技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種帶有溫控機(jī)構(gòu)的熒光檢測裝置以及溫控方法，屬于熒光檢測領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

中國專利（申請?zhí)?01220408285.9）涉及一種新型熒光檢測儀器，包含結(jié)果分析處理裝置、圖像接收裝置、分光棱鏡、聚焦透鏡、汞燈源、穩(wěn)壓電源、物鏡、待測物臺(tái)，所述結(jié)果分析處理裝置與圖像接收裝置連接，圖像接收裝置與分光棱鏡連接，分光棱鏡下方還設(shè)置有物鏡，物鏡設(shè)置于待測物臺(tái)的上方，分光棱鏡一端還設(shè)置有聚焦透鏡，聚焦透鏡的一端設(shè)置有汞燈源，汞燈源與穩(wěn)壓電源連接，通過整個(gè)裝置的改進(jìn)設(shè)計(jì)，熒光儀可以方便攜帶外出使用，熒光儀的使用率提高，有非常好的效果，通過增加了圖像接收裝置及結(jié)果分析，避免了人工觀察出現(xiàn)過多的誤差。但是此技術(shù)方案沒有涉及到熒光檢測時(shí)溫度控制，待測物一般是病毒類，需要長時(shí)間放置在試管件中，進(jìn)而熒光儀對裝有待測物的試管件進(jìn)行光照并進(jìn)行拍照檢測。病毒的活性對溫度非常敏感，并且不同溫度下，待測物的熒光反射變量不同，在不同溫度下進(jìn)行拍照檢測，會(huì)影響檢測的精確度。因此需要保持一種恒溫環(huán)境，特別是多個(gè)待測物并排放置時(shí)，如何確保每個(gè)待測物的溫度一致并保持不變是難點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠使得多個(gè)待測物溫度相同并保持恒溫的檢測精確度高的帶有溫控機(jī)構(gòu)的熒光檢測裝置以及溫控方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種帶有溫控機(jī)構(gòu)的熒光檢測裝置，包括控制分析模塊以及用于放置裝有待測物試管件的裝載機(jī)構(gòu)，所述裝載機(jī)構(gòu)包括用于插裝試管件的插裝組件、用于對插裝組件以及試管件保持恒溫的溫控機(jī)構(gòu)。本發(fā)明設(shè)置溫控機(jī)構(gòu)能夠保證裝有待測物的試管件的溫度恒定，避免因?yàn)闇囟鹊淖兓?，影響待測物的活性，進(jìn)而導(dǎo)致檢測不準(zhǔn)確。

作為優(yōu)選技術(shù)措施，所述溫控機(jī)構(gòu)包括用于產(chǎn)生冷氣的制冷組件、用于加速冷氣流動(dòng)的吹風(fēng)器、用于排出氣體的排氣組件，所述制冷組件架設(shè)于一基座架上方，所述基座架中間安裝吹風(fēng)器，兩側(cè)安裝所述排氣組件。冷空氣較重，會(huì)向下流動(dòng)，吹風(fēng)器安裝制冷組件下方，能夠有效吹動(dòng)冷空氣向上流動(dòng)，使得冷空氣聚集在試管件周邊，保持試管件的溫度，減少冷氣的流失，節(jié)省能源。

作為優(yōu)選技術(shù)措施，所述制冷組件包括若干制冷片，所述制冷片均勻排鋪于插裝組件下方。本發(fā)明能夠根據(jù)不同區(qū)域的溫度情況，分別控制不同區(qū)域的制冷片制冷，使得不同區(qū)域試管件的溫度能夠保持一致，使得本發(fā)明的溫度控制更為精確。

作為優(yōu)選技術(shù)措施，所述吹風(fēng)器上方架設(shè)一用于引導(dǎo)風(fēng)向的通風(fēng)腔，所述套筒內(nèi)壁為光滑圓壁面，其高度小于或與排氣組件下端持平，設(shè)置通風(fēng)腔限制風(fēng)的流向，避免風(fēng)力浪費(fèi)，進(jìn)而減少吹風(fēng)器的能源消耗。

