本文關(guān)鍵詞：全自動(dòng)生化分析儀反應(yīng)盤溫育系統(tǒng)的研究

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【摘要】：全自動(dòng)生化分析儀(Automatic biochemical analyzer)是臨床診斷中使用最廣泛的儀器之一,主要用來(lái)檢測(cè)人體血液、尿液等其他體液中的各種生化指標(biāo),如血紅蛋白、血糖、血脂、膽固醇等常規(guī)指標(biāo)。反應(yīng)盤溫育系統(tǒng)是全自動(dòng)生化分析儀的關(guān)鍵組件之一,對(duì)由血清和試劑混合而成的反應(yīng)液進(jìn)行精確溫度控制。反應(yīng)液的升溫速度和溫度控制精度對(duì)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性有很大的影響,對(duì)于有酶類物質(zhì)參與反應(yīng)的檢測(cè)項(xiàng)目,溫度變化對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響尤其明顯。本文分析了空氣浴恒溫式、固體直接加熱式、水浴循環(huán)式和恒溫液循環(huán)間接加熱式這四種溫育方式的反應(yīng)盤結(jié)構(gòu)、傳熱途徑和傳熱方式,在此基礎(chǔ)上總結(jié)了每種溫育方式的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn),并結(jié)合固體直接加熱式和空氣浴恒溫式提出了一種高性價(jià)比的反應(yīng)盤溫育方式—混合浴恒溫式。本文運(yùn)用傳熱學(xué)原理對(duì)混合浴恒溫式反應(yīng)盤從熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射三種傳熱方式進(jìn)行詳細(xì)分析,得到每種傳熱方式的熱流密度;使用Matlab龍格-庫(kù)塔法求解微分方程得到混合浴恒溫式和空氣浴恒溫式的反應(yīng)液升溫到目標(biāo)溫度所需要的時(shí)間;并使用ANSYS軟件對(duì)混合浴恒溫式反應(yīng)盤傳熱模型進(jìn)行有限元分析,得到與反應(yīng)杯直接接觸的反應(yīng)盤對(duì)反應(yīng)液升溫時(shí)間的影響,以及反應(yīng)杯清洗時(shí),清洗液溫度對(duì)反應(yīng)盤溫度的影響。本課題還搭建了混合浴恒溫式和空氣浴恒溫式的反應(yīng)盤溫育系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),開(kāi)發(fā)了測(cè)量精度、響應(yīng)速度、通道一致性較好的多通道熱分析溫度檢測(cè)模塊,從而對(duì)這兩種反應(yīng)盤溫育方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)論證。混合浴恒溫式反應(yīng)盤的熱量?jī)?chǔ)存能力強(qiáng),熱量傳導(dǎo)速率快,能夠在2.3分鐘內(nèi)使300ul試劑從7℃加熱到36℃,同時(shí)對(duì)環(huán)境溫度波動(dòng)的抵抗能力也強(qiáng),反應(yīng)液的溫度波動(dòng)度為±0.024℃。
【關(guān)鍵詞】：反應(yīng)盤溫育方式 混合浴恒溫式 空氣浴恒溫式 多通道溫度檢測(cè)
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R197.39
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-17
• 1.1 引言8-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 空氣浴恒溫式傳熱分析10-11
• 1.2.2 固體直接加熱式傳熱分析11
• 1.2.3 水浴循環(huán)式傳熱分析11-12
• 1.2.4 恒溫液循環(huán)間接加熱式傳熱分析12-14
• 1.3 反應(yīng)液升溫時(shí)間的需求分析14-15
• 1.4 本課題研究意義15-16
• 1.5 本課題主要內(nèi)容16-17
• 第2章 混合浴恒溫式反應(yīng)盤傳熱理論分析及仿真17-39
• 2.1 熱傳遞方式及熱力學(xué)基本定理17-18
• 2.1.1 熱傳導(dǎo)17
• 2.1.2 熱對(duì)流17
• 2.1.3 熱輻射17-18
• 2.2 混合浴恒溫式反應(yīng)盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)18-21
• 2.2.1 混合浴恒溫式反應(yīng)盤材料選擇18
• 2.2.2 混合浴恒溫式反應(yīng)盤設(shè)計(jì)方案18-21
• 2.3 混合浴恒溫式反應(yīng)盤傳熱理論分析21-27
• 2.3.1 混合浴恒溫式反應(yīng)盤傳熱模型21-22
• 2.3.2 熱輻射方式分析22-24
• 2.3.3 空氣傳導(dǎo)方式分析24-25
• 2.3.4 空氣對(duì)流方式分析25-27
• 2.4 反應(yīng)液升溫時(shí)間數(shù)值計(jì)算27-30
• 2.4.1 微分方程簡(jiǎn)化求嚴(yán)格解27-28
• 2.4.2 Matlab求數(shù)值解28-30
• 2.5 混合浴恒溫式反應(yīng)盤有限元仿真30-39
• 2.5.1 反應(yīng)盤向反應(yīng)液傳熱仿真30-35
• 2.5.2 恒溫槽向反應(yīng)盤傳熱仿真35-36
• 2.5.3 清洗液傳熱仿真36-39
• 第3章 反應(yīng)盤溫育系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)39-53
• 3.1 反應(yīng)盤溫育系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)總體設(shè)計(jì)39-40
• 3.2 多通道熱分析溫度檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)40-43
• 3.2.1 多通道熱分析溫度傳感器選擇40-41
• 3.2.2 LMT70溫度傳感器電路設(shè)計(jì)41-42
• 3.2.3 LMT70溫度探頭熱分析42-43
• 3.3 反應(yīng)盤PID恒溫控制模塊設(shè)計(jì)43-48
• 3.3.1 反應(yīng)盤PID控制算法43-44
• 3.3.2 反應(yīng)盤控制對(duì)象模型44-47
• 3.3.3 反應(yīng)盤PID參數(shù)整定47-48
• 3.4 多通道溫度采集軟件設(shè)計(jì)48-53
• 3.4.1 WPF圖形顯示系統(tǒng)48-49
• 3.4.2 溫度數(shù)據(jù)傳輸49-50
• 3.4.3 實(shí)時(shí)溫度曲線顯示50-53
• 第4章 反應(yīng)盤溫育實(shí)驗(yàn)分析與評(píng)價(jià)53-66
• 4.1 系統(tǒng)性能實(shí)驗(yàn)分析53-58
• 4.1.1 多通道溫度檢測(cè)模塊噪聲分析53
• 4.1.2 多通道溫度檢測(cè)模塊一致性分析53-55
• 4.1.3 多通道溫度檢測(cè)模塊動(dòng)態(tài)性能分析55-58
• 4.2 反應(yīng)盤溫育實(shí)驗(yàn)分析58-63
• 4.2.1 混合浴恒溫式反應(yīng)盤實(shí)驗(yàn)測(cè)試58-60
• 4.2.2 空氣浴恒溫式反應(yīng)盤實(shí)驗(yàn)測(cè)試60-63
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及評(píng)價(jià)63-66
• 4.3.1 空氣浴恒溫式實(shí)驗(yàn)結(jié)果63-64
• 4.3.2 混合浴恒溫式實(shí)驗(yàn)結(jié)果64-66
• 第5章 總結(jié)與展望66-67
• 5.1 論文總結(jié)66
• 5.2 工作展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-68
• 致謝68-69
• 附錄Ⅰ:攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果69-70
• 附錄Ⅱ:符號(hào)表70

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1 王東元;全自動(dòng)生化分析儀反應(yīng)盤溫育系統(tǒng)的研究[D];深圳大學(xué);2016年

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本文編號(hào)：934713