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TWI819755B - 檢測儀器及其溫度控制組件 - Google Patents

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TWI819755B
TWI819755B TW111131407A TW111131407A TWI819755B TW I819755 B TWI819755 B TW I819755B TW 111131407 A TW111131407 A TW 111131407A TW 111131407 A TW111131407 A TW 111131407A TW I819755 B TWI819755 B TW I819755B
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temperature
metal
temperature control
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宋振安
陳烱煒
劉政燻
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緯創資通股份有限公司
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Abstract

一種溫度控制組件，其包括複數加熱單元以及複數溫度感測器。複數加熱單元環狀配置，並且複數溫度感測器分別設置在此些加熱單元上。各加熱單元包括：一承載孔以及一發熱體。發熱體環繞承載孔。其中，發熱體用以發熱，且各溫度感測器用以感測一溫度。

Description

檢測儀器及其溫度控制組件
本發明是關於一種加熱器，特別是一種檢測儀器及其溫度控制組件。
市場上應用PCR(聚合酶連鎖反應)或QPCR(定量聚合酶連鎖反應)原理的產品(如，基因檢測儀器)需要快速升降溫。現有檢測儀器同時可進行多個試管的樣品的檢測。在檢測過程中，檢測儀器利用旋轉方式使每一試管中的螢光試劑分別被光學感測器偵測，並且利用加熱器和風扇來控制溫度，藉以活化試管中的試劑反應。然而，現有檢測儀器是利用單一加熱器同時對多個試管加熱，以致無法有效達到均溫的效果。
在一些實施例中，一種溫度控制組件，其包括：複數加熱單元以及複數溫度感測器。複數加熱單元環狀配置，並且複數溫度感測器分別設置在此些加熱單元上。各加熱單元包括：一承載孔以及一發熱體。發熱體環繞承載孔。
在一些實施例中，前述的溫度控制組件可更包括：一控制 板，並且各加熱單元的發熱體與各溫度感測器個別電性連接控制板。於此，控制板用以根據各溫度感測器的運作結果驅動對應的發熱體。
在一些實施例中，一種檢測儀器，其包括一轉盤、一溫度控制組件、一光學感測器、一轉軸以及一轉動馬達。溫度控制組件固定在轉盤上，並且其包括一控制板、複數加熱單元以及複數溫度感測器。複數加熱單元環狀配置。複數溫度感測器分別設置在複數加熱單元上且電性連接控制板。各加熱單元包括：一承載孔以及一發熱體。發熱體環繞承載孔，並且電性連接控制板。於此，發熱體用以發熱。各溫度感測器用以感測一溫度。光學感測器位於溫度控制組件相對於轉盤的另一側。轉軸設置在轉盤與轉動馬達之間，並且用以帶動轉盤與溫度控制組進行轉動，以致使複數加熱單元的承載孔依序移動至光學感測器上。
在一些實施例中，前述各發熱體包括：一金屬基散熱板、一第一電路以及一第二電路。第一電路位於金屬基散熱板的一表面且環繞承載孔。第二電路位於金屬基散熱板的表面，與第一電路電隔離，且電性連接對應的溫度感測器。於此，第一電路透過電轉熱而發熱。
