一種加熱檢測(cè)管道中血液的方法及裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種加熱檢測(cè)管道中血液的方法，包括如下步驟：取得當(dāng)前環(huán)境溫度值并設(shè)定血液的目標(biāo)溫度值；按照當(dāng)前環(huán)境溫度值和目標(biāo)溫度值，查找其溫度補(bǔ)償參數(shù)，得到溫度補(bǔ)償值，并形成其對(duì)應(yīng)的加熱參數(shù)值；按照當(dāng)前取得的加熱參數(shù)驅(qū)動(dòng)所述發(fā)熱體加熱所述受熱載體，從而加熱所述受熱載體中的待檢測(cè)血液；取得所述發(fā)熱體上的溫度值，按照所述取得的加熱參數(shù)對(duì)所述發(fā)熱體進(jìn)行閉環(huán)控制，直到所述待檢測(cè)血液達(dá)到其目標(biāo)溫度值。本發(fā)明還涉及一種實(shí)現(xiàn)上述方法的裝置。實(shí)施本發(fā)明的加熱檢測(cè)管道中血液的方法及裝置，具有以下有益效果：簡(jiǎn)單、成本低、加熱時(shí)間相差不大且穩(wěn)定。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種加熱檢測(cè)管道中血液的方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療檢測(cè)設(shè)備領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種加熱檢測(cè)管道中血液的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的許多溫控技術(shù)中，如自適應(yīng)的加熱方法中，主要測(cè)量被加熱物體的實(shí)時(shí)溫度，形成一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，然后利用PID算法進(jìn)行加熱和溫度的保持。這種加熱方法當(dāng)然可以用于血液分析、血液測(cè)量的血液樣本的加熱中。但是，由于待檢測(cè)或待使用的血液的特殊性，在使用這種方法時(shí)也存在不少問(wèn)題，例如，現(xiàn)在技術(shù)中首先需要直接測(cè)量被加熱物體的溫度，然后才能形成一個(gè)穩(wěn)定的閉環(huán)進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)高精度的加熱以及恒溫控制；然而對(duì)于血液樣本，直接測(cè)量樣本的溫度會(huì)在影響樣本特性的同時(shí)也會(huì)增加每次的測(cè)量的成本。此外，當(dāng)血液分析、血液測(cè)量的血液樣本的初始溫度以及加熱所處的環(huán)境溫度的不同會(huì)導(dǎo)致加熱系統(tǒng)將該血液樣本加熱到恒定溫度的時(shí)間將會(huì)有很大的差別，這對(duì)于快速的血液分析、血液測(cè)量是極大的缺陷。還有，當(dāng)對(duì)靜置在細(xì)長(zhǎng)的測(cè)量管道中的血液樣本進(jìn)行加熱恒溫時(shí)，利用現(xiàn)有的溫控技術(shù)會(huì)導(dǎo)致血化分析樣本有較大的溫度浮動(dòng)，使得測(cè)量不穩(wěn)定?，F(xiàn)有技術(shù)中，不同環(huán)境溫度下樣本加熱時(shí)間和調(diào)節(jié)過(guò)度一個(gè)矛盾的存在，當(dāng)要減少加熱時(shí)間會(huì)導(dǎo)致溫度超調(diào)過(guò)大，而為了無(wú)溫度超調(diào)則會(huì)導(dǎo)致加熱時(shí)間增長(zhǎng)。因此，現(xiàn)有的技術(shù)在加熱血液樣本時(shí)會(huì)出現(xiàn)成本高、時(shí)間相差較大、不穩(wěn)定的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述成本高、時(shí)間相差較大、不穩(wěn)定的缺陷，提供一種成本低、時(shí)間相差不大、穩(wěn)定的加熱檢測(cè)管道中血液的方法及裝置。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種加熱檢測(cè)管道中血液的方法，所述方法中通過(guò)間接加熱的方式使得發(fā)熱體加熱受熱載體，從而間接地加熱設(shè)置或通過(guò)所述受熱載體中的待檢測(cè)的血液；所述方法還包括如下步驟:
A)取得當(dāng)前環(huán)境溫度值并設(shè)定血液的目標(biāo)溫度值；
B)按照當(dāng)前環(huán)境溫度值和目標(biāo)溫度值，查找其溫度補(bǔ)償參數(shù)，得到溫度補(bǔ)償值，并形成其對(duì)應(yīng)的加熱參數(shù)值；
