[发明专利]一种PCR扩增系统及其控制方法

权利要求书

1.一种PCR扩增系统，其特征在于，包括试剂放置单元、温度检测单元、温度调节单元、处理器、上位机及光学检测单元；所述温度检测单元及所述温度调节单元均与所述处理器连接，所述处理器及所述光学检测单元均与所述上位机连接；其中，

所述试剂放置单元，用于放置样本试剂；

所述温度检测单元，用于检测样本试剂的实时温度；

所述温度调节单元，用于调节样本试剂的温度；

所述光学检测单元，用于实时检测样本试剂中目标物的含量；

所述处理器，用于将所述实时温度发送给所述上位机，并根据上位机的控制指令对所述温度调节单元进行控制；

所述上位机，用于根据所述实时温度及目标温度对所述温度调节单元进行自动控制调节。

2.根据权利要求1所述的PCR扩增系统，其特征在于，所述温度检测单元包括PT1000温度传感器及MAX31865温度采集模块，所述PT1000温度传感器与所述MAX31865温度采集模块连接，所述MAX31865温度采集模块连接所述处理器。

3.根据权利要求1所述的PCR扩增系统，其特征在于，所述温度调节单元包括TEC制冷器及H桥逻辑控制电路，所述TEC制冷器连接所述H桥逻辑控制电路，所述H桥逻辑控制电路连接所述处理器。

4.根据权利要求3所述的PCR扩增系统，其特征在于，所述TEC制冷器还包括热传导结构，所述热传导结构用于对TEC制冷器进行散热。

5.根据权利要求4所述的PCR扩增系统，其特征在于，所述热传导结构包括导热管、散热器或电风扇中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的PCR扩增系统，其特征在于，所述系统还包括与所述处理器连接的显示单元，所述显示单元用于显示包括所述实时温度、温度调节参数或样本试剂状态中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的PCR扩增系统，其特征在于，所述系统还包括与所述处理器连接的状态指示单元，所述状态指示单元包括指示灯，所述指示灯用于表征样本试剂状态及告警信息。

8.一种PCR扩增系统的控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-7任一项所述的PCR扩增系统，包括步骤：

通过温度控制算法将样本试剂加热到稳定的第一预设温度；

按照第一预设时间的制热模式和第二预设时间的制冷模式进行循环控制。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述温度控制算法通过PWM占空比调节TEC制冷器的工作时间，所述PWM占空比的计算方法如下：

初始化PID参数，所述参数包括比例系数、积分系数及微分系数；其中，PID的输入值为实时温度和目标温度，PID的输出值为PWM占空比；

计算所述实时温度与所述目标温度的误差值；

当PID的输出值大于第一预设阈值，将所述PID的输出值累加预设负值；

当PID的输出值小于第二预设阈值，将所述PID的输出值累加预设正值；

当所述误差值小于第三预设阈值，所述积分系数为变速积分系数，所述变速积分系数为所述误差值的线性函数；

根据所述比例系数、所述积分系数及所述微分系数确定PID的输出值。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

当所述PID的输出值大于第四预设阈值，所述PID的输出值为所述第四预设阈值；

当所述PID的输出值小于第四预设阈值，所述PID的输出值为所述第四预设阈值的相反值。