在一些實施例中，前述的各發熱體可更包括：至少一導熱膠，且導熱膠將第一電路與第二電路黏貼於金屬基散熱板的表面。
在一些實施例中，前述的各發熱體可更包括：一第三電路。此第三電路位於金屬基散熱板的另一表面，並透過至少一導體電性連接第一電路。其中，至少一導體可為導孔和導線其中至少一者。
在一些實施例中，前述的各發熱體可更包括：至少一導熱膠。於此，導熱膠將第一電路與第二電路黏貼於金屬基散熱板的表面， 並且將第三電路黏貼於金屬基散熱板的另一表面。
在一些實施例中，前述的溫度控制組件可更包括：複數第一連接器以及複數導線組。各第一連接器具有複數接點。複數導線組分別對應複數加熱單元且分別對應複數第一連接器。各導線組具有複數導線。於此，各導線組的複數導線的一端分別電性連接對應的加熱單元的第一電路與第二電路，並且另一端分別耦接對應的第一連接器的複數接點。
在一些實施例中，前述的控制板可包括：複數第二連接器、一電路基板以及一控制電路。控制電路位於電路基板上，且電性連接各加熱單元與各溫度感測器。此些第二連接器位於電路基板上，且電性連接控制電路。於此，複數第二連接器分別與複數第一連接器匹配，並且各第二連接器可插拔地與對應的第一連接器對接。控制電路用以經由第二電路接收各溫度感測器的運作結果並根據各溫度感測器的運作結果供電給此溫度感測器所對應的加熱單元的第一電路。
在另一些實施例中，前述各發熱體包括：一隔熱固定件、一加熱塊以及一薄膜電熱片。薄膜電熱片夾設在隔熱固定件與加熱塊之間。於此，各溫度感測器位於對應的加熱單元的薄膜電熱片上，且承載孔貫穿對應的加熱單元的隔熱固定件、薄膜電熱片以及加熱塊。
在一些實施例中，前述的溫度控制組件可更包括：一絕緣隔熱基座。於此，複數加熱單元環繞且固定於絕緣隔熱基座上。在檢測儀器中，此絕緣隔熱基座可進一步固定在轉盤上。此時，轉軸的二端分別連接絕緣隔熱基座與轉動馬達。
在另一些實施例中，複數加熱單元亦可直接固定在轉盤上。
在一些實施例中，前述的檢測儀器可更包括：一風扇組件，且此風扇組件位於溫度控制組件相對於轉盤的另一側。
綜上，在任一實施例中，溫度控制組件適用於檢測儀器中，其能對多個試管各別獨立進行溫度監控，並且有效控制其溫度，以達到均溫。在一些實施例中，溫度控制組件採用降低質量的機構設計，其簡化結構，藉以降低整體成本。在一些實施例中，溫度控制組件使用鋁基板(即作為金屬基散熱板)製作加熱單元，藉以更進一步地降低整體成本。在一些實施例中，溫度控制組件的多個加熱單元個別獨立進行溫度監控，並且於需升溫時進行雙面加熱，藉以快速升溫至所需溫度。
10:溫度控制組件
110:加熱單元
110A:設置段
110B:連接段
110C:固定段
111:承載孔
113:發熱體
113A:上表面
113B:下表面
1131:金屬基散熱板
1132:第一電路
1133:第二電路
1134:第三電路
1135:導熱膠
1136:導熱膠
1137:第四電路
114:隔熱固定件
114a:固定孔
115:加熱塊
116:薄膜電熱片
1161:設置段
1162:連接段
120:溫度感測器
130:控制板
131:電路基板
133:控制電路
135:第二連接器
140:第一連接器
140a:接點
150:導線組
151:導線
152:導線
160:貫孔
161:導體
162:導體
170:絕緣隔熱基座
20:試管
30:固定蓋
40:轉盤
42:轉盤線
401:限位孔
50:光學感測器
60:風扇組件
610:風扇
620:風扇罩
70:轉動馬達
72:轉軸
80:機架
90:機殼
圖1為一實施例的溫度控制組件的示意圖。
圖2為圖1的溫度控制組件的爆炸圖。
圖3為在一視角下圖1的一組加熱單元與溫度感測器的第一示範例的示意圖。
圖4為在圖3相反視角下同一組加熱單元與溫度感測器的示意圖。
圖5為圖3的加熱單元在延長軸的切線下的截面示意圖。