C)按照當(dāng)前取得的加熱參數(shù)驅(qū)動(dòng)所述發(fā)熱體加熱所述受熱載體，從而加熱所述受熱載體中的待檢測(cè)血液；
D)取得所述發(fā)熱體上的溫度值，按照所述取得的加熱參數(shù)對(duì)所述發(fā)熱體進(jìn)行閉環(huán)控制，直到所述待檢測(cè)血液達(dá)到其目標(biāo)溫度值。
[0005]更進(jìn)一步地，所述步驟B)中環(huán)境溫度和加熱參數(shù)的對(duì)照表按照如下步驟得到并存儲(chǔ):
E)設(shè)定所述發(fā)熱體和所述受熱載體之間的熱傳導(dǎo)參數(shù)，使其保持穩(wěn)定的熱傳導(dǎo)參數(shù)；
F)在不同的環(huán)境溫度下，保持上述熱傳導(dǎo)參數(shù)，加熱所述發(fā)熱體到設(shè)定溫度并保持，測(cè)量在所述設(shè)定溫度下所述受熱載體中血液的溫度值；得到所述發(fā)熱體設(shè)定溫度值和所述血液溫度值在該環(huán)境溫度下的差值，即溫度補(bǔ)償值A(chǔ)t ;
G)處理步驟F)中得到的環(huán)境溫度值、設(shè)定溫度值和At，形成環(huán)境溫度值和目標(biāo)溫度值對(duì)應(yīng)的溫度補(bǔ)償參數(shù)并保存。
[0006]更進(jìn)一步地，所述步驟B)中還包括如下步驟:
BI)將所述設(shè)定溫度值和所述溫度補(bǔ)償值相加，得到所述發(fā)熱體的最終目標(biāo)溫度值；B2)將所述發(fā)熱體由環(huán)境溫度加熱到其最終目標(biāo)溫度值的加熱過(guò)程劃分為多段加熱，每段均設(shè)置不同的目標(biāo)溫度，最后一段的目標(biāo)溫度是所述目標(biāo)溫度值。
[0007]更進(jìn)一步地，所述步驟B2)還包括:分別設(shè)置每段加熱的加熱方式；所述加熱方式包括進(jìn)行過(guò)沖加熱或不進(jìn)行過(guò)沖加熱；過(guò)沖加熱時(shí)發(fā)熱體在每段加熱結(jié)束時(shí)的溫度均高于該段的目標(biāo)溫度。
[0008]更進(jìn)一步地，所述步驟C)中進(jìn)一步包括:
Cl)取得當(dāng)前發(fā)熱體的溫度值；
C2)判斷是否需要過(guò)沖加熱，如是，執(zhí)行步驟C3);否則，執(zhí)行步驟C4)；
C3)進(jìn)行過(guò)沖加熱使得所述發(fā)熱體達(dá)到最終穩(wěn)定溫度；
C4)得到所述發(fā)熱體最終穩(wěn)定溫度與當(dāng)前溫度的差值，利用該差值機(jī)械能PID控制方法進(jìn)行溫度控制。
[0009]更進(jìn)一步地，所述步驟C3)中進(jìn)一步包括:
C31)判斷是否達(dá)到本次過(guò)沖加熱持續(xù)時(shí)間，如是，執(zhí)行步驟C32);如否，取得發(fā)熱體當(dāng)前溫度和過(guò)沖溫度之間的差值，控制所述發(fā)熱體繼續(xù)加熱；
C32)取得下一過(guò)沖溫度和過(guò)沖時(shí)間，并將其作為當(dāng)前加熱參數(shù)，返回步驟C31)。
[0010]更進(jìn)一步地，所述步驟E)中，通過(guò)設(shè)置步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)固定的步數(shù)來(lái)保持所述發(fā)熱體和所述受熱載體之間的熱傳導(dǎo)參數(shù)不變。
[0011]更進(jìn)一步地，所述步驟D)中，通過(guò)設(shè)置在由鋁基板構(gòu)成的發(fā)熱體上的發(fā)熱體溫度檢測(cè)裝置取得所述發(fā)熱體的當(dāng)前溫度并進(jìn)行閉環(huán)控制；所述發(fā)熱體溫度檢測(cè)裝置包括貼于所述發(fā)熱體表面電阻式溫度傳感器，通過(guò)四線法得到所述電阻式溫度傳感器表示所述發(fā)熱體當(dāng)前溫度的電阻值；對(duì)所述電阻式溫度傳感器傳回的電阻值采用疊加補(bǔ)償量的方法消除其零點(diǎn)漂移帶來(lái)的誤差。
[0012]本發(fā)明還涉及一種實(shí)現(xiàn)上述方法的裝置，所述裝置通過(guò)間接加熱的方式使得發(fā)熱體加熱受熱載體，從而間接地加熱設(shè)置或通過(guò)所述受熱載體中的待檢測(cè)的血液；所述裝置還包括:
環(huán)境溫度取得及目標(biāo)溫度設(shè)置單元:用于取得當(dāng)前環(huán)境溫度值并設(shè)定血液的目標(biāo)溫度
值；
溫度補(bǔ)償值取得及加熱參數(shù)形成單元:用于按照當(dāng)前環(huán)境溫度值和目標(biāo)溫度值，查找其溫度補(bǔ)償參數(shù)，得到溫度補(bǔ)償值，并形成其對(duì)應(yīng)的加熱參數(shù)值；