作為優(yōu)選技術(shù)措施，所述排氣組件包括排氣腔體以及嵌設(shè)排氣腔體端部的排氣柵板，所述排氣腔體為喇叭狀，排氣柵板傾斜排列于排氣腔體端口，避免風(fēng)直接吹向用戶，提升用戶體驗(yàn)度。

作為優(yōu)選技術(shù)措施，所述插裝組件包括用于插接試管件的第一管板、用于安裝一光纖組件的第二管板、用于壓緊光纖組件的第三管板、用于罩設(shè)試管件的第四管板，所述第一管板、第二管板、第三管板、第四管板依次層疊布置，插裝組件由若干管板構(gòu)成，減少了插裝組件的制造難度，降低工藝要求。

作為優(yōu)選技術(shù)措施，所述第一管板排設(shè)管腔件，所述管腔件為圓柱形腔體，其側(cè)壁開設(shè)用于容納光纖組件探頭的缺口；所述第二管板開設(shè)若干穿設(shè)孔，相鄰穿設(shè)孔開設(shè)用于容納光纖組件的鋪線槽，所述鋪線槽與缺口貫通。光纖組件放置于鋪線槽中，能夠有效避免光纖組件損壞，延長光纖組件的使用壽命。

作為優(yōu)選技術(shù)措施，所述熒光檢測裝置設(shè)置激發(fā)光源模塊，所述激發(fā)光源模塊連接一用于傳輸發(fā)光體發(fā)出的光的光纖組件，所述光纖組件包括一端相鄰激發(fā)光源模塊另一端相鄰待測物的激發(fā)光纖以及一端相鄰待測物另一端相鄰控制分析模塊的接收光纖；所述控制分析模塊包括用于拍攝接收光纖傳輸待測物熒光反射量的攝像機(jī)器、用于處理圖片數(shù)據(jù)以及判定待測物性質(zhì)的處理器；所述激發(fā)光纖與接收光纖分別包括若干光纖束，所述光纖束的數(shù)量與待測物的數(shù)量相同；所述激發(fā)光源模塊與激發(fā)光纖之間設(shè)有激發(fā)濾光片，所述攝像機(jī)器與接收光纖之間設(shè)有接收濾光片；所述發(fā)光體安裝于一光源罩合件上，所述激發(fā)濾光片嵌設(shè)于一濾光安裝件內(nèi)部空腔內(nèi)，所述光源罩合件與濾光安裝件扣合在一起并使得發(fā)光體與激發(fā)濾光片保持一定距離；所述激發(fā)光源模塊連接一用于驅(qū)動(dòng)激發(fā)光源模塊往復(fù)移動(dòng)的傳送機(jī)構(gòu)；所述傳送機(jī)構(gòu)包括與激發(fā)光源模塊固定連接的絲杠螺母、與絲杠螺母螺紋連接的絲杠、驅(qū)動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)源。光纖組件一次能夠傳遞多組熒光反射量，可同時(shí)對多組待測物進(jìn)行檢測，并且能夠避免不同試管反射光的干擾，進(jìn)而提升檢測準(zhǔn)確度。傳送機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)激發(fā)光源模塊在不同的光源中轉(zhuǎn)換，一方面能夠?qū)ν淮郎y物進(jìn)行不同的熒光反射進(jìn)行檢測對比，另一方面能夠適用不同的待測物，增加本發(fā)明的實(shí)用性。