圖6為在一視角下圖1的一組加熱單元與溫度感測器的第二示範例的示意圖。
圖7為在圖6相反視角下同一組加熱單元與溫度感測器的示意圖。
圖8為圖6的加熱單元在延長軸的切線下的截面示意圖。
圖9為加熱單元的第三示範例的截面示意圖。
圖10為一實施例的檢測儀器的爆炸圖。
圖11為圖10的局部分大圖。
圖12為在一視角下圖1的一組加熱單元與溫度感測器的第三示範例的示意圖。
圖13為在圖12相反視角下同一組加熱單元與溫度感測器的示意圖。
圖14為一組加熱單元與溫度感測器的第四示範例的示意圖。
圖15為圖14的一組加熱單元與溫度感測器的爆炸圖。
圖16為圖14的薄膜電熱片的放大圖。
圖17為另一實施例的檢測儀器的局部示意圖。
圖18為圖17的局部的反向後的爆炸圖。
圖19為另一實施例的檢測儀器的爆炸圖。
參照圖1及圖2，一種溫度控制組件10，其包括：複數加熱單元110以及複數溫度感測器120。每一加熱單元110可用以調節一試管(tube)20內的樣本的溫度。也就是說，此溫度控制組件10能同時監控多個試管20(含其內部的樣本)的溫度並有效控制多個試管20的溫度以達到均溫。
此些加熱單元110以環狀配置。換言之，此些加熱單元110的長軸呈放射狀。複數溫度感測器120分別設置在複數加熱單元上。於 此，複數溫度感測器120一對一對應於複數加熱單元110，並且每一溫度感測器120設置在對應的加熱單元110上。在一些實施例中，各溫度感測器120可直接焊接在加熱單元110上。在一些實施例中，各溫度感測器120可為電阻溫度感測器(RTD Sensor)。
參照圖3及圖4，各加熱單元110包括一承載孔111以及一發熱體113。發熱體113環繞承載孔111。換言之，發熱體113為加熱單元110的主體，而承載孔111為開在主體(即發熱體113)上的一個孔洞。
在使用時，承載孔111能可移除地設置一試管20，並且由發熱體113對設置在承載孔111上的試管20加熱，使試管20(含其內部的樣本)能達到所需的溫度。
各溫度感測器120設置在對應的加熱單元110的發熱體113上並且鄰近於承載孔111。於使用時，溫度感測器120能進行溫度感測，以感測並得到周遭的溫度(即相當於得到試管20的溫度)。
在一些實施例中，參照圖1至圖4，各加熱單元110可劃分為設置段110A、連接段110B與固定段110C。連接段110B與固定段110C連接設置段110A。換言之，設置段110A向外延伸出連接段110B與固定段110C。連接段110B是從設置段110A朝遠離溫度控制組件10的中心的方向延伸，以便於外部組件(即，控制板130)形成電性連接。固定段110C則用以將加熱單元110固定在其他組件上，以便於溫度控制組件10與外部組件組裝在一起。在一示範例中，此些加熱單元110設置呈環狀，並各加熱單元110的固定段110C鎖固在其他組件(如，絕緣隔熱基座170或轉盤)上。
承載孔111則位於設置段110A。在一示範例中，承載孔111可為貫孔，換言之，承載孔111是從設置段110A(即發熱體113的中段)的上表面113A貫穿設置段110A(即發熱體113的中段)，而連通設置段110A(即發熱體113的中段)的下表面113B。
在一些實施例中，溫度感測器120可位在設置段110A與連接段110B的連接處。
在一些實施例中，溫度控制組件10可更包括：一控制板130，並且各加熱單元110的發熱體113與各溫度感測器120個別電性連接控制板130。於使用時，控制板130會接收各溫度感測器120的運作結果並根據各溫度感測器120的運作結果驅動給對應的加熱單元110的發熱體113。具體而言，溫度感測器120感測到的溫度(即運作結果)會傳送給控制板130。因此，當樣品檢測程序執行到需要升溫的時間點時，控制板130能根據各溫度感測器120所感測的溫度供電給(驅動)對應的加熱單元110的發熱體113，使發熱體113透過轉電為熱而發熱，進而加熱試管20至所需的溫度。
