具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1所示为本发明的温控模块10结构示意图，温控模块10包括散热器101及若干个散热风扇103，散热器101的左右两侧分别通过紧固件固定有支架102，每个支架102上固定设有至少一个散热风扇103，本实施例中，每个支架102上分别并列设置两个散热风扇103，即散热器101相对的两侧分别具有两个散热风扇103，散热器101两侧的散热风扇103的吹风方向一致，即进风侧与出风侧的散热风扇103朝向同一个方向吹风，散热空气气流方向如图中箭头104所示，空气从一侧的散热风扇103吹入散热器101，吸收散热器101的热量后变成热空气，然后从另一侧的散热风扇103向外排出。支架102为L型、具有竖直部与水平部，竖直部与散热器101的侧面平行，竖直部板面上对应每个散热风扇103分别开设贯通的散热孔1021，水平部朝远离散热器101的方向向外翻出，水平部用于放置散热风扇103，散热风扇103通过紧固件固定在支架102上。散热器101的顶面上设置加热制冷器4，芯片载板6设置在加热制冷器4上方，芯片载板6用于放置反应芯片（图中未示出），检测时，芯片载板6将加热制冷器4的温度传递至反应芯片，为PCR基因提供目标温度。加热制冷器4上设置有传感器5，用于采集实时温度，对系统实时温度进行监控。

如图2所示，散热器101包括吸热板1011、若干导热管1012及若干散热鳞片1013；吸热板1011为铜板，相比于现有技术的铝制吸热板，铜板传导率更高，传热速度更快，散热更迅速；导热管1012为铜管，铜管为中空管，管内注有导热液，温度升高时铜管底部的液体蒸发吸收热量，将热量传递给散热鳞片1013后温度降低凝结成液体，流回铜管底部，如此循环，导热效率高。若干散热鳞片1013竖直布置在吸热板1011的底面上，相邻散热鳞片1013之间具有间隙。导热管1012为卧倒的U型管，包括依次相连的上横管部、弯管部与下横管部，上横管部、下横管部与若干散热鳞片1013正交布置，上横管部嵌入在吸热板1011内、横跨吸热板1011的整个宽度，弯管部伸出吸热板1011及散热鳞片1013外，下横管部从一侧的散热鳞片1013穿入、垂直穿过所有散热鳞片1013、从另一侧的散热鳞片1013穿出，保证导热管1012将热量导送至所有的散热鳞片1013上，检测时，热量通过吸热板1011及若干导热管1012同时传导到所有散热鳞片1013上进行散热，散热量更大，散热更迅速。若干导热管1012的上横管部聚集布置在吸热板1011中部区域，若干导热管1012的下横管部发散分布在散热鳞片1013长度方向的各个部位；吸热板1011顶面前部设置传热板1014，传热板1014覆盖在若干导热管1012上横管部的正上方，如图1所示，加热制冷器4设置在传热板1014上，由于加热制冷器4位于聚集布置的所有导热管1012上横管部正上方，而导热管1012分散到散热鳞片1013的长度方向上，使得加热制冷器4的热量可以迅速传导到所有导热管1012上，然后快速分散传递到散热鳞片1013的整个散热面上，散热鳞片1013作为散热器101上散热量最大的一块区域，散热鳞片1013的面积主要影响被动散热的最大散热能力，由于温度的传播都是由热到冷扩散，当加热制冷器4产生高温通过散热器101开始散播，由高温区向低温区扩散，因此散热鳞片1013面积越大，意味着这个散热器101的低温区越多（常见金属常温下都不会高于加热制冷器4的发热温度，因此与发热高的加热制冷器4比属低温区），而低温区越多，理论平均吸收的热量就越高，被动散热能力自然越强，散热速度更快。散热鳞片1013与散热风扇103正交，即散热鳞片1013平行于散热空气流的方向（箭头104的方向），使得散热风扇103吹出的空气流可以穿过相邻散热鳞片1013之间的间隙、吸收散热鳞片1013的热量后带出散热器101外。

实际使用时，加热制冷器4工作、产生热量，散热器101通过传热板1014从加热制冷器4吸收热量，传热板1014将热量传递到吸热板1011及导热管1012，进而传递到若干散热鳞片1013上，进行被动散热；同时散热器101两侧的散热风扇103开启工作，空气从进风侧的散热风扇103吹入若干散热鳞片1013之间，快速吸收各散热鳞片1013上的大量热量后，从出风侧的散热风扇103吹出，进行主动散热。温控模块10由散热器101（传热元件传热）与散热风扇103（空气流吸热）一起工作进行散热，散热器101直接与加热制冷器4接触将热量快速传导出来，散热风扇103提供的空气流快速将散热器101内传出的热量快速吸收，再快速排出，使得热量被迅速排出，实现瞬间散热，散热速度更快速，而且空气流吸热能力强，散热量更大，使得温控模块10得以快速达到目标温度，有利于缩短检测周期。