加熱單元:用于按照當(dāng)前取得的加熱參數(shù)驅(qū)動(dòng)所述發(fā)熱體加熱所述受熱載體，從而加熱所述受熱載體中的待檢測(cè)血液；加熱單元還包括發(fā)熱體溫度取得及控制模塊:用于取得所述發(fā)熱體上的溫度值，按照所述取得的加熱參數(shù)對(duì)所述發(fā)熱體進(jìn)行閉環(huán)控制，直到所述待檢測(cè)血液達(dá)到其目標(biāo)溫度值。[0013]更進(jìn)一步地，還包括用于得到溫度補(bǔ)償值取得及加熱參數(shù)形成單元中溫度補(bǔ)償值的補(bǔ)償值取得單元，所述補(bǔ)償值取得單元包括:
傳導(dǎo)參數(shù)設(shè)置模塊:用于設(shè)定所述發(fā)熱體和所述受熱載體之間的熱傳導(dǎo)參數(shù)，使其保持穩(wěn)定的熱傳導(dǎo)參數(shù)；
溫度補(bǔ)償值取得模塊:用于在不同的環(huán)境溫度下，保持上述熱傳導(dǎo)參數(shù)，加熱所述發(fā)熱體到設(shè)定溫度并保持，測(cè)量在所述設(shè)定溫度下所述受熱載體中血液的溫度值；得到所述發(fā)熱體設(shè)定溫度值和所述血液溫度值在該環(huán)境溫度下的差值，即溫度補(bǔ)償值A(chǔ)t ;
溫度補(bǔ)償值形成模塊:用于處理步驟溫度補(bǔ)償值取得模塊中得到的環(huán)境溫度值、設(shè)定溫度值和Λ t，形成環(huán)境溫度值和目標(biāo)溫度值對(duì)應(yīng)的溫度補(bǔ)償參數(shù)并保存。
[0014]更進(jìn)一步地，所述溫度補(bǔ)償值取得及加熱參數(shù)形成單元中還包括:
發(fā)熱體最終目標(biāo)值形成模塊:用于將所述設(shè)定溫度值和所述溫度補(bǔ)償值相加，得到所述發(fā)熱體的最終目標(biāo)溫度值；
加熱分段模塊:用于將所述發(fā)熱體由環(huán)境溫度加熱到其最終目標(biāo)溫度值的加熱過(guò)程劃分為多段加熱，每段均設(shè)置不同的目標(biāo)溫度，最后一段的目標(biāo)溫度是所述目標(biāo)溫度值；其中，所述加熱分段模塊分別設(shè)置每段加熱的加熱方式；所述加熱方式包括進(jìn)行過(guò)沖加熱或不進(jìn)行過(guò)沖加熱；過(guò)沖加熱時(shí)發(fā)熱體在每段加熱結(jié)束時(shí)的溫度均高于該段的目標(biāo)溫度。
[0015]更進(jìn)一步地，所述發(fā)熱體溫度取得及控制模塊中進(jìn)一步包括:
當(dāng)前發(fā)熱體溫度取得子模塊:用于取得當(dāng)前發(fā)熱體的溫度值；
過(guò)沖判斷子模塊:用于判斷是否需要過(guò)沖加熱，如是，調(diào)用過(guò)沖加熱模塊；否則，調(diào)用PID控制加熱模塊；
過(guò)沖加熱子模塊:用于進(jìn)行過(guò)沖加熱使得所述發(fā)熱體達(dá)到最終穩(wěn)定溫度；
PID控制加熱子模塊:用于得到所述發(fā)熱體最終穩(wěn)定溫度與當(dāng)前溫度的差值，利用該差值機(jī)械能PID控制方法進(jìn)行溫度控制。
[0016]實(shí)施本發(fā)明的加熱檢測(cè)管道中血液的方法及裝置，具有以下有益效果:由于不需要對(duì)血液直接加熱，而是通過(guò)對(duì)受熱載體加熱后間接加熱血液并保持其溫度，同時(shí)，還根據(jù)環(huán)境溫度的不同，選擇不同的發(fā)熱單元和受熱載體之間的熱傳導(dǎo)參數(shù)并得到最終需要控制發(fā)熱體達(dá)到的溫度，縮短加熱時(shí)間。所以，其簡(jiǎn)單、成本低、加熱時(shí)間相差不大且穩(wěn)定。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明加熱檢測(cè)管道中血液的方法及裝置實(shí)施例中加熱方法的流程圖；
圖2是所述實(shí)施例中取得加熱補(bǔ)償溫度值的流程圖；
圖3是所述實(shí)施例中目標(biāo)溫度、發(fā)熱體溫度及熱傳導(dǎo)參數(shù)之間的關(guān)系示意圖；
圖4是所述實(shí)施例中分段加熱參數(shù)確定示意圖；
圖5是所述實(shí)施例中功率控制的電路圖；
圖6是所述實(shí)施例中分段發(fā)熱體溫度控制流程圖；