在一些實施例中，參照圖3至圖5，各發熱體113包括：一金屬基散熱板1131、一第一電路1132以及一第二電路1133。第一電路1132位於金屬基散熱板1131的一表面(即下表面113B)且環繞承載孔111。第二電路1133與第一電路1132同樣位於金屬基散熱板1131的下表面113B，且與第一電路1132電隔離。於此，當供電給第一電路1132時，第一電路1132能透過電轉熱而發熱。第二電路1133電性連接對應的溫度感測器120。具體來說，此加熱單元110所對應的溫度感測器120銲接 在第二電路1133上，並且由第二電路1133電性連接控制板130。因此，溫度感測器120所感測到的溫度能經由第二電路1133傳送給控制板130。
在一些實施例中，各發熱體113可更包括：至少一導熱膠1135，且導熱膠1135將第一電路1132與第二電路1133黏貼於金屬基散熱板1131的下表面113B。
在一些實施例中，各發熱體113可更包括：一第三電路1134。此第三電路1134位於金屬基散熱板1131的另一表面(即上表面113A)，並透過一個或多個導體161、162電性連接第一電路1132。其中，導體161、162可為導孔(圖未示)或導線(如圖5所示)。於此，當供電給發熱體113時，電力會供給至第一電路1132與第三電路1134，因此第一電路1132與第三電路1134能透過電轉熱而發熱，藉以進行雙面加熱。其中，導體161、162可均為導孔，或者均為導線。抑或是，配合實際需求，一部分的導體161、162採用導孔，而另一部分的導體161、162則採用導線。
在一些實施例中，參照圖5，導體161可為內連接，如，為穿透金屬基散熱板1131的導線，換言之，此導線經由貫穿金屬基散熱板1131的貫孔160分別耦接(如，銲接)位在不同表面的上的第一電路1132與第三電路1134。在一些實施例中，導體161亦可是在貫穿金屬基散熱板1131的貫孔160內填充或塗布導電材料所形成的導孔。於此，貫孔160的二端的導電材料會分別與貫孔160周邊的第一電路1132與第三電路1134電性連接。
在一些實施例中，參照圖6至圖8，導體162可為外連接，即為位在金屬基散熱板1131的側壁上的導線。換言之，此導線是由金屬基散熱板1131的上表面113A沿著金屬基散熱板1131的側壁而延伸至金屬基散熱板1131的下表面113B，並且導線的二端分別耦接(如，銲接)位在不同表面的上的第一電路1132與第三電路1134。
在一些實施例中，參照圖9，各發熱體113可同時設置有內連接與外連接，即具有不同設置方式的多個導體161、162。
在一些實施例中，各發熱體113可更包括：至少一導熱膠1135、1136。於此，導熱膠1135將第一電路1132與第二電路1133黏貼於金屬基散熱板1131的下表面113B，並且導熱膠1136將第三電路1134黏貼於金屬基散熱板1131的上表面113A。
在一些實施例中，各發熱體113可更包括：一第四電路1137。此第四電路1137位於金屬基散熱板1131的上表面113A，並且與第三電路1134電性隔離。於此，第四電路1137同樣透過至少一導體電性連接第三電路1134(圖未示)。其中，耦接第三電路1134與第四電路1137的導體可為導孔(圖未示)或導線(圖未示)。
在一些實施例中，導熱膠1136可將第三電路1134與第四電路1137黏貼於金屬基散熱板1131的上表面113A。
在一些實施例中，金屬基散熱板1131可為低合金化的Al-Mg-Si(鋁-鎂-矽)系高塑性合金板。第一電路1132與第二電路1133可為銅箔。第三電路1134與第四電路1137可為銅箔。
