(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 20221073815 5.X (22)申请日 2022.06.28 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114812005 A (43)申请公布日 2022.07.29 (73)专利权人 合肥中科国腾生物科技有限公司 地址 230031 安徽省合肥市高新区望江西 路900号创谷科技园一期A4楼5层528 室 (72)发明人 李清宁　 (74)专利代理 机构 合肥市上嘉专利代理事务所 (普通合伙) 34125 专利代理师 郭华俊 (51)Int.Cl. F25B 21/04(2006.01)F25B 49/00(2006.01) F28D 15/02(2006.01) H05K 7/20(2006.01) (56)对比文件 CN 103752360 A,2014.04.3 0 CN 214665487 U,2021.1 1.09 CN 113485478 A,2021.10.08 CN 109957494 A,2019.07.02 CN 105914189 A,2016.08.31 审查员 严小妹 (54)发明名称 基于热电制冷片的热循环仪主动式快速散 热方法和装置 (57)摘要 本发明公开了一种基于热电制冷片的热循 环仪主动式快速散热方法和装置， 在热循环仪的 热块热电制冷片上设置有用于对其进行主动散 热的主动快速散热模块； 通过散热VC均温板作用 于热块热电制冷片， 在特定逻辑算法温度控制软 件的温度控制器的控制下， 散热制冷片主动调整 热块热电制冷片的上下表面之间的温差ΔT保持 在预定值域内， 确保热块热电制冷片保持较大输 出热量； 所述主动快速散热模块采用了液态金属 及内部密封了冷凝液的VC均温板和热管散 热器。 本发明的基于热电制冷片的热循环仪主动式快 速散热方法和装置， 采用主动控制热循环过程中 升温和降温的变温速率， 并对热循环执行单元快 速散热的技术和装置， 从而实现快速PCR热循环 的目的。 权利要求书2页 说明书13页 附图11页 CN 114812005 B 2022.10.11 CN 114812005 B 1.基于热电制冷片的热循环仪主动式快速散热方法， 其特征是， 用于对热循环仪的热 块热电制冷片(120)进行主动散热； 所述热循环仪主动式快速 散热方法包括如下步骤： 步骤1： 将用于对热块热电制冷片(120)进行主动散热的主动式快速散热装置设置于所 述热块热电制冷片(120)上， 使 得主动式快速散热装置的散热VC均温板(210)的一侧与所述 热块热电制冷片(120)相贴合； 步骤2： 在所述散热VC均温板(210)的另一侧贴合设置有至少一个散热热电制冷片 (220)； 步骤3： 通过所述散热热电制冷片(220)为散热VC均温板(210)升温或者降温， 使得散热 VC均温板(210)能够为热块热电制冷片(120)升温或者降温， 进而使得热块热电制冷片 (120)的上表面和下表面之 间的温差ΔT始终保持在预定值域内， 确保所述热块热电制冷片 (120)处于最佳工作状态； 温度控制器通过分别设置在PCR热循环的热块VC均温板(110)和散热VC均温板(210)的 温度传感器采集热块VC均温板(110)的实际温度T0和散热VC均 温板的实际温度T1， 并由所 述温度控制器中内置的特定逻辑算法温度控制程序来控制热块热电制冷片(120)和散热热 电制冷片(2 20)的热量输出； PCR热循环的热块VC均温板的PID控制循环为主控制循环， 热块VC均温板(110)温度T0 为主对象， 与P CR热块VC均温板温度T0传感器构成串级PID控制的主控制循环回路； 散热PID 控制循环为副控制循环， 散热温度T1为副对象， 与散热温度T1传感器构成串级PID控制的副 回路。 2.根据权利要求1所述的基于热电制冷片的热循环仪主动式快速散热方法， 其特征是， 所述热块热电制冷片(120)和所述主动式快速 散热装置均 与温度控制器相连接； 所述温度控制器用于控制热块热电制冷片(120)， 使得热块热电制冷片(120)升温或者 降温； 所述温度控制器用于控制主动式快速散热装置， 使得主动式快速散热装置的散热热电 制冷片(2 20)升温或者降温。 3.根据权利要求2所述的基于热电制冷片的热循环仪主动式快速散热方法， 其特征是， 所述温度控制器中 内置有温度控制程序， 所述温度控制程序用于执 行温度控制算法。 4.根据权利要求3所述的基于热电制冷片的热循环仪主动式快速散热方法， 其特征是， 所述温度控制算法包括串 级PID控制算法。 