圖7是所述實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)其加熱方法的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8是所述實(shí)施例中使用其加熱方法的血液檢測(cè)裝置物理加熱部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】[0018]下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0019]如圖1所示，在本發(fā)明的加熱檢測(cè)管道中血液的方法及裝置實(shí)施例中，通過(guò)使得發(fā)熱體加熱受熱載體，從而間接地加熱設(shè)置或通過(guò)受熱載體中的待檢測(cè)的血液，并使其保持在設(shè)定或希望其保持的溫度上；通常而言，待檢測(cè)的血液采取通過(guò)設(shè)置在上述受熱載體中的管道的方式取得熱量(本實(shí)施例中加熱的物理裝置請(qǐng)參見(jiàn)圖8 )。在本實(shí)施例中，該方法包括如下步驟:
步驟Sll獲取當(dāng)前環(huán)境溫度:在本步驟中，通過(guò)數(shù)字式溫度計(jì)得到較為準(zhǔn)確的當(dāng)前環(huán)境溫度；同時(shí)，設(shè)定血液的目標(biāo)溫度值，即希望通過(guò)加熱使得血液保持的溫度值。
[0020]步驟S12環(huán)境溫度是否異常:在本步驟中，判斷取得的環(huán)境溫度是否異常，以判斷是否有部件異常或處于工作環(huán)境之外，保證設(shè)備能夠正常操作；如異常，執(zhí)行步驟S14 ;否貝U，執(zhí)行步驟S13。
[0021]步驟S13依據(jù)取得的環(huán)境溫度和目標(biāo)溫度，查找其溫度補(bǔ)償參數(shù)，得到溫度補(bǔ)償值，并形成其對(duì)應(yīng)的加熱參數(shù)值:依據(jù)上述步驟中得到的環(huán)境溫度和設(shè)定的目標(biāo)溫度，查找并得到該環(huán)境溫度值和目標(biāo)溫度值對(duì)應(yīng)的溫度補(bǔ)償參數(shù)；得到溫度補(bǔ)償參數(shù)后，將其疊加到設(shè)定的目標(biāo)溫度值上，就得到在本次加熱中發(fā)熱體應(yīng)該加熱到并保持的溫度值；這是由于在本實(shí)施例中采用間接加熱，由于熱傳導(dǎo)系數(shù)的存在，如果僅僅將發(fā)熱體加熱到目標(biāo)溫度值，則受熱載體和其中的血液溫度都會(huì)較該溫度值低。因此，需要采取溫度補(bǔ)償。在本實(shí)施例，上述溫度補(bǔ)償參數(shù)可以通過(guò)查表等手段得到。至于該溫度補(bǔ)償參數(shù)的得到，將在稍后詳述。
[0022]步驟S14錯(cuò)誤，在本步驟中，由于環(huán)境溫度異常，判斷環(huán)境溫度錯(cuò)誤或該環(huán)境超出設(shè)備的使用范圍，發(fā)出告警信號(hào)提醒操作人員后，直接跳轉(zhuǎn)到步驟S47，結(jié)束加熱。
[0023]步驟S15取得所述發(fā)熱體上的溫度值，按照所述取得的加熱參數(shù)對(duì)所述發(fā)熱體進(jìn)行閉環(huán)控制:使發(fā)熱體與受熱載體接觸的緊密程度滿(mǎn)足所述熱傳導(dǎo)參數(shù)；按照所述發(fā)熱參數(shù)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào),使所述發(fā)熱體開(kāi)始對(duì)所述受熱載體加熱,從而加熱通過(guò)所述受熱載體內(nèi)部的管道中的待檢測(cè)血液；并通過(guò)設(shè)置在所述發(fā)熱體上的發(fā)熱體溫度檢測(cè)單元發(fā)回的溫度值，進(jìn)入PID恒溫控制循環(huán)；通過(guò)控制所述步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)不同的步進(jìn)次數(shù)，使得所述發(fā)熱體以相的壓力緊貼在所述受熱載體上，進(jìn)而在所述發(fā)熱體與受熱載體之間保持一定的熱傳導(dǎo)參數(shù)。同時(shí)，采取將所述環(huán)境溫度和所述目標(biāo)溫度之間分段，且每段分別設(shè)置不同的發(fā)熱參數(shù)使所述發(fā)熱體發(fā)熱的方式縮短加熱時(shí)間；所述分段加熱的一段或多段采用過(guò)沖加熱。值得一提的是，當(dāng)發(fā)熱體被加熱到上述步驟中得到的發(fā)熱體溫度的目標(biāo)值時(shí)，上述管道中的血液也就被加熱到目標(biāo)溫度值，恰好符合加熱的要求。
[0024]步驟S16溫度達(dá)到否，直到所述待檢測(cè)血液達(dá)到其目標(biāo)溫度值如是，執(zhí)行步驟S47 ;否則返回步驟S45。
[0025]步驟S17關(guān)閉加熱:在本步驟中，由于已經(jīng)達(dá)到設(shè)定的溫度，故關(guān)閉加熱。
[0026]請(qǐng)參見(jiàn)圖2，在圖2中，示出了環(huán)境溫度和設(shè)定溫度對(duì)應(yīng)的溫度補(bǔ)償參數(shù)的取得步驟:
步驟S21設(shè)定熱傳導(dǎo)參數(shù)并保持:在本步驟中，設(shè)定發(fā)熱體和受熱載體之間的熱傳導(dǎo)參數(shù)，使其保持穩(wěn)定的熱傳導(dǎo)參數(shù)；在本實(shí)施例中，由于發(fā)熱體和受熱載體均為金屬材料制成，在兩個(gè)金屬材料之間，當(dāng)其材料已定時(shí)，其熱傳導(dǎo)系數(shù)與這兩種材料的接觸的緊密程度是相關(guān)的。所以，在本步驟中，只要保持上述發(fā)熱體和受熱載體已設(shè)定的力接觸，其熱傳導(dǎo)參數(shù)就可以保持不變。
[0027]步驟S22在不同的環(huán)境溫度下，加熱發(fā)熱提到設(shè)定溫度，測(cè)量血液的溫度值，得到二者之間的差值:在本步驟中，分別設(shè)置不同的環(huán)境溫度，保持上述熱傳導(dǎo)參數(shù)，加熱發(fā)熱體到設(shè)定溫度(即目標(biāo)溫度)并保持，測(cè)量在該目標(biāo)溫度下受熱載體中血液的溫度值；得到發(fā)熱體設(shè)定溫度值和所述血液溫度值在該環(huán)境溫度下的差值，即溫度補(bǔ)償值A(chǔ)t ;也就是說(shuō)，由于熱傳導(dǎo)的存在，當(dāng)使發(fā)熱體保持目標(biāo)溫度時(shí)，血液溫度較該目標(biāo)溫度低At ;如果要使得血液溫度達(dá)到上述目標(biāo)溫度，就要使發(fā)熱體保持的溫度再上升At。值得一提的是，本步驟需要多次重復(fù)，以便于得到不同環(huán)境溫度和不同目標(biāo)溫度及其組合所對(duì)應(yīng)的At。
[0028]步驟S23處理上述差值，得到溫度補(bǔ)償值并保持:在本步驟中，處理上述步驟中得到的環(huán)境溫度值、設(shè)定溫度值和Λ t，形成環(huán)境溫度值和目標(biāo)溫度值對(duì)應(yīng)的溫度補(bǔ)償參數(shù)并保存。具體來(lái)講，就是使得每一個(gè)環(huán)境溫度和目標(biāo)溫度的組合，都有其對(duì)應(yīng)的At (溫度補(bǔ)償參數(shù))，并將其存儲(chǔ)起來(lái)(例如，以表格或其他形式)，便于在以后使用。
[0029]總體上來(lái)講，圖2中對(duì)于熱傳導(dǎo)參數(shù)的推導(dǎo)主要是統(tǒng)計(jì)各個(gè)環(huán)境溫度下發(fā)熱體功率到被加熱樣本的能效，推導(dǎo)該參數(shù)時(shí)需要直接測(cè)量被加熱樣本的溫度。其包括了設(shè)定一個(gè)恒定的環(huán)境，如設(shè)環(huán)境溫度為(TC。夾緊加熱體后將發(fā)熱體快速加熱并保持到一個(gè)目標(biāo)溫度，如37°C。記錄被測(cè)樣本的穩(wěn)定溫度。重復(fù)步驟I至步驟3，直至所有的環(huán)境溫度的參數(shù)記錄完成，最后得到需要的數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)。圖3為本實(shí)施例中0-37°C下的熱傳導(dǎo)特性參數(shù)示意圖，其直觀地體現(xiàn)了上述At的存在，在圖3中，Tl為被加熱樣本溫度，T2為環(huán)境溫度。
[0030]正如前面所述，在步驟S13中，需要將設(shè)定溫度值和溫度補(bǔ)償值A(chǔ)t相加，得到發(fā)熱體的最終目標(biāo)溫度值；在本實(shí)施例中，還可以將發(fā)熱體由環(huán)境溫度加熱到其最終目標(biāo)溫度值的加熱過(guò)程劃分為多段加熱，每段均設(shè)置不同的目標(biāo)溫度，最后一段的目標(biāo)溫度是所述目標(biāo)溫度值。其中，在設(shè)置時(shí)，可以分別設(shè)置每段加熱的加熱方式；這些加熱方式包括進(jìn)行過(guò)沖加熱或不進(jìn)行過(guò)沖加熱；而過(guò)沖加熱時(shí)發(fā)熱體在每段加熱結(jié)束時(shí)的溫度均高于該段的目標(biāo)溫度。
[0031]圖4中示出了分段加熱的一個(gè)例子。該部分是保證本實(shí)施例中的方法在各種環(huán)境下在規(guī)定時(shí)間內(nèi)快速加熱到恒定溫度。在過(guò)沖開(kāi)始時(shí)保證發(fā)熱體溫度已經(jīng)穩(wěn)定到37°C，以防止隨著裝置內(nèi)部升溫導(dǎo)致的加熱差異。該部分利用自動(dòng)化定標(biāo)進(jìn)行確定。過(guò)沖階段可以階梯式的分為幾段，段分的越多在規(guī)定時(shí)間內(nèi)加熱到恒定溫度就越平穩(wěn)。該例子中將過(guò)沖加熱分為三個(gè)階段，具體示意圖請(qǐng)參見(jiàn)圖4，在圖4中，T為時(shí)間軸，Temp為溫度，較粗的實(shí)線表示發(fā)熱體溫度，而較細(xì)的實(shí)線表示樣本溫度。其具體實(shí)現(xiàn)方法為:
各階段過(guò)沖時(shí)間Tx和樣本過(guò)沖加熱目標(biāo)溫度Tx_l的確定:過(guò)沖時(shí)間與要求的規(guī)定加熱到恒定溫度的時(shí)間T有關(guān)，當(dāng)分配為三段時(shí)，設(shè)第一階段到第三階段持續(xù)時(shí)間分別為T(mén)l、Τ2、Τ3，那么要求有Τ1>Τ2>Τ3，且Τ1+Τ2+Τ3=Τ，在Tl、Τ2、Τ3階段發(fā)熱體需要加熱到的溫度分別為Τ1_1、Τ2_1、Τ3_1。具體來(lái)講，設(shè)定一個(gè)特定的環(huán)境溫度，將裝置放入該環(huán)境下，設(shè)定在Tl階段需要加熱樣本到Tl_2，首先設(shè)定發(fā)熱體Tl_l為tl，Tl時(shí)間后測(cè)量管道中樣本液的溫度，設(shè)為tl_l ;當(dāng)tl_l小于Tl_2，則增加Tl_l，反之則降低Tl_l ;將裝置重新冷卻到環(huán)境溫度；重復(fù)上述步驟，最終得到tl_l等于Tl_2，記錄環(huán)境溫度和Tl_l。
[0032]同樣按照上述步驟確定各個(gè)環(huán)境溫度條件下的Tl_l，T2_l, T3_l。[0033]在本實(shí)施例中，分段加熱的具體參數(shù)就是如上所述的方法得到的。
[0034]在本實(shí)施例中，當(dāng)上述參數(shù)確定后，需要執(zhí)行每段的加熱。其中該階段的發(fā)熱體的溫度確定和調(diào)節(jié)速度是加熱精度和穩(wěn)定性的保證。如前所述，在該階段發(fā)熱體溫度是利用熱傳導(dǎo)參數(shù)進(jìn)行確定的，如當(dāng)環(huán)境溫度為25°C時(shí)，在如圖4中找出環(huán)境為25°C時(shí)的At，將設(shè)定的樣本加熱的目標(biāo)溫度(如37°C)，則發(fā)熱體在穩(wěn)定階段的目標(biāo)溫度為37+At。
[0035]確定好各個(gè)階段的加熱參數(shù)后通過(guò)溫度控制單元按照加熱參數(shù)通過(guò)PID控制對(duì)發(fā)熱體進(jìn)行閉環(huán)反饋式的溫度調(diào)節(jié)控制。其包括閉環(huán)調(diào)節(jié)反饋量的獲取、發(fā)熱體功率控制實(shí)現(xiàn)。
[0036]閉環(huán)調(diào)節(jié)反饋量為發(fā)熱體的實(shí)時(shí)溫度，為了獲取發(fā)熱體的實(shí)時(shí)溫度，在本實(shí)施例中，將電阻式溫度傳感器粘貼于發(fā)熱體(在本實(shí)施例中，發(fā)熱體使用鋁基板)表面，利用分壓法測(cè)量出溫度電阻的阻值，利用四線法將高精度標(biāo)準(zhǔn)電阻上的降壓和電阻式溫度傳感器的電阻上的降壓經(jīng)過(guò)儀表放大器利用ADC進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，這樣能消除電路失調(diào)，進(jìn)一步提高測(cè)量精度。
[0037]為了消除電阻式溫度傳感器的零點(diǎn)飄移，在本實(shí)施例中采用定標(biāo)的方式消除零飄和溫度傳感器的線性誤差。具體實(shí)現(xiàn)方法為:當(dāng)被加熱樣本要求的范圍為T(mén)±t，其中T為目標(biāo)溫度，t為要求的精度(對(duì)于血液樣本的加熱一般T為37°C，t 一般小于0.2°C，且允許超調(diào)小于0.5°C)，假如裝置要求為穩(wěn)定溫度為37±0.1°C，則需要一個(gè)能在36.850^37.150°C的可調(diào)標(biāo)準(zhǔn)溫度環(huán)境，分別將溫度傳感器置于36.850^336.950 °C>36.950^37.050°C和37.050^37.150°C的環(huán)境下利用ADC采集在各個(gè)環(huán)境下的電阻值，其需要一個(gè)高精度溫度測(cè)量?jī)x(在37±0.1°C該標(biāo)準(zhǔn)下要求測(cè)溫儀精度為0.0rC的精度)測(cè)量各個(gè)環(huán)境的實(shí)際溫度，假如在各個(gè)環(huán)境溫度下測(cè)量傳感器電阻值以及實(shí)際環(huán)境溫度如表1.1所示:
表1.1
【權(quán)利要求】