在一些實施例中，參照圖1及圖2，控制板130可包括：一 電路基板131以及一控制電路133。控制電路133位於電路基板131上，且控制電路133電性連接各加熱單元110與各溫度感測器120。於使用時，控制電路133能經由各加熱單元110的第二電路1133(與第四電路1137)接收各溫度感測器120所感測的溫度，並且根據各溫度感測器120所感測的溫度供電給此溫度感測器120所對應的加熱單元110的第一電路1132，以使發熱體113發熱。
在一些實施例中，控制板130與各加熱單元110可透過對接的二連接器電性連接。於此些實施例中，參照圖1至圖5，溫度控制組件10可更包括：複數第一連接器140以及複數導線組150。複數第一連接器140分別對應複數加熱單元110。各第一連接器140具有複數接點140a。複數導線組150分別對應複數加熱單元110，並且分別對應複數第一連接器140。各導線組150具有複數導線151、152。於此，各導線組150的複數導線151、152的一端分別電性連接此導線組150所對應的加熱單元110的第一電路1132與第二電路1133，並且另一端分別耦接此導線組150所對應的第一連接器140的複數接點140a。
具體而言，在各導線組150中，各導線151的一端耦接(如，銲接或貼合)對應的加熱單元110的第一電路1132，或者是耦接(如，銲接或貼合)對應的加熱單元110的第三電路1134並經由第三電路1134與導體161及/或162電性連接第一電路1132。各導線151的另一端則耦接(如，貼合)對應的第一連接器140的多個接點140a中之一者。各導線152的一端耦接(如，銲接或貼合)對應的加熱單元110的第二電路1133，或者是耦接(如，銲接或貼合)對應的加熱單元110的第四電路 1137並經由第四電路1137與導體161及/或162電性連接第二電路1133。各導線152的另一端則耦接(如，貼合)對應的第一連接器140的多個接點140a中之另一者。
在一些實施例中，參照圖1及圖2，控制板130可更包括：複數第二連接器135。此些第二連接器135位於電路基板131上，且電性連接控制電路133。於此，複數第二連接器135分別與複數第一連接器140匹配，並且各第二連接器135可插拔地與對應的第一連接器140對接。換言之，當第一連接器140插接在對應的第二連接器135上時，第一連接器140的複數接點140a分別與第二連接器135的複數接點一對一接觸，以致於第一連接器140的複數接點140a分別與第二連接器135的複數接點電性連接。圖1及圖2中第二連接器135以虛線繪製以便於表現第一連接器140插入其中。
因此，於使用時，控制電路133能經由各第二連接器135、第二連接器135對接的第一連接器140、連接第一連接器140的導線152與導線152所連接的第二電路1133接收各溫度感測器120所感測到的溫度。並且，控制電路133根據所接收到的溫度與預計溫度決定此溫度感測器120所對應的加熱單元110是否需進行加熱。當所接收到的溫度低於預計溫度時，控制電路133經由各第二連接器135、第二連接器135對接的第一連接器140與連接第一連接器140的導線151供電給此溫度感測器120所對應的加熱單元110的第一電路1132(即供電給發熱體113)，以致使發熱體113發熱來升高此加熱單元110所承載的試管20的溫度。反之，控制電路133則停止供電給此溫度感測器120所對應的加熱單元 110。