一種帶有溫控機(jī)構(gòu)的熒光檢測裝置的溫控方法包括以下步驟：

第一步，設(shè)定溫度：根據(jù)待測物的需要，設(shè)定試管件環(huán)境的溫度；

第二步，測溫：利用高精度測溫探頭對裝有待測物的試管件進(jìn)行測溫，獲取溫度值傳輸給控制分析模塊；

第三步，制冷：控制分析模塊根據(jù)溫控算法控制制冷片制冷，調(diào)節(jié)試管件的溫度，將裝有待測物的試管件控制在設(shè)定溫度；

所述溫控算法為OUT= KC * (SPn — P Vn)+KC * TS / TI * (SPn — P Vn) + MX+KC * TD / TS * (SPn — P Vn — S Pn-1 +PVn-1)

其中OUT 是最終的輸出，

KC 是回路增益，即比例系數(shù)，

SPn 是在采樣時(shí)間n時(shí)設(shè)定點(diǎn)的溫度值，

SPn--1 是在采樣時(shí)間n--1時(shí)設(shè)定點(diǎn)的溫度值 ，

PVn 是在采樣時(shí)間n時(shí)過程變量的溫度值，

PVn--1 是在采樣時(shí)間n--1時(shí)過程變量的溫度值，

MX 是在采樣時(shí)刻n--1時(shí)的積分項(xiàng)的數(shù)值，

TD 是回路的微分周期，也稱為微分時(shí)間或速率，

TS 是回路采樣時(shí)間，

TI 是回路的積分周期，也稱為積分時(shí)間或復(fù)位，

KC的值為常數(shù)，需要邊測試邊調(diào)整，

MX的值為常數(shù)，需要邊測試邊調(diào)整，

TD的值為常數(shù)，需要邊測試邊調(diào)整，

TI的值為常數(shù)，需要邊測試邊調(diào)整，

第四步，修正系數(shù)：利用高精度測溫探頭對試管件進(jìn)行測量校準(zhǔn)，調(diào)整溫控算法所涉及到的系數(shù)；

第五步，保持恒溫：當(dāng)試管件達(dá)到預(yù)設(shè)溫度，控制分析模塊控制制冷片制冷量，使試管件保持恒溫。本發(fā)明的溫控方法簡單實(shí)用，方案切實(shí)可行。

作為優(yōu)選技術(shù)措施，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，KC=1.65~1.85；MX=0.50~0.63；TD=1.24~1.36； TI=0.80~0.94。通過實(shí)驗(yàn)可知，以上參數(shù)帶入溫控算法中能夠準(zhǔn)確控制各制冷片的制冷量，使得待測物的溫度保持恒定。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明設(shè)置溫控機(jī)構(gòu)能夠保證裝有待測物的試管件的溫度恒定，避免因?yàn)闇囟鹊淖兓?，影響待測物的活性，進(jìn)而導(dǎo)致檢測不準(zhǔn)確。

本發(fā)明能夠根據(jù)不同區(qū)域的溫度情況，分別控制不同區(qū)域的制冷片制冷，使得不同區(qū)域試管件的溫度能夠保持一致，使得本發(fā)明的溫度控制更為精確。

本發(fā)明的光纖組件一次能夠傳遞多組熒光反射量，可同時(shí)對多組待測物進(jìn)行檢測，并且能夠避免不同試管反射光的干擾，進(jìn)而提升檢測準(zhǔn)確度。傳送機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)激發(fā)光源模塊在不同的光源中轉(zhuǎn)換，一方面能夠?qū)ν淮郎y物進(jìn)行不同的熒光反射進(jìn)行檢測對比，另一方面能夠適用不同的待測物，增加本發(fā)明的實(shí)用性。

本發(fā)明的溫控方法簡單實(shí)用，能夠準(zhǔn)確控制各制冷片的制冷量，使得待測物的溫度保持恒定，方案切實(shí)可行。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖（包括部分罩設(shè)組件）；

圖2為本發(fā)明部分結(jié)構(gòu)爆炸視圖；

圖3為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖（不包括罩設(shè)組件）；

圖4為本發(fā)明激發(fā)光源模塊與傳送機(jī)構(gòu)裝配示意圖；

圖5為本發(fā)明濾光安裝件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明光源罩合件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明溫控機(jī)構(gòu)部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明溫控機(jī)構(gòu)部分結(jié)構(gòu)爆炸示意圖；

