[发明专利]一种用于核酸扩增仪的温度控制方法

权利要求书

1.一种用于核酸扩增仪的温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在输入装置中输入预设温度T0，第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器分别对芯片、一级制冷片、二级制冷片、散热模块进行温度信号采集，分别得到第一信号温度、第二信号温度、第三信号温度，第四信号温度；

S2：将步骤S1中采集到的第一温度信号、第二温度信号、第三温度信号，第四温度信号通过温度信号处理单元分别转化为数字量T1、T2、T3、T4后传输给PID控制器进行处理；

S3：获取预设温度T0，获取第一温度传感器采集的芯片温度T1，获取第二、第三温度传感器采集的一级制冷片、二级制冷片的温度T2、T3，获取第四温度传感器采集的散热模块的温度T4；

S4：对第一制冷片与第二制冷片的温度T2、T3取平均值；得到T5；

S5：计算温度误差e＝T1-T0，温度误差变化率ec＝de/dt；

S6：模糊运算器以温度误差e、温度误差变化率ec作为模糊输入，计算得到输出变量比例系数修正值Kp、积分系数修正值Ki以及微分系数修正值Kd；

S7：计算最终的比例修正参数Kp′＝Kp*(T1-T5)(T4-T1)，最终的积分修正参数Ki′＝Ki*(T1-T5)(T4-T1)，最终的微分修正参数Kd′＝Kd*(T1-T5)(T4-T1)；

S8：PID控制器以比例系数最终值Kp′、积分系数最终值Ki′以及微分系数最终值Kd′为依据，控制一级制冷片、二级制冷片以及散热模块的执行；

所述步骤S8中还包括根据Kp′、Ki′、KD′分别计算比例输出Up＝Kp′*e；积分输出U_i＝U_i-1+Ki′*(e-ec)；微分输出U_d＝U_d-1+Kd′*(e-ea)，式中，ea为前一次的误差；计算PID控制器输出output＝U_p+U_i+U_d+M，M为修正常数；

步骤S8中还包括通过判断单元判断output与0的大小关系，若output0，则控制一级制冷片、二级制冷片继续加热，并控制调整一级制冷片、二级制冷片的输出功率；若output0，则控制散热模块继续散热，并控制调整散热模块的输出功率；

控制调整一级制冷片、二级制冷片的输出功率包括将获取的第一温度传感器采集的芯片温度T1与预设温度值T0进行比较，若T0-T10，则增大一级制冷片、二级制冷片的输出功率；

设定制热判定值为ΔT1，若T0-T1ΔT1，则将一级制冷片与二级制冷片以100％功率模式进行工作；若0T0-T1ΔT1,则将一级制冷片与二级制冷片的输出功率以α功率进行工作，α＝T0-T1/ΔT1。

2.如权利要求1所述的用于核酸扩增仪的温度控制方法，其特征在于，控制调整散热模块的输出功率包括将获取的将获取的第一温度传感器采集的芯片温度T1与预设温度值T0进行比较，若T1-T00，则增大散热模块的输出功率。

3.如权利要求2所述的用于核酸扩增仪的温度控制方法，其特征在于，设定制冷判定值为ΔT2，若T1-T0ΔT2,则将散热模块的输出功率以100％功率模式进行,若0T1-T0ΔT2,则将散热模块的输出功率以β功率模式进行，β＝T1-ΔT2/T0。

4.如权利要求1-3中任一项所述的用于核酸扩增仪的温度控制方法的控制系统，其特征在于，包括输入装置、温度传感器组、芯片、一级制冷片、二级制冷片、散热模块、PID控制单元；所述温度传感器组包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器；所述PID控制单元包括温度信号处理单元、模糊运算器、PID控制器，所述模糊运算器与所述PID控制器电连接；所述温度信号处理单元与所述PID控制器电连接；所述PID控制单元根据模糊运算器和PID控制器的结果做出决策，控制一级制冷片、二级制冷片、散热模块工作。

5.如权利要求4所述的用于核酸扩增仪的温度控制方法的控制系统，其特征在于，所述温度信号处理单元包括温度信号放大电路、温度信号滤波电路、A/D转换电路和温度信号保护电路；所述温度信号放大电路、温度信号滤波电路、A/D转换电路和温度信号保护电路依次与所述PID控制器连接；所述温度信号滤波电路包括相互并联的低频滤波子单元、高频滤波子单元。