在一些實施例中，承載孔111貫穿金屬基散熱板1131。第一電路1132分布在設置段110A與連接段110B的下表面113B。第一電路1132可分為一環狀走線與二連接走線(以下稱第一連接走線)。在設置段110A上的第一電路1132為環狀走線，其沿著承載孔111的邊緣設置在承載孔111旁的金屬基散熱板1131的下表面113B上。在連接段110B上的第一電路1132為第一連接走線，其從環狀走線開始朝金屬基散熱板1131的邊緣延伸，並且經由連接段110B而延伸至金屬基散熱板1131的邊緣。即二第一連接走線的一端(以下稱第一端)耦接環狀走線，而另一端(以下稱第二端)可直接或藉由導線151連接至控制板130。第二電路1133分布在連接段110B的下表面113B。第二電路1133可為另外二連接走線(以下稱第二連接走線)。第二連接走線從設置段110A與連接段110B的連接處開始朝金屬基散熱板1131的邊緣延伸，並且經由連接段110B而延伸至金屬基散熱板1131的邊緣。在設置段110A與連接段110B的連接處，溫度感測器120銲接在第二連接走線的一端(以下稱第一端)上，即此二第二連接走線的第一端分別耦接溫度感測器120的二電極。在金屬基散熱板1131的邊緣，第二連接走線的另一端(以下稱第二端)可直接或藉由導線152連接至控制板130。其中，第二電路1133的二第二連接走線能分布在第一電路1132的二第一連接走線之間。
於此，第三電路1134分布在設置段110A與連接段110B的上表面113A，並且其結構與分布大致上相同於第一電路1132。連接金屬基散熱板1131的上表面113A與下表面113B的導體161及/或162將第 三電路1134電性連接至第一電路1132。
在一示範例中，各導線組150可具有四導線151、152。其中，二導線151的一端分別銲接在第三電路1134的二第一連接走線的第二端，並且二導線151的另一端則分別接觸第一連接器140的二接點140a。二導線152的一端分別銲接在第四電路1137的二第一連接走線的第二端，並且二導線152的另一端則分別接觸第一連接器140的另外二接點140a。
舉例來說，第一電路1132與第二電路1133可為形成在金屬基散熱板1131的下表面113B上的圖案化電路層。其中，此圖案化電路層可利用PCB(印刷電路板)製程形成在金屬基散熱板1131的下表面113B上。第三電路1134與第四電路1137可為形成在金屬基散熱板1131的上表面113A上的圖案化電路層。其中，此圖案化電路層可利用PCB(印刷電路板)製程形成在金屬基散熱板1131的上表面113A上。
在一些實施例中，金屬基散熱板1131可具有良好的導熱性、電氣絕緣性能和機械加工性能。其中，金屬基散熱板1131可為鋁基板。鋁基板能夠承載更高的電流，其耐壓可達4500V，且其導熱係數大於2.0。第一電路1132與第二電路1133可為一圖案化鋁箔。第三電路1134與第四電路1137可為另一圖案化鋁箔。
在一些實施例中，溫度控制組件10可更包括：一絕緣隔熱基座170。於此，複數加熱單元110沿著絕緣隔熱基座170的邊緣環繞絕緣隔熱基座170且固定於絕緣隔熱基座170上。舉例來說，各加熱單元110的固定段110C鎖固在絕緣隔熱基座170上。在一些實施例中，絕緣 隔熱基座170可為電木隔熱材。
在一些實施例中，溫度控制組件10可透過將絕緣隔熱基座170固定於其他組件上，而與其他組件組裝成一儀器。
具體而言，一種檢測儀器，其包括前述任一實施例的溫度控制組件10、轉盤40、光學感測器50、轉動馬達70以及轉軸72。溫度控制組件10位於轉盤40與光學感測器50之間且藉由絕緣隔熱基座170固定在轉盤40上。光學感測器50位於溫度控制組件10相對於轉盤40的另一側，並且用以朝上對位在加熱單元110的承載孔111上的試管20進行偵測。轉動馬達70連接轉軸72的一端，並且用以轉動轉軸72。轉軸72的另一端耦接絕緣隔熱基座170，並且用以帶動轉盤40與溫度控制組件10進行轉動，以致使多個加熱單元110的承載孔111依序移動到光學感測器50上。
