一種獲得生化儀高精度清洗水溫的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水溫控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種獲得生化儀高精度清洗水溫的方法和
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]生化儀酶類項目對溫度極其敏感。過低溫度或者過高溫度都會降低酶催化反應(yīng)的效率。在生化儀檢測項目反應(yīng)過程中，溫度的不穩(wěn)定直接影響到反應(yīng)結(jié)果的不同。反應(yīng)杯清洗水溫會影響反應(yīng)液升溫的過程，如果有高精度的清洗水溫，會降低由清洗水導(dǎo)致測試結(jié)果的影響，提高測試的準確度和精度。現(xiàn)有的生化儀獲得加熱后的清洗水方法主要有兩種。一種是清洗水通過水栗輸送，在清洗反應(yīng)杯前，采用加熱器將清洗水的溫度升高，加熱后的清洗水再去清洗反應(yīng)杯，由于清洗水是間歇供應(yīng)的，需要清洗時，電加熱PID控制對清洗水加熱；當不需要清洗時，則電加熱斷電，不進行加熱。每次清洗水工作時間在0.5秒左右，所以加熱器加熱的時間很短，加熱的時間短，傳遞的熱量也很少，如果需要在固定的時間內(nèi)將水溫提高到目標水溫，則需要增加換熱面積，所以相對要求的加熱器散熱面積也會偏大；加熱PID控制方面會頻繁斷開，再配合加熱器加熱后的余熱，導(dǎo)致清洗水的溫度穩(wěn)定性和精度很差。而且當加熱器溫度超限時，并沒有相應(yīng)的解決方法，溫度超限時會導(dǎo)致反應(yīng)溫度超過設(shè)定的溫度，影響測試結(jié)果。另一種是采用兩級加熱的方式，先在水箱放置加熱器，將水箱中的水加熱到指定的溫度，然后通過水栗運輸水箱中加熱后的溫水，此溫水再進行第二次加熱，達到預(yù)定的水溫，由于整個循環(huán)系統(tǒng)中只能對水進行加熱，因此也沒有在水箱水溫溫度超限情況下的處理方法。而且清洗水有兩級加熱，一級加熱在水箱中，二級加熱在清洗水前。水箱中的水量比較多，導(dǎo)致一級加熱的功率較大，該位置加熱器一般選用220V交流電，具有一定的安全隱患；而且水箱本身體積較大，水量也比較多，水箱內(nèi)的水溫并不穩(wěn)定；不穩(wěn)定的水溫進入二級加熱器前，對PID控制加熱的難度加大，在一定程度上影響到PID控制水溫的精度，但相對于第一種方案，好處就是二級加熱的第二級加熱器功率較小，加熱的溫差也偏小，最后的清洗水的溫度的穩(wěn)定性比第一種方案略優(yōu)，但是還是具有比較大的波動性。由于PID高精度溫度一般是基于冷源吸熱穩(wěn)定的條件下獲得的，當控制的對象受到固定的冷源時，經(jīng)過累積較長時間的控制，PID控制的加熱器及傳導(dǎo)受熱的載體可以獲得比較高的精度，而且PID控制對加熱時間上有較高的要求，隨著控制的時間越長，PID控制的精度越高，波動度越小。而我們上述提到的兩種方案，冷源都是非固定式的，而且時間上面的要求都比較苛刻，這就表明PID控制對象的溫度精度必然不會很高，這就制約了 PID直接控制并獲得高精度溫度的條件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種將清洗水先升溫再降溫的生化儀高精度清洗水溫的方法和裝置。
[0004]本發(fā)明的目的是通過如下途徑實現(xiàn)的:
[0005]—種獲得生化儀高精度清洗水溫的方法，包括如下步驟:
[0006]a.設(shè)置循環(huán)清洗水加熱系統(tǒng)，由清洗栗(7)抽取水箱⑷中的水，經(jīng)調(diào)壓閥(9)和加熱器(2)輸送至換熱器(I)進行換熱，再經(jīng)三通閥(3)輸入至清洗水管路或水箱(4);
[0007]b.設(shè)置冷水循環(huán)換熱系統(tǒng)，在調(diào)壓閥(9)與加熱器(2)之間接有換熱器(I)，由冷水栗(6)抽取冷水循環(huán)水箱(5)中的水，經(jīng)調(diào)壓閥(8)輸送至換熱器(I)換熱后進入冷水循環(huán)水箱(5)，冷水循環(huán)水箱(5)上裝有制冷部件(12)。
[0008]更進一步是:所述加熱器2是PID控制的電加熱器。
[0009]更進一步是:所述冷水循環(huán)水箱5冷水溫度在± 2°C。
[0010]獲得生化儀高精度清洗水溫的裝置，包括由清洗栗7抽取水箱4中的水經(jīng)調(diào)壓閥9輸送至加熱器2加熱和換熱器I進行降溫后，經(jīng)三通閥3輸入至清洗水管路或水箱4。由冷水栗6抽取冷水循環(huán)水箱5中的水，經(jīng)調(diào)壓閥8輸送至換熱器I換熱后接冷水循環(huán)水箱5，冷水循環(huán)水箱5上裝有制冷部件12。
