全自动生化分析仪反应盘温育系统的研究

发布时间：2017-09-28 08:07

  本文关键词：全自动生化分析仪反应盘温育系统的研究

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【摘要】：全自动生化分析仪(Automatic biochemical analyzer)是临床诊断中使用最广泛的仪器之一,主要用来检测人体血液、尿液等其他体液中的各种生化指标,如血红蛋白、血糖、血脂、胆固醇等常规指标。反应盘温育系统是全自动生化分析仪的关键组件之一,对由血清和试剂混合而成的反应液进行精确温度控制。反应液的升温速度和温度控制精度对测量结果的准确性有很大的影响,对于有酶类物质参与反应的检测项目,温度变化对检测结果的影响尤其明显。本文分析了空气浴恒温式、固体直接加热式、水浴循环式和恒温液循环间接加热式这四种温育方式的反应盘结构、传热途径和传热方式,在此基础上总结了每种温育方式的优点及缺点,并结合固体直接加热式和空气浴恒温式提出了一种高性价比的反应盘温育方式—混合浴恒温式。本文运用传热学原理对混合浴恒温式反应盘从热传导、热对流、热辐射三种传热方式进行详细分析,得到每种传热方式的热流密度;使用Matlab龙格-库塔法求解微分方程得到混合浴恒温式和空气浴恒温式的反应液升温到目标温度所需要的时间;并使用ANSYS软件对混合浴恒温式反应盘传热模型进行有限元分析,得到与反应杯直接接触的反应盘对反应液升温时间的影响,以及反应杯清洗时,清洗液温度对反应盘温度的影响。本课题还搭建了混合浴恒温式和空气浴恒温式的反应盘温育系统实验平台,开发了测量精度、响应速度、通道一致性较好的多通道热分析温度检测模块,从而对这两种反应盘温育方式进行实验论证。混合浴恒温式反应盘的热量储存能力强,热量传导速率快,能够在2.3分钟内使300ul试剂从7℃加热到36℃,同时对环境温度波动的抵抗能力也强,反应液的温度波动度为±0.024℃。
【关键词】：反应盘温育方式 混合浴恒温式 空气浴恒温式 多通道温度检测
【学位授予单位】：深圳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R197.39
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-17
• 1.1 引言8-9
• 1.2 国内外研究现状9-14
• 1.2.1 空气浴恒温式传热分析10-11
• 1.2.2 固体直接加热式传热分析11
• 1.2.3 水浴循环式传热分析11-12
• 1.2.4 恒温液循环间接加热式传热分析12-14
• 1.3 反应液升温时间的需求分析14-15
• 1.4 本课题研究意义15-16
• 1.5 本课题主要内容16-17
• 第2章 混合浴恒温式反应盘传热理论分析及仿真17-39
• 2.1 热传递方式及热力学基本定理17-18
• 2.1.1 热传导17
• 2.1.2 热对流17
• 2.1.3 热辐射17-18
• 2.2 混合浴恒温式反应盘结构设计18-21
• 2.2.1 混合浴恒温式反应盘材料选择18
• 2.2.2 混合浴恒温式反应盘设计方案18-21
• 2.3 混合浴恒温式反应盘传热理论分析21-27
• 2.3.1 混合浴恒温式反应盘传热模型21-22
• 2.3.2 热辐射方式分析22-24
• 2.3.3 空气传导方式分析24-25
• 2.3.4 空气对流方式分析25-27
• 2.4 反应液升温时间数值计算27-30
• 2.4.1 微分方程简化求严格解27-28
• 2.4.2 Matlab求数值解28-30
• 2.5 混合浴恒温式反应盘有限元仿真30-39
• 2.5.1 反应盘向反应液传热仿真30-35
• 2.5.2 恒温槽向反应盘传热仿真35-36
• 2.5.3 清洗液传热仿真36-39
• 第3章 反应盘温育系统实验平台设计39-53
• 3.1 反应盘温育系统实验平台总体设计39-40
• 3.2 多通道热分析温度检测模块设计40-43
• 3.2.1 多通道热分析温度传感器选择40-41
• 3.2.2 LMT70温度传感器电路设计41-42
• 3.2.3 LMT70温度探头热分析42-43
• 3.3 反应盘PID恒温控制模块设计43-48
• 3.3.1 反应盘PID控制算法43-44
• 3.3.2 反应盘控制对象模型44-47
• 3.3.3 反应盘PID参数整定47-48
• 3.4 多通道温度采集软件设计48-53
• 3.4.1 WPF图形显示系统48-49
• 3.4.2 温度数据传输49-50
• 3.4.3 实时温度曲线显示50-53
• 第4章 反应盘温育实验分析与评价53-66
• 4.1 系统性能实验分析53-58
• 4.1.1 多通道温度检测模块噪声分析53
• 4.1.2 多通道温度检测模块一致性分析53-55
• 4.1.3 多通道温度检测模块动态性能分析55-58
• 4.2 反应盘温育实验分析58-63
• 4.2.1 混合浴恒温式反应盘实验测试58-60
• 4.2.2 空气浴恒温式反应盘实验测试60-63
• 4.3 实验结果及评价63-66
• 4.3.1 空气浴恒温式实验结果63-64
• 4.3.2 混合浴恒温式实验结果64-66
• 第5章 总结与展望66-67
• 5.1 论文总结66
• 5.2 工作展望66-67
• 参考文献67-68
• 致谢68-69
• 附录Ⅰ:攻读硕士学位期间的研究成果69-70
• 附录Ⅱ:符号表70

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本文编号：934713