圖9為本發(fā)明溫控機(jī)構(gòu)局部結(jié)構(gòu)爆炸示意圖；

圖10為本發(fā)明第二管板結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

1-激發(fā)光源模塊，2-光纖組件，3-傳送機(jī)構(gòu)，4-攝像機(jī)器，5-插裝組件，6-制冷組件，7-吹風(fēng)器，8-排氣組件，9-罩設(shè)組件，10-基座架，11-安裝板，12-發(fā)光體，13-光源罩合件，14-濾光安裝件，21-激發(fā)光纖管，22-接收光纖管，23-光纖板，31-絲杠；32-絲杠螺母；33-驅(qū)動(dòng)板；34-安裝座；35-連接板；351-通孔；51-第一管板；52-第二管板；53-第三管板；54-第四管板；531-鋪線槽；532-鋪線接槽；533-穿設(shè)孔；541-管腔件；542-缺口；71-通風(fēng)腔；81-排氣腔體；82-排氣柵板；91-底座，92-護(hù)板組件，93-第一遮光罩，94-第二遮光罩，95-中隔板。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

相反，本發(fā)明涵蓋任何由權(quán)利要求定義的在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進(jìn)一步，為了使公眾對本發(fā)明有更好的了解，在下文對本發(fā)明的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)部分的描述也可以完全理解本發(fā)明。

如圖1-10所示具體實(shí)施例，一種帶有溫控機(jī)構(gòu)的熒光檢測裝置，包括控制分析模塊以及用于放置裝有待測物試管件的裝載機(jī)構(gòu)，所述裝載機(jī)構(gòu)包括用于插裝試管件的插裝組件5、用于對插裝組件5以及試管件保持恒溫的溫控機(jī)構(gòu)。

所述溫控機(jī)構(gòu)包括用于產(chǎn)生冷氣的制冷組件6、用于加速冷氣流動(dòng)的吹風(fēng)器7、用于排出氣體的排氣組件8，所述制冷組件6架設(shè)于一基座架10上方，所述基座架10中間安裝吹風(fēng)器7，兩側(cè)安裝所述排氣組件8。所述制冷組件6包括若干制冷片，所述制冷片均勻排鋪于插裝組件5下方，制冷片分區(qū)域獨(dú)立控制制冷量，方便控制各區(qū)域的待測物溫度。

所述制冷組件6包括若干制冷片，所述制冷片均勻排鋪于插裝組件5下方。所述吹風(fēng)器7上方架設(shè)一用于引導(dǎo)風(fēng)向的通風(fēng)腔71，所述套筒內(nèi)壁為光滑圓壁面，其高度小于或與排氣組件8下端持平。所述排氣組件8包括排氣腔體81以及嵌設(shè)排氣腔體81端部的排氣柵板82，所述排氣腔體81為喇叭狀，排氣柵板82傾斜排列于排氣腔體81端口。

所述插裝組件5包括用于插接試管件的第一管板51、用于安裝一光纖組件2的第二管板52、用于壓緊光纖組件2的第三管板53、用于罩設(shè)試管件的第四管板54，所述第一管板51、第二管板52、第三管板53、第四管板54依次層疊布置。所述第一管板51排設(shè)管腔件541，所述管腔件541為圓柱形腔體，其側(cè)壁開設(shè)用于容納光纖組件2探頭的缺口542。所述第二管板52開設(shè)若干穿設(shè)孔533，相鄰穿設(shè)孔533開設(shè)用于容納光纖束的鋪線槽531，若干鋪線槽531設(shè)有用于固定光纖束的鋪線接槽532，所述鋪線槽531與缺口542貫通。

