一种高温控精度的PCR仪

摘要

本发明涉及一种高温控精度的PCR仪，包括控制电路、操作键盘以及从下至上依次设置的风扇、散热器、热电制冷器、带有传感器的基座和热盖，所述的散热器和基座分别紧贴热电制冷器的底部和顶部，基座上设有用于放置试管的反应槽，所述的控制电路分别与操作键盘、风扇、热电制冷器、传感器连接，所述的PCR仪还包括与控制电路连接的负载信息传递模块，该负载信息传递模块对传感器温度信息进行处理，得到试管内的试剂温度信息与传感器温度信息之间的对应关系信息，并将该对应关系信息发送至控制电路，对风扇和热电制冷器进行控制。与现有技术相比，本发明增加一个负载信息传递模块，从而可根据加热负载自动对加热温度进行高精度调节。

主权项

一种高温控精度的PCR仪，包括控制电路、操作键盘以及从下至上依次设置的风扇、散热器、热电制冷器、热盖和带有传感器的基座，所述的散热器和基座分别紧贴热电制冷器的底部和顶部，基座上设有用于放置试管的反应槽，所述的控制电路分别与操作键盘、风扇、热电制冷器、传感器连接，其特征在于，所述的PCR仪还包括与控制电路连接的负载信息传递模块，该负载信息传递模块对传感器温度信息进行处理，得到试管内的试剂温度信息与传感器温度信息之间的对应关系信息，并将该对应关系信息发送至控制电路，对风扇和热电制冷器进行控制；负载信息传递模块中信息处理的过程为：首先根据热学物理量与电学物理量之间的对应关系获得传感器与试剂之间热传递的等效电路，然后根据等效电路获得传感器温度信息与试剂温度信息之间的传递函数；所述的热学物理量与电学物理量之间的对应关系为：热流对应电流，热阻对应电阻，温度对应电压，热容对应电容，绝对零度对应接地；所述的等效电路包括电压源、第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻，所述的电压源的正极连接第三电阻，负极接地，所述的第三电阻、第二电阻和第一电阻依次连接，所述的第一电容的一端和第二电容的一端分别接在第一电阻的两端，第一电容的另一端和第二电容的另一端均接地；其中，电压源的电压对应热盖的温度，试剂与热盖之间空气的热阻对应第三电阻，试剂的热阻对应第二电阻，试管热阻、试管与基座之间的接触热阻以及基座热阻之和对应第一电阻，试剂的热容对应第一电容，基座的热容对应第二电容，试剂温度对应第三电阻和第二电阻公共点的电压，传感器温度对应第一电阻和第二电容公共点的电压；所述的传递函数为：$U_o\left(s\right)=\frac{1/R_2}{[(R_1+1)C_{1}s+1](C_{2}s+1)}·U_i\left(s\right)+F\left(s\right)·\frac{1}{R_3}$，其中，U_o(s)为第一电阻和第二电容公共点的电压，U_i(s)为第三电阻和第二电阻公共点的电压，R₁为第一电阻，R₂为第二电阻，R₃为第三电阻，C₁为第一电容，C₂为第二电容，F(s)为热盖温度。