1.一種加熱檢測(cè)管道中血液的方法，其特征在于，所述方法中通過(guò)間接加熱的方式使得發(fā)熱體加熱受熱載體，從而間接地加熱設(shè)置或通過(guò)所述受熱載體中的待檢測(cè)的血液；所述方法還包括如下步驟: A)取得當(dāng)前環(huán)境溫度值并設(shè)定血液的目標(biāo)溫度值； B)按照當(dāng)前環(huán)境溫度值和目標(biāo)溫度值，查找其溫度補(bǔ)償參數(shù)，得到溫度補(bǔ)償值，并形成其對(duì)應(yīng)的加熱參數(shù)值； C)按照當(dāng)前取得的加熱參數(shù)驅(qū)動(dòng)所述發(fā)熱體加熱所述受熱載體，從而加熱所述受熱載體中的待檢測(cè)血液；其中，包括取得所述發(fā)熱體上的溫度值，按照所述取得的加熱參數(shù)對(duì)所述發(fā)熱體進(jìn)行閉環(huán)控制，直到所述待檢測(cè)血液達(dá)到其目標(biāo)溫度值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱檢測(cè)管道中血液的裝置，其特征在于，所述步驟B)中環(huán)境溫度和加熱參數(shù)的對(duì)照表按照如下步驟得到并存儲(chǔ): E)設(shè)定所述發(fā)熱體和所述受熱載體之間的熱傳導(dǎo)參數(shù)，使其保持穩(wěn)定的熱傳導(dǎo)參數(shù)； F)在不同的環(huán)境溫度下，保持上述熱傳導(dǎo)參數(shù)，加熱所述發(fā)熱體到設(shè)定溫度并保持，測(cè)量在所述設(shè)定溫度下所述受熱載體中血液的溫度值；得到所述發(fā)熱體設(shè)定溫度值和所述血液溫度值在該環(huán)境溫度下的差值，即溫度補(bǔ)償值A(chǔ)t ; G)處理步驟F)中得到的環(huán)境溫度值、設(shè)定溫度值和Λt，形成環(huán)境溫度值和目標(biāo)溫度值對(duì)應(yīng)的溫度補(bǔ)償參數(shù)并保存。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的加熱檢測(cè)管道中血液的方法，其特征在于，所述步驟B)中還包括如下步驟: BI)將所述設(shè)定溫度值和`所述溫度補(bǔ)償值相加，得到所述發(fā)熱體的最終目標(biāo)溫度值； B2)將所述發(fā)熱體由環(huán)境溫度加熱到其最終目標(biāo)溫度值的加熱過(guò)程劃分為多段加熱，每段均設(shè)置不同的目標(biāo)溫度，最后一段的目標(biāo)溫度是所述目標(biāo)溫度值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加熱檢測(cè)管道中血液的方法，其特征在于，所述步驟B2)還包括:分別設(shè)置每段加熱的加熱方式；所述加熱方式包括進(jìn)行過(guò)沖加熱或不進(jìn)行過(guò)沖加熱；過(guò)沖加熱時(shí)發(fā)熱體在每段加熱結(jié)束時(shí)的溫度均高于該段的目標(biāo)溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的加熱檢測(cè)管道中血液的方法，其特征在于，所述步驟C)中進(jìn)一步包括: Cl)取得當(dāng)前發(fā)熱體的溫度值； C2)判斷是否需要過(guò)沖加熱，如是，執(zhí)行步驟C3);否則，執(zhí)行步驟C4)； C3)進(jìn)行過(guò)沖加熱使得所述發(fā)熱體達(dá)到最終穩(wěn)定溫度； C4)得到所述發(fā)熱體最終穩(wěn)定溫度與當(dāng)前溫度的差值，利用該差值機(jī)械能PID控制方法進(jìn)行溫度控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的加熱檢測(cè)管道中血液的方法，其特征在于，所述步驟C3)中進(jìn)一步包括: C31)判斷是否達(dá)到本次過(guò)沖加熱持續(xù)時(shí)間，如是，執(zhí)行步驟C32);如否，取得發(fā)熱體當(dāng)前溫度和過(guò)沖溫度之間的差值，控制所述發(fā)熱體繼續(xù)加熱； C32)取得下一過(guò)沖溫度和過(guò)沖時(shí)間，并將其作為當(dāng)前加熱參數(shù)，返回步驟C31)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的加熱檢測(cè)管道中血液的方法，其特征在于，所述步驟E)中，通過(guò)設(shè)置步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)固定的步數(shù)來(lái)保持所述發(fā)熱體和所述受熱載體之間的熱傳導(dǎo)參數(shù)不變。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的加熱檢測(cè)管道中血液的方法，其特征在于，所述步驟C)中，通過(guò)設(shè)置在由鋁基板構(gòu)成的發(fā)熱體上的發(fā)熱體溫度檢測(cè)裝置取得所述發(fā)熱體的當(dāng)前溫度并進(jìn)行閉環(huán)控制；所述發(fā)熱體溫度檢測(cè)裝置包括貼于所述發(fā)熱體表面電阻式溫度傳感器，通過(guò)四線法得到所述電阻式溫度傳感器表示所述發(fā)熱體當(dāng)前溫度的電阻值；同時(shí)，對(duì)所述電阻式溫度傳感器傳回的電阻值采用疊加補(bǔ)償量的方法消除其零點(diǎn)漂移帶來(lái)的誤差。