[0011 ] 本發(fā)明獲得生化儀高精度清洗水溫的裝置，水箱4時刻由外來水補充水位，經(jīng)過清洗栗7輸送清洗水，一部分清洗水通過調(diào)壓閥9返回水箱，一部分清洗水進入加熱器2中加熱，將加熱過后的清洗水通過換熱器I之后進行降溫，再經(jīng)過三通閥3，如果需要清洗反應(yīng)杯，則進入清洗水管路，如果不需要清洗反應(yīng)杯，則返回進入水箱4。冷水循環(huán)水箱5中的水由冷水栗6輸送。通過調(diào)壓閥8，一部分冷水進入換熱器I與清洗水換熱，最后回流到冷水循環(huán)水箱5，一部分冷水經(jīng)過調(diào)壓閥8后進入冷水循環(huán)水箱5。冷水循環(huán)水箱5中的熱量被半導(dǎo)體制冷片12冷側(cè)吸收，半導(dǎo)體制冷片12熱側(cè)通過翅片10和風(fēng)扇11將熱量散到大氣中。
[0012]冷水栗6可以輸送低溫且比重不小于I的冷水。冷水栗6輸送到與換熱器I交換的冷水量通過調(diào)壓閥8調(diào)節(jié)，根據(jù)從調(diào)壓閥9出來的熱水量，利用不同水量的熱交換獲得目標水溫。調(diào)壓閥8可調(diào)節(jié)的冷水栗6輸送到換熱器I的冷水流量，以滿足不同清洗水量和溫度的清洗水。半導(dǎo)體制冷片12通電后一側(cè)制冷，一側(cè)制熱，制冷一側(cè)可以吸收冷水循環(huán)水箱5中的冷水的熱量，制熱的一側(cè)通過翅片10和風(fēng)扇11的方式增加換熱面積和強化對流換熱，將半導(dǎo)體制冷片12熱側(cè)的熱量散到大氣中，以保證冷側(cè)的的熱量足夠吸收冷水的熱量。冷水循環(huán)水箱5中冷水的能量被半導(dǎo)體制冷片12的冷側(cè)吸收熱量。半導(dǎo)體制冷片12需對冷水循環(huán)水箱5中的冷水的溫度范圍進行控制，冷水循環(huán)水箱5中放置溫度傳感器，這種換熱方式可以將獲得溫度控制在±2°C以內(nèi)的冷水。清洗栗7提供的流量穩(wěn)定可靠，經(jīng)過調(diào)壓閥9后進入換熱器I的流量同樣穩(wěn)定可靠。
[0013]清洗栗7輸送到與加熱器2加熱的清洗水量通過調(diào)壓閥9調(diào)節(jié)，經(jīng)過調(diào)壓閥9調(diào)節(jié)的清洗水進入加熱器2加熱，通過PID調(diào)節(jié)控制得到一定溫度波動范圍內(nèi)的清洗水，此時清洗水的溫度波動度與【背景技術(shù)】中提到的兩種技術(shù)方案的水溫波動度類似；不同的是本發(fā)明中經(jīng)過PID加熱后的溫度略高于目標溫度，高于目標溫度的清洗水再經(jīng)過換熱器I與冷水換熱后降溫，降溫到目標溫度，并進一步提高溫度波動的準確度和穩(wěn)定性。換熱器I的主要作用是降低清洗水的溫度，而且具有縮小加熱器IPID控制的清洗水溫度的波動度。最后通過三通閥3控制，可以控制清洗水的用途，當需要清洗反應(yīng)杯時，三通閥3控制進入清洗反應(yīng)杯管路；當不需要清洗反應(yīng)杯時，三通閥控制進入循環(huán)水箱4，起到保持PID控制的加熱器2持續(xù)工作，進而解決上述市面上兩種方案中清洗水溫精度較差及水溫不穩(wěn)定的問題。
[0014]換熱器I是本發(fā)明中最重要的元器件之一。換熱器I的結(jié)構(gòu)設(shè)計需考慮流體在其內(nèi)流通換熱的流動狀態(tài)。冷水在內(nèi)外套管間流動時，流體處于層流狀態(tài)，且層流段遠離層流與湍流之間的中間態(tài)；清洗水在內(nèi)套管內(nèi)流動時，流體處于層流狀態(tài)，且層流段遠離層流與湍流之間的中間態(tài)。要求清洗水和冷水在內(nèi)部換熱時，換熱器I內(nèi)外夾層流體的流態(tài)需要非常穩(wěn)定。清洗水側(cè)流量因為栗的選型偏向流量穩(wěn)定，在設(shè)計過程中需要保持換熱系數(shù)穩(wěn)定，清洗水側(cè)的橫截面積要足夠使流體的流層狀態(tài)處于層流且遠離中間層流態(tài)，可以適當偏大來保證流體的狀態(tài)。冷水側(cè)也需要保證流體的狀態(tài)是和清洗水側(cè)相同。但由于冷水栗6的流量是非穩(wěn)定性的，所以設(shè)計換熱器I冷水側(cè)只需要考慮最大流量即可，但結(jié)構(gòu)設(shè)計時需考慮結(jié)構(gòu)變化是否會引起流層狀態(tài)的變化。
[0015]冷水栗6抽取冷水進入換熱器1，在換熱器I中流動狀態(tài)穩(wěn)定；清洗栗7抽取清洗水進入換熱器1，在換熱器I中流動狀態(tài)穩(wěn)定。清洗水被冷水包圍