[发明专利]一种PCR仪的温度控制方法

权利要求书

1.一种PCR仪的温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，温度信号检测：采用三个温度传感器分别对PCR仪各部分的 温度进行检测；所述PCR仪包括由底座和侧壁组成的样品基座、设置在所 述样品基座上用于放置试管的反应槽、设置在所述反应槽正上方用于维持 所述试管顶部温度以防止试液蒸发在所述试管顶部形成冷凝水的热盖；所 述温度信号检测方式如下：

采用第一温度传感器对分布在底座中间部分的反应槽温度进行实时 检测，以获得第一温度信号；

采用第二温度传感器对靠近侧壁的反应槽温度进行实时检测，以获得 第二温度信号；

采用第三温度传感器对热盖的温度进行实时检测，以获得第三温度信 号；

步骤二，温度信号处理：采用信号采集与处理电路对所述第一温度信 号、第二温度信号和第三温度信号分别进行采集和处理；所述信号采集与 处理电路包括依序连接的信号隔离电路、放大滤波电路和A/D转换电路； 所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器均与信号隔离电 路相接；所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器将检测 到的温度信号分别经信号隔离电路传输给放大滤波电路；放大滤波电路对 所述温度信号进行放大和滤波处理，然后传输给A/D转换电路；A/D转换 电路将所述温度信号转换为数字量后传输给主控芯片；

步骤三，PID参数计算：主控芯片一方面将温度数据存储在与其相接 的EPROM存储器中，另一方面通过USB接口传输给PC机；PC机将接收到 的温度信号与预设温度值进行比较，得出温度偏差值，然后采用预设软件 算法根据温度偏差值和偏差的变化率计算出比例控制系数、积分控制系数 和微分控制系数，并向主控芯片发出温度控制命令；

步骤四，控制命令接收，温度实时调节：主控芯片接收到所述温度控 制命令后，根据所述比例控制系数、积分控制系数、微分控制系数和温度 偏差值对PCR仪的温度进行调节，包括以下方式：

采用第一温控电路对底座的温度进行调节；

采用第二温控电路对侧壁的温度进行调节；

采用加热电路将热盖加热到设定温度；

所述第一温控电路和第二温控电路均包括依次连接的光电耦合器、 D/A转换电路、功率放大驱动电路和半导体制冷片，所述半导体制冷片的 数量为多个，且多个所述半导体制冷片分别贴装在底座的底面和侧壁的四 周；所述第一温控电路分别与主控芯片和底座相接，所述第二温控电路分 别与主控芯片和侧壁相接，所述加热电路分别于主控芯片和热盖相接；

步骤五，温度控制曲线实时显示：主控芯片根据检测到的温度信号和 PCR仪的运行工况，通过内部集成的图形生成软件得出温度控制曲线，并 在LCD显示器上实时显示出来以供参考；所述LCD显示器与主控芯片相接。

2.按照权利要求1所述的一种PCR仪的温度控制方法，其特征在于： 所述比例控制系数、积分控制系数和微分控制系数的计算方法为遗传算 法。

3.按照权利要求2所述的一种PCR仪的温度控制方法，其特征在于： 所述遗传算法计算所述比例控制系数、积分控制系数和微分控制系数时采 用的是格雷码编码方式。

4.按照权利要求1或2所述的一种PCR仪的温度控制方法，其特征在 于：所述主控芯片为ARM微处理器。