9.一種實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1所述的加熱檢測(cè)管道中血液的裝置，其特征在于，所述裝置通過(guò)間接加熱的方式使得發(fā)熱體加熱受熱載體，從而間接地加熱設(shè)置或通過(guò)所述受熱載體中的待檢測(cè)的血液；所述裝置還包括: 環(huán)境溫度取得及目標(biāo)溫度設(shè)置單元:用于取得當(dāng)前環(huán)境溫度值并設(shè)定血液的目標(biāo)溫度值； 溫度補(bǔ)償值取得及加熱參數(shù)形成單元:用于按照當(dāng)前環(huán)境溫度值和目標(biāo)溫度值，查找其溫度補(bǔ)償參數(shù)，得到溫度補(bǔ)償值，并形成其對(duì)應(yīng)的加熱參數(shù)值； 加熱單元:用于按照當(dāng)前取得的加熱參數(shù)驅(qū)動(dòng)所述發(fā)熱體加熱所述受熱載體，從而加熱所述受熱載體中的待檢測(cè)血液；其中，包括發(fā)熱體溫度取得及控制模塊:用于取得所述發(fā)熱體上的溫度值，按照所述取得的加熱參數(shù)對(duì)所述發(fā)熱體進(jìn)行閉環(huán)控制，直到所述待檢測(cè)血液達(dá)到其目標(biāo)溫度值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，還包括用于得到溫度補(bǔ)償值取得及加熱參數(shù)形成單元中溫度補(bǔ)償值的補(bǔ)償值取得單元，所述補(bǔ)償值取得單元包括: 傳導(dǎo)參數(shù)設(shè)置模塊:用于設(shè)定所述發(fā)熱體和所述受熱載體之間的熱傳導(dǎo)參數(shù)，使其保持穩(wěn)定的熱傳導(dǎo)參數(shù)； 溫度補(bǔ)償值取得模塊:用于在不同的環(huán)境溫度下，保持上述熱傳導(dǎo)參數(shù)，加熱所述發(fā)熱體到設(shè)定溫度并保持，測(cè)量在所述設(shè)定溫度下所述受熱載體中血液的溫度值；得到所述發(fā)熱體設(shè)定溫度值和所述血液溫度值在該環(huán)境溫度下的差值，即溫度補(bǔ)償值A(chǔ)t ; 溫度補(bǔ)償值形成模塊:用于處理步驟溫度補(bǔ)償值取得模塊中得到的環(huán)境溫度值、設(shè)定溫度值和Λ t，形成環(huán)境溫度值和目標(biāo)溫度值對(duì)應(yīng)的溫度補(bǔ)償參數(shù)并保存。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述溫度補(bǔ)償值取得及加熱參數(shù)形成單元中還包括: 發(fā)熱體最終目標(biāo)值形成模塊:用于將所述設(shè)定溫度值和所述溫度補(bǔ)償值相加，得到所述發(fā)熱體的最終目標(biāo)溫度值； 加熱分段模塊:用于將所述發(fā)熱體由環(huán)境溫度加熱到其最終目標(biāo)溫度值的加熱過(guò)程劃分為多段加熱，每段均設(shè)置不同的目標(biāo)溫度，最后一段的目標(biāo)溫度是所述目標(biāo)溫度值；其中，所述加熱分段模塊分別設(shè)置每段加熱的加熱方式；所述加熱方式包括進(jìn)行過(guò)沖加熱或不進(jìn)行過(guò)沖加熱；過(guò)沖加熱時(shí)發(fā)熱體在每段加熱結(jié)束時(shí)的溫度均高于該段的目標(biāo)溫度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述發(fā)熱體溫度取得及控制模塊中進(jìn)一步包括: 當(dāng)前發(fā)熱體溫度取得子模塊:用于取得當(dāng)前發(fā)熱體的溫度值； 過(guò)沖判斷子模塊:用于判斷是否需要過(guò)沖加熱，如是，調(diào)用過(guò)沖加熱模塊；否則，調(diào)用PID控制加熱模塊；過(guò)沖加熱子模塊:用于進(jìn)行過(guò)沖加熱使得所述發(fā)熱體達(dá)到最終穩(wěn)定溫度； PID控制加熱子模塊:用于得到所述發(fā)熱體最終穩(wěn)定溫度與當(dāng)前溫度的差值，利用該差值機(jī)械能PID控制方法進(jìn)行溫度控制。
【文檔編號(hào)】G05D23/30GK103558881SQ201310556371
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月11日
【發(fā)明者】謝堂開(kāi), 趙志翔, 向小飛, 周川川 申請(qǐng)人:深圳市理邦精密儀器股份有限公司