舉例來說，參照圖10及圖11，絕緣隔熱基座170和16組加熱單元110連接固定後，將16組加熱單元110的承載孔111分別對準轉盤40上的16個限位孔401，然後將絕緣隔熱基座170固定在轉盤40上。16組加熱單元110的第一連接器140一對一插接至控制板130的第二連接器135，並且將轉盤線42組裝連接轉盤40。然後，再將轉軸72的二端分別組裝連接絕緣隔熱基座170與組裝在機架80上的轉動馬達70。最後，再將組裝好的組件罩上機殼90。於使用時，試管20通過轉盤40上的限位孔401而插設在加熱單元110的承載孔111上，並且試管20的開口上能覆蓋固定蓋30。
在一些實施例中，檢測儀器可更包括：一風扇組件60，且 此風扇組件60位於溫度控制組件10相對於轉盤40的另一側。在一些實施例中，風扇組件60可包括一個或多個風扇610以及風扇罩620。在此實施例中，風扇罩620位於風扇610與溫度控制組件10之間。風扇罩620是由靠近風扇610的一端往靠近溫度控制組件10的一端漸縮，藉以將風扇610吹出的風導向溫度控制組件10的中間區域。
在一些實施例中，參照圖12及圖13，俯視下，各加熱單元110的外型可呈現矩形。
在另一些實施例中，參照圖14及圖15，各發熱體113可包括：一隔熱固定件114、一加熱塊(Heating block)115以及一薄膜電熱片116。薄膜電熱片116夾設在隔熱固定件114與加熱塊115之間。參照圖14至圖16，各溫度感測器120位於對應的加熱單元110的薄膜電熱片116上，且承載孔111貫穿對應的加熱單元110的隔熱固定件114、薄膜電熱片116與加熱塊115。
在一些實施例中，參照圖14至圖16，各薄膜電熱片116可包括：一設置段1161以及一連接段1162。設置段1161夾設在隔熱固定件114與加熱塊115之間。連接段1162連接設置段1161，並且電性連接控制板130。於此，薄膜電熱片116可在控制板130的供電下發熱。各溫度感測器120位於對應的加熱單元110的設置段1161與連接段1162的連接處，且承載孔111貫穿隔熱固定件114、設置段1161以及加熱塊115。
舉例來說，隔熱固定件114與加熱塊115對位後，將薄膜電熱片116的設置段1161夾設其中，然後以螺絲將隔熱固定件114與加熱塊115鎖固在一起，而形成加熱單元110。
在一些實施例中，連接段1162可直接耦接控制板130的控制電路133。舉例來說，連接段1162的一端銜接設置段1161，而連接段1162的另一端直接焊接控制電路133(圖未示)。
在另一些實施例中，連接段1162亦可經由導線或導線與連接器的組合電性連接控制板130的控制電路133。
在一些實施例中，各薄膜電熱片116可為聚酰亞胺(PI)薄膜電熱片。
在一些實施例中，參照圖17至圖19，在組裝成檢測儀器時，各加熱單元110可直接固定在轉盤40上。舉例來說，參照圖14至圖17，各加熱單元110的隔熱固定件114具有固定孔114a。因此，透過將螺絲穿過固定孔114a並鎖入轉盤40能將加熱單元110鎖固在轉盤40上。
在一些實施例中，參照圖17至圖19，風扇組件60亦可直接固定於轉盤40上。於此些實施例中，風扇組件60位於溫度控制組件10相對於轉盤40的另一側，並且固定在加熱單元110圍繞成的中空區域所裸露出的轉盤40上。換言之，溫度控制組件10的複數加熱單元110環繞風扇組件60。並且，轉軸72的另一端連接風扇組件60。
舉例來說，16組加熱單元110的承載孔111分別對準轉盤40的16個限位孔401後，將各加熱單元110的隔熱固定件114鎖固在轉盤40上。並且，將風扇610鎖固在16組加熱單元110圍繞成的中間區域處的轉盤40上。16組加熱單元110的第一連接器140分別與控制板130對應位置的第二連接器135對接。轉軸72的另一端組裝在風扇罩620的外側。然後，以風扇罩620罩住風扇610，然後固定在轉盤40上。
