圈305、接收线圈306在附近金属件上产生的涡流效应，避免增加单元功率消耗，提高了无线供电效率和稳定性。本专利技术装置中温度信号处理单元3中，温度数据传输采用可见光通信技术，利用LED具有高亮度、低功耗、适用寿命长、尺寸小、绿色环保以及响应灵敏度高、调制特性好等优点，通过光电信号的转换实现无物理连接的温度信号的传输这一新兴数据传输方式。所述可见光通讯技术，本专利技术主要应用可见光短距离传输技术，其传输原理及模型是将LED辐射光近似为球面波进行处理，由麦克斯韦方程组推导得出球面光波传播表达式为：式中，E0为波源电场强度；W为光波的角频率，t为时间；k为光波沿传播方向的波矢量，其主要取决于光波长λ；r为空间坐标；Ψ0为初始相位。由此可见LED发散角较大，则便于光信号接收，因此本专利技术采用白光LED。将温度传感器采集的模拟信号经滤波、放大处理后，驱动LED发光，在大气中传输，经由光电探测器接收光信号，将光信号转换成电信号，经放大、整形后还原温度值。本专利技术装置温度信号处理单元3即为上述原理的在本专利技术中的具体应用，将温度传感器采集的模拟信号，通过高集成AD芯片和微处理器进行数据处理后，驱动LED光源，实现温度信号的发射；通过光电探测器接收光信号，将光信号转换成电信号，通过温度信号处理模块307的转换后，将温度信号还原得到温度测量值。附图说明：图1，测温装置主要模块组成图1—温度传感器2—旋转体样本盘3—温度信号处理单元4—步进电机图2，是图1中温度信号处理单元3的详细结构装配关系图301—遮光罩302—温度信号采集模块303—屏蔽罩304—接收线圈305—发射线圈306—屏蔽罩307—温度信号处理模块具体实施方式：本专利技术的装置旨在解决对旋转体样本盘进行高精度的温度采集，需保证其温度采集的高精度性，又需保证信号传输的准确性、稳定性。通过附图1、附图2对本专利技术的测温装置的实施进行详细地说明。图1是此专利技术装置的主要组成，由温度传感器1、旋转体样本盘2、温度信号处理单元3组成。图2是图1中温度信号处理单元3部分的详细组成和结构说明，由遮光罩301、温度信号采集模块302、屏蔽罩303、接收线圈304、发射线圈305、屏蔽罩306、以及温度信号处理模块307组成。本专利技术装置中无线供电功能的实现：采用先进供电芯片，在空间上可以使两个空心感应线圈(接收线圈304和发射线圈305)隔离，并在运动中转换效率和稳定性完全可以满足需求。由于接收线圈304和发射线圈305的感应电压会对附近金属模块产生涡流效应，产生大量的热，消耗功率，因此会对两个线圈进行电磁屏蔽处理，设计了屏蔽罩303和屏蔽罩306，两个屏蔽罩里外嵌套安装，将感应线圈置于屏蔽罩之内，即可实现感应供电，又减少了涡流效应，降低了功耗。本专利技术实施的温度信号采集，是通过温度传感器1和温度信号采集模块3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于无线供电的测温装置，其特征在于，所述装置，由温度传感器1、旋转体样本盘2、温度信号处理单元3、步进电机4组成，其中，温度传感器1置于旋转体样本盘2内连接温度信号处理单元3，温度信号处理单元3与旋转体样本盘2安装在步进电机4转轴上。

【技术特征摘要】
1.一种基于无线供电的测温装置，其特征在于，所述装置，由温度传感器1、旋转体样本盘2、温度信号处理单元3、步进电机4组成，其中，温度传感器1置于旋转体样本盘2内连接温度信号处理单元3，温度信号处理单元3与旋转体样本盘2安装在步进电机4转轴上。2.根据权利要求1所述的测温装置，其特征在于，所述温度传感器1，采用一个微型NTC热敏传感器，传感器探头置于旋转体样本盘2内，其安装位置位于两个试剂管中间。3.根据权利要求1所述的测温装置，其特征在于，所述温度传感器1安装于两个试剂管中间靠近距离试剂管底部1/3高度的位置。4.根据权利要求1所述的测温装置，其特征在于，所述旋转体样本盘2是样本置放装置，可放置1个以上的试剂管，试剂管可以随旋转体样本盘2进行旋转。5.根据权利要求1所述的测温装置，其特征在于，所述温度传感器1在旋转体样本盘2中间，其尾端连线连接温度信号处理单元3中温度信号采集模块302上，旋转过程中温度传感器1将温度信号传输到温度信号处理单元3。6.根据权利要求1所述的测温装置，其特征在于，所述温度信号处理单元3，由遮光罩301、温度信号采集模块302、屏蔽罩303、接收线圈304、发射线圈305、屏蔽罩306、以及温度信号处理模块307组成，其中，屏蔽罩303粘接于温度信号采集模块302上，接收线圈3...

【专利技术属性】
技术研发人员：李英宾，张艳梅，焦楠，
申请(专利权)人：北京金豪制药股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11