一种PCR仪的温度控制系统的制作方法

本发明涉及pcr仪，具体涉及一种pcr仪的温度控制系统。

背景技术：

1、pcr扩增仪又称为pcr基因扩增仪、pcr核酸扩增仪、聚合酶链反应核酸扩增仪，是利用pcr(polymerase chain reaction，聚合酶链反应)技术对特定dna扩增的一种仪器设备，被广泛运用于医学、生物学实验室中；

2、pcr反应一般分为变性、退火和延伸三个阶段，具体反应状态根据不同的试剂采用的酶的反应确定；

3、现有的pcr仪在进行变温控制时，采用电加热的方式热转换效率低，导致变温速度慢，精度难以控制，而采用帕尔贴进行温度调整，即可解决该问题；但是，在对pcr仪的温度控制过程中，反应室内温度采用多点位帕尔贴进行调控，温度的调控依然会出现不够精准的问题，由于帕尔贴的工作状态受电流的影响，其自身的性质又决定热传递效果，在工作过程中，帕尔贴容易出现工作异常的情况，影响pcr仪的工作，造成安全隐患，因此，我们提出一种pcr仪的温度控制系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种pcr仪的温度控制系统，以解决上述背景中问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种pcr仪的温度控制系统，包括：

4、数据获取模块：用于获取pcr仪中反应室的帕尔贴的点位，并对帕尔贴的点位进行标记；获取pcr仪中反应室的帕尔贴的点位初始温度值；

5、数据处理模块：用于对pcr仪中反应室内的帕尔贴的点位初始温度值tcsi进行标准差计算，获得反应室内帕尔贴的点位初始温度波动值tcsb；

6、状态核验模块：用于获取pcr仪的反应室工作温度波动阈值tpjy；并将点位初始温度波动值tcsb与工作温度波动阈值tpjy进行比较；并获得正常信号或异常信号；

7、工作判定模块：用于获取pcr仪中反应室初始温度值tfs和目标温度值tbm；并将反应室初始温度值tfs与目标温度值tbm进行比较；并生成温度执行信号，其中，温度执行信号包括：温度升高信号、温度保持信号和温度降低信号；

8、执行模块：基于温度执行信号，控制帕尔贴的工作方式；对pcr仪的反应室温度进行调控；包括状态监测单元和调控分析单元。

9、作为本发明进一步的方案：所述状态监测单元用于对温度调控过程中的工作状态进行异常监测，并得到状态信号；其中，状态信号包括：导热稳定信号、导热异常信号、降温稳定信号和降温异常信号。

10、作为本发明进一步的方案：所述调控分析单元用于对调控数据进行分析，并得到转化信号；其中，转化信号包括：制热转化正常信号、制热转化异常信号、制冷转化正常信号和制冷转化异常信号。