所述熒光檢測裝置設(shè)置激發(fā)光源模塊1。所述激發(fā)光源模塊1連接一用于傳輸發(fā)光體12發(fā)出的光的光纖組件2，所述光纖組件2包括一端相鄰激發(fā)光源模塊1另一端相鄰待測物的激發(fā)光纖以及一端相鄰待測物另一端相鄰控制分析模塊的接收光纖；所述控制分析模塊包括用于拍攝接收光纖傳輸待測物熒光反射量的攝像機(jī)器4、用于處理圖片數(shù)據(jù)以及判定待測物性質(zhì)的處理器。

本發(fā)明設(shè)有用于保護(hù)內(nèi)部零部件的罩設(shè)組件9。所述罩設(shè)組件包括罩設(shè)在熒光檢測裝置外端的護(hù)板組件92、罩設(shè)在所述激發(fā)光源模塊1外端的用于遮擋外部光線的遮光組件，遮光組件包括第一遮光罩93、第二遮光罩94以及中隔板95，所述第一遮光罩93、第二遮光罩94與中隔板95扣合在一起。遮光組件由三部分組成，方便拆卸，節(jié)省工時(shí)，同時(shí)遮光組件能夠避免外部光線干擾，提示熒光檢測的準(zhǔn)確性。

所述激發(fā)光纖與接收光纖分別包括若干光纖束，所述光纖束的數(shù)量與待測物的數(shù)量相同。所述激發(fā)光源模塊1與激發(fā)光纖之間設(shè)有激發(fā)濾光片，所述攝像機(jī)器4與接收光纖之間設(shè)有接收濾光片；所述發(fā)光體12安裝于一光源罩合件13上，所述激發(fā)濾光片嵌設(shè)于一濾光安裝件14內(nèi)部空腔內(nèi)，所述光源罩合件13與濾光安裝件14扣合在一起并使得發(fā)光體12與激發(fā)濾光片保持一定距離。所述激發(fā)光源模塊1包括若干不同波長的發(fā)光體12、若干與發(fā)光體12相匹配的激發(fā)濾光片以及接收濾光片。

所述激發(fā)光源模塊1連接一用于驅(qū)動(dòng)激發(fā)光源模塊1往復(fù)移動(dòng)的傳送機(jī)構(gòu)3；所述傳送機(jī)構(gòu)3包括與激發(fā)光源模塊1固定連接的絲杠螺母32、與絲杠螺母32螺紋連接的絲杠31、驅(qū)動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)源。所述絲杠螺母連接一用于安裝激發(fā)光源模塊1的安裝組件，所述安裝組件包括用于安裝激發(fā)光源模塊1的安裝板11、被絲杠螺母驅(qū)動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)板33、用于一端連接安裝板11另一端連接驅(qū)動(dòng)板33并配合攝像機(jī)器4拍照的連接板35；所述驅(qū)動(dòng)板33設(shè)有供一光纖板23穿過的通槽，所述光纖板23上端穿設(shè)光纖組件2，下端固定于一底座91上。

光纖板23上端開設(shè)用于穿設(shè)一激發(fā)光纖管21的第一通孔351，下端開設(shè)用于穿設(shè)接收光纖管22的第二通孔351，所述第一通孔351的高度與發(fā)光體12的高度相同，所述第二通孔351的高度與攝像機(jī)器4的高度相同。所述激發(fā)光纖穿過激發(fā)光纖管21，用于傳輸發(fā)光體12的光；接收光纖穿過接收光纖管22，用于傳輸待測物反射的熒光供攝像機(jī)器4拍照。

所述連接板35開設(shè)用于透光的透光孔，所述透光孔的位置與攝像機(jī)器的位置一一對應(yīng)。

絲杠兩端架設(shè)安裝座34，所述安裝座34開設(shè)用于穿設(shè)絲杠的連接孔，所述安裝座34上端部固定連接一用于供驅(qū)動(dòng)板33往復(fù)滑動(dòng)的滑軌，驅(qū)動(dòng)板33下端固連滑塊，絲杠螺母設(shè)有一用于推動(dòng)滑塊往復(fù)移動(dòng)的伸出板，結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用。