如图3所示为本发明的温控系统架构图，中央处理器1分别通过线路分别与协议接口2、驱动器3、传感器5连接，驱动器3通过线路与加热制冷器4连接，加热制冷器4、传感器5设置在PCR仪的温控模块10上。协议接口2可以输入预设温度T₀、控制模型所需的比例系数K_P、积分系数K_I、微分系数K_D，传感器5采集温控模块10的系统实时温度T_k，中央处理器1根据系统实时温度T_k与预设温度T₀的偏差进行处理、并给驱动器3发出调节指令，驱动器3根据调节指令驱动加热制冷器4工作，对温控模块10进行保温、升温或降温，使得系统实时温度T_k与预设温度T₀相匹配。

如图4所示为本发明的控制流程图，具体的控制步骤如下：

（1）从协议接口2给中央处理器1输入系统控制模型所需的预设温度T₀、比例系数K_P、积分系数K_I、微分系数K_D，协议接口2通过线路将各数值传输至中央处理器1，中央处理器1接收到预设温度T₀后，对系统的预设温度数值进行更新，并将接收成功指令返回至协议接口2；预设温度T₀根据PCR基因扩增反应要求的温度数值进行设置，对应基因扩增实现变性、退火、延伸分别设置不同的数值；比例系数K_P的数值范围为200～600，积分系数K_I的数值范围为100～300、微分系数K_D的数值范围为0～20，系统控制模型采用合理的比例系数K_P、积分系数K_I、微分系数K_D可以对温控模块10的温度进行精准控制，有利于提升升降温速度，提高升降至目标温度的准确度，缩短检测周期，提高检测结果的准确度；

（2）传感器5对温控模块10的系统实时温度T_k进行采集，并将实时温度数据传输至中央处理器1；

（3）中央处理器1接收到预设温度T₀与系统实时温度T_k后，根据温度偏差公式获得温度差异值e(k)：

e(k)=T_k- T₀；

判断温度差异值e(k)是否为0，差异值e(k)为0，则说明系统的实时温度达到预设温度；差异值e(k)不为0，则执行下一步；

（4）中央处理器1根据系统控制模型获得增量值delta u(k):

delta u(k)= K_P(e(k)-e(k-1))+ K_I(e(k))+K_D(e(k)+e(k-2)-2(e(k-1))),

e(k-1)、e(k-2)初始值为0；

（5）中央处理器1根据增量值delta u(k)给驱动器3发出调节指令；

（6）驱动器3根据调节指令驱动加热制冷器4在相应的功率系数下工作，对温控模块10的温度进行调节，使系统实时温度T_k达到预设温度T₀。

根据系统的散热情况，反复按照上述（2）至（6）的步骤对温控模块10的温度进行调节，直至检测完成。

如图5所示，当系统实时温度T_k与预设温度T₀差距较大时，加热制冷器4的工作功率系数为1，即加热制冷器4全功率运行，以实现快速升温或降温，使温控模块10的系统实时温度T_k快速向预设温度T₀靠近；当系统实时温度T_k升或降至接近预设温度T₀时，加热制冷器4的工作功率系数逐渐减小，使系统实时温度T_k逐渐趋近于预设温度T₀；当系统实时温度T_k达到预设温度T₀温度后，由于PCR仪其他部件在持续散热，为了使得温控模块10稳定维持在预设温度T₀，驱动器3根据调节指令控制加热制冷器4在相应的功率系数下持续工作，使加热制冷器4的制冷量与散热量平衡；由于PCR仪其他部件的散热情况是随机的，因此加热制冷器4的工作功率系数也是随机的，即加热制冷器4的工作功率系数随着系统散热情况随机变化，从而使得温控模块10的温度恒定在预设温度T₀进行基因扩增反应。加热制冷器4的工作功率根据由驱动器3根据增量值delta u(k)进行随机调整，使得温控模块10实现快速升温或降温的同时，还兼顾了温度的稳定，缩短检测周期的同时，提高了目标温度的准确度，进而提高了检测结果的准确度。

为防止意外情况发生，中央处理器1中对应不同预设温度T₀值，还分别设置有阈值，当系统实时温度T_k高于对应的阈值时，中央处理器1发出强制指令，通过驱动器3将加热制冷器4的输出功率降为零，对温控模块10进行超温保护。

以上描述是对本发明的解释，不是对本发明的限定，在不违背本发明精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。