11、作为本发明进一步的方案：所述状态核验模块中：将点位初始温度波动值tcsb与工作温度波动阈值tpjy进行比较；

12、若点位初始温度波动值tcsb小于等于工作温度波动阈值tpjy；则生成正常信号；

13、若点位初始温度波动值tcsb大于工作温度波动阈值tpjy；则生成异常信号。

14、作为本发明进一步的方案：所述工作判定模块中，将反应室初始温度值tfs与目标温度值tbm进行比较；

15、若反应室初始温度值tfs小于目标温度值tbm，生成温度升高信号；

16、若反应室初始温度值tfs等于目标温度值tbm，生成温度保持信号；

17、若反应室初始温度值tfs大于目标温度值tbm，生成温度降低信号。

18、作为本发明进一步的方案：所述执行模块基于温度执行信号对pcr仪的反应室温度进行调控，包括：

19、基于温度升高信号，控制帕尔贴的电流方向使帕尔贴对反应室为制热方式；并对pcr仪的反应室进行加热；

20、基于温度降低信号，控制帕尔贴的电流方向使帕尔贴对反应室为制冷方式；并对pcr仪的反应室进行降温；

21、基于温度保持信号，开启帕尔贴为待机状态，以单位时间t为间隔时长对pcr仪中反应室的温度值进行监测。

22、作为本发明进一步的方案：所述状态监测单元对温度调控过程中的工作状态进行异常监测，包括：

23、对制热时间内以单位时间t为间隔时长进行时间节点划分，并将时间节点标记为j，其中，j为0、1、2、3……；

24、获取制热时间内每个时间节点j时刻的反应室温度值，并标记为tfzj，

25、计算获取制热时间内时间节点j时刻的反应室温度变化率值tbvj；

26、获取制热时间内每个时间节点j时刻的每个帕尔贴的点位温度值，并标记为tcs（i，j）；

27、计算获取制热时间内时间节点j时刻的帕尔贴的点位温度变化率，并标记为tdv（i，j）；

28、对pcr仪中i个点位的帕尔贴的点位温度变化率进行求和平均，得到时间节点j时刻的帕尔贴的点位温度变化均率tdvjzj；

29、计算时间节点j时刻帕尔贴的温度传导比值tcdj；

30、若温度传导比值tcdj大于等于温度传导阈值tcdy；生成帕尔贴导热稳定信号；

31、若温度传导比值tcdj小于温度传导阈值tcdy；生成帕尔贴导热异常信号。

32、作为本发明进一步的方案：所述状态监测单元对温度调控过程中的工作状态进行异常监测，包括：

33、对降温时间内以单位时间t为间隔时长进行时间节点划分，并将时间节点标记为k，其中，k为0、1、2、3……；

34、获取降温时间内每个时间节点k时刻的反应室温度值，并标记为txzk，

35、计算获取降温时间内时间节点k时刻的反应室温度变化率值txvk；

36、获取降温时间内每个时间节点k时刻的每个帕尔贴的点位温度值，并标记为txs（i，k）；

37、计算获取降温时间内时间节点k时刻的帕尔贴的点位温度变化率，并标记为txdv（i，k）；

38、对pcr仪中i个点位的帕尔贴的点位温度变化率进行求和平均，得到时间节点k时刻的帕尔贴的点位温度变化均率tdvxzk；

39、计算时间节点k时刻帕尔贴的降温传导比值txdk；

40、若降温传导比值txdk大于等于降温传导阈值txdy；生成帕尔贴降温稳定信号；

41、若降温传导比值txdk小于降温传导阈值txdy；生成帕尔贴降温异常信号。

42、作为本发明进一步的方案：所述调控分析单元的工作方式包括：

43、获取制热时间内每个时间节点j时刻的帕尔贴的制热电流值并标记为irj；

44、对制热时间内的制热电流值irj进行标准差计算，得到制热电流波动值irb；

45、同时对制热时间内帕尔贴的点位温度变化均率tdvjzj进行标准差计算，得到点位温度变化率波动值tdvjzb；

46、通过计算获得电流制热转化偏差值izt；

47、将电流制热转化偏差值izt与电流制热转化偏差阈值izty进行比较；

48、若电流制热转化偏差值izt小于等于电流制热转化偏差阈值izty；生成帕尔贴制热转化正常信号；

49、若电流制热转化偏差值izt大于电流制热转化偏差阈值izty；生成帕尔贴制热转化异常信号。

50、作为本发明进一步的方案：所述调控分析单元的工作方式包括：

51、获取降温时间内每个时间节点k时刻的帕尔贴的降温电流值并标记为ilk；

52、对降温时间内的降温电流值ilk进行标准差计算，得到降温电流波动值ilb；

53、同时对降温时间内帕尔贴的点位温度变化均率tdvxzk进行标准差计算，得到点位温度变化率波动值tdvxzb；

54、通过计算获得电流制冷转化偏差值ilt；

55、将电流制冷转化偏差值ilt与电流制冷转化偏差阈值ilty进行比较；

56、若电流制冷转化偏差值ilt小于等于电流制冷转化偏差阈值ilty；生成帕尔贴制冷转化正常信号；

57、若电流制冷转化偏差值ilt大于等于电流制冷转化偏差阈值ilty；生成帕尔贴制冷转化异常信号。

58、本发明的有益效果：

59、本发明中，通过多点位帕尔贴对反应室内温度进行控制，响应速度快，同时对初始状态下的帕尔贴状态进行检验，避免pcr仪在连续工作之后，其内部帕尔贴的温度恢复至室温时出现温度偏差，进而影响pcr仪再次使用的测量结果；

60、并且，在工作过程中，通过对反应室的升温过程和降温过程的反应室温度和帕尔贴温度的实时监测，可以在温度调控过程中及时发现帕尔贴的工作状态是否出现异常，保证pcr仪工作的稳定性和安全性，同时，可以在温度调控完成之后，对温度调控过程中的电流的变化对帕尔贴工作状态的影响进行分析，进而判断帕尔贴在工作过程中的工作状态是根据电流的变化而变化，以发现帕尔贴的温度调控是否精准，并及时对帕尔贴的异常状况及时发现，避免pcr仪工作出现问题。