一種帶有溫控機(jī)構(gòu)的熒光檢測裝置的溫控方法包括以下步驟：

第一步，設(shè)定溫度：根據(jù)待測物的需要，設(shè)定試管件環(huán)境的溫度。

第二步，測溫：利用高精度測溫探頭對裝有待測物的試管件進(jìn)行測溫，獲取溫度值傳輸給控制分析模塊。

第三步，制冷：控制分析模塊根據(jù)溫控算法控制制冷片制冷，調(diào)節(jié)試管件的溫度，將裝有待測物的試管件控制在設(shè)定溫度。

所述溫控算法為OUT= KC * (SPn — P Vn)+KC * TS / TI * (SPn — P Vn) + MX+KC * TD / TS * (SPn — P Vn — S Pn-1 +PVn-1)

其中OUT 是最終的輸出，

KC 是回路增益，即比例系數(shù)，

SPn 是在采樣時(shí)間n時(shí)設(shè)定點(diǎn)的溫度值，

SPn--1 是在采樣時(shí)間n--1時(shí)設(shè)定點(diǎn)的溫度值 ，

PVn 是在采樣時(shí)間n時(shí)過程變量的溫度值，

PVn--1 是在采樣時(shí)間n--1時(shí)過程變量的溫度值，

MX 是在采樣時(shí)刻n--1時(shí)的積分項(xiàng)的數(shù)值，

TD 是回路的微分周期，也稱為微分時(shí)間或速率，

TS 是回路采樣時(shí)間，

TI 是回路的積分周期，也稱為積分時(shí)間或復(fù)位，

KC的值為常數(shù)，需要邊測試邊調(diào)整，

MX的值為常數(shù)，需要邊測試邊調(diào)整，

TD的值為常數(shù)，需要邊測試邊調(diào)整，

TI的值為常數(shù)，需要邊測試邊調(diào)整，

第四步，修正系數(shù)：利用高精度測溫探頭對試管件進(jìn)行測量校準(zhǔn)，調(diào)整溫控算法所涉及到的系數(shù)。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，KC=1.65~1.85。MX=0.50~0.63。TD=1.24~1.36。 TI=0.80~0.94。

第五步，保持恒溫：當(dāng)試管件達(dá)到預(yù)設(shè)溫度，控制分析模塊控制制冷片制冷量，使試管件保持恒溫。

現(xiàn)有技術(shù)的溫控效果：

升溫速率:

A)平均升溫速率：從50℃~90℃，≥1.5℃/S；

B)最大升溫速率：從50℃~90℃，≥2.5℃/S。

降溫速率：

A）平均降溫速率：從50℃~90℃，≥1.5℃/S；

B）最大降溫速率：從50℃~90℃，≥2.0℃/S。

控溫精度：≤0.5℃；

溫度準(zhǔn)確度：測定值與設(shè)置溫度差值絕對值應(yīng)≤0.5℃。

模塊溫度均勻性：

溫度差值應(yīng)在±1℃范圍內(nèi)。

通過本發(fā)明的溫控算法后，使溫控大大領(lǐng)先于現(xiàn)有技術(shù)，具體參數(shù)如下：

升溫速率:

A)平均升溫速率：從50℃~90℃，≥2.5℃/S；

B)最大升溫速率：從50℃~90℃，≥4℃/S。

降溫速率：

A）平均降溫速率：從50℃~90℃，≥2.1℃/S；

B）最大降溫速率：從50℃~90℃，≥5℃/S。

控溫精度：

≤0.3℃；

溫度準(zhǔn)確度：

測定值與設(shè)置溫度差值絕對值應(yīng)≤0.4℃。

模塊溫度均勻性：溫度差值應(yīng)在±0.2℃范圍內(nèi)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。