5.根据权利要求3所述的基于热电制冷片的热循环仪主动式快速散热方法， 其特征是， 所述温度控制算法中， 当热块热电制冷片(120)需要为热块VC均温板(110)降温前， 通过散 热热电制冷片(2 20)先主动对散热VC均温板(210)进行提前降温。 6.根据权利要求3所述的基于热电制冷片的热循环仪主动式快速散热方法， 其特征是， 所述温度控制算法中， 当热块热电制冷片(120)需要为热块VC均温板(110)升温时， 控制主 动式快速散热装置的散热VC均温板(210)与热块VC均温板(110)同步升温， 使 得热块热电制 冷片上下两个表面之间的温差 ΔT在预定值 域内。 7.根据权利要求3所述的基于热电制冷片的热循环仪主动式快速散热方法， 其特征是， 所述温度控制算法中， 针对PCR热循环的各个变温温度节点， 设置有至少一组温度控制PID权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114812005 B 2值。 8.基于热电制冷片的热循环仪主动式快速散热装置， 其特征是， 所述主动式快速散热 装置设置于作为被散热对象 的热块热电制冷片(120)之上， 用于使 得热块热电制冷片(120) 的上表面和下表面之间的温差 ΔT始终保持在预定值 域内； 主动式快速散热装置包括至少一个散热VC均温板(210)、 至少一个散热热电制冷片 (220)、 液态金属介质(23 0)、 传导式散热器和对流式散热器； 温度控制器通过分别设置在PCR热循环的热块VC均温板(110)和散热VC均温板(210)的 温度传感器采集热块VC均温板(110)的实际温度T0和散热VC均 温板的实际温度T1， 并由所 述温度控制器中内置的特定逻辑算法温度控制程序来控制热块热电制冷片(120)和散热热 电制冷片(2 20)的热量输出； PCR热循环的热块VC均温板的PID控制循环为主控制循环， 热块VC均温板(110)温度T0 为主对象， 与P CR热块VC均温板温度T0传感器构成串级PID控制的主控制循环回路； 散热PID 控制循环为副控制循环， 散热温度T1为副对象， 与散热温度T1传感器构成串级PID控制的副 回路。 9.根据权利要求8所述的基于热电制冷片的热循环仪主动式快速散热装置， 其特征是， 所述散热VC均温板(210)与热块热电制冷片( 120)之间进行热交换， 所述散热VC均温板 (210)与所述热块热电制冷片(120)之间通过 所述液态金属介质(23 0)进行快速热传导； 所述散热VC均温板(2 10)与所述散热热电制冷片(220)之间进行热交换， 所述散热VC均 温板(210)与所述散热热电制冷片(220)之间通过所述液态金属介质(230)进行快速热传 导； 所述散热热电制冷片(220)与所述传导式散热器之间设置有液态金属介质(230)， 所述 散热热电制冷片(2 20)与所述传导式散热器之间通过 液态金属介质(23 0)进行快速热传导。 10.根据权利要求9所述的基于热电制冷片的热循环仪主动式快速散热装置， 其特征 是， 所述液态金属介质(230)包括液态金属导热剂、 液态金属合金、 液态金属导热膏、 液态金 属导热胶或相变液态金属合金片。 11.根据权利要求8所述的基于热电制冷片的热循环仪主动式快速散热装置， 其特征 是， 所述散热VC均温板(210)内部密封的冷凝剂包括水、 乙醇、 甲醇、 丙酮或丁 烷。 12.根据权利要求8所述的基于热电制冷片的热循环仪主动式快速散热装置， 其特征 是， 还包括有温度控制器； 所述温度控制器与散热VC均 温板(210)的温度传感器、 热块热电 制冷片(120)、 散热 热电制冷片(2 20)相连接 。 13.一种电子设备， 其特征在于， 包括： 至少一个处理器以及与所述至少一个处理器通 信连接的存 储器； 其中， 所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令， 所述指令被所述至少 一个处理器执行， 以使 所述至少一个处理器能够执行如权利要求 1至7中任一项 所述的基于 热电制冷片的热循环仪主动式快速 散热方法。 14.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 其中存储有计算机程序， 所述计算机程序 被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的基于热电制冷片的热循环仪主动式快 速散热方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114812005 B 3