如此一來，檢測儀器可進行需調控樣品的溫度的檢測程序。
舉例來說，以PCR(聚合酶連鎖反應)的檢測儀器為例，PCR第一階段需要約94℃的處理溫度、PCR第二階段需要約60℃的處理溫度，並且PCR第三階段需要約72℃的處理溫度。在PCR第一階段，檢測儀器需對試管20加熱以升溫至94℃，並且將溫度維持在94℃。此時，控制板130的控制電路133供電給加熱單元110，使加熱單元110的發熱體113發熱以升溫至94℃，並且利用電腦程式PID控制(比例積分微分控制；Proportional-Integral and Derivative Control)根據各溫度感測器120所感測的溫度控制加熱單元110與風扇610的運作，使溫度維持在94℃。在PCR第二階段，控制板130的控制電路133停止供電給加熱單元110以關掉發熱體113，並且開啟風扇610，使風扇610藉由風扇罩620吹向加熱單元110，以降溫至約60℃。然後，控制板130的控制電路133利用電腦程式PID控制根據各溫度感測器120所感測的溫度控制加熱單元110與風扇610的運作，使溫度維持在約60℃。在PCR第三階段，控制板130的控制電路133再次供電給加熱單元110，使加熱單元110的發熱體113發熱以升溫至72℃，並且利用電腦程式PID控制根據各溫度感測器120所感測的溫度控制加熱單元110與風扇610的運作，使溫度維持在72℃。
綜上，在任一實施例中，溫度控制組件10適用於檢測儀器中，其能對多個試管20各別獨立進行溫度監控，並且有效控制其溫度，以達到均溫。在一些實施例中，溫度控制組件10採用降低質量的機構設 計，其簡化結構，藉以降低硬體及裝配成本。在一些實施例中，溫度控制組件10使用鋁基板(即作為金屬基散熱板1131)製作加熱單元110，藉以更進一步地降低整體成本。在一些實施例中，溫度控制組件10的多個加熱單元110個別獨立進行溫度監控，並且於需升溫時進行雙面加熱，藉以快速升溫至所需溫度。
10:溫度控制組件
110:加熱單元
111:承載孔
113:發熱體
120:溫度感測器
130:控制板
131:電路基板
133:控制電路
135:第二連接器
140:第一連接器
170:絕緣隔熱基座

Claims (19)

  1. 一種溫度控制組件，包括：複數加熱單元，環狀配置，各該加熱單元包括：一承載孔；以及一發熱體，環繞該承載孔；複數溫度感測器，分別設置在該複數加熱單元上；以及一絕緣隔熱基座，其中該複數加熱單元環繞且固定於該絕緣隔熱基座上。
  2. 如請求項1所述的溫度控制組件，更包括：一控制板，電性連接各該加熱單元的該發熱體與各該溫度感測器，用以根據各該溫度感測器的運作結果驅動對應的該發熱體。
  3. 如請求項1所述的溫度控制組件，其中各該加熱單元的該發熱體包括：一金屬基散熱板；一第一電路，位於該金屬基散熱板的一表面且環繞該承載孔；以及一第二電路，位於該金屬基散熱板的該表面，與該第一電路電隔離，且電性連接對應的該溫度感測器。
  4. 如請求項3所述的溫度控制組件，其中各該發熱體更包括：至少一導熱膠，將該第一電路與該第二電路黏貼於該金屬基散熱板的該表面。
  5. 如請求項3所述的溫度控制組件，其中各該發熱體更包括： 一第三電路，位於該金屬基散熱板的另一表面，並透過至少一導體電性連接該第一電路。
  6. 如請求項5所述的溫度控制組件，其中各該發熱體更包括：至少一導熱膠，以將該第一電路與該第二電路黏貼於該金屬基散熱板的該表面並將該第三電路黏貼於該金屬基散熱板的該另一表面。
  7. 如請求項3所述的溫度控制組件，更包括：複數第一連接器，各該第一連接器具有複數接點；以及複數導線組，分別對應該複數加熱單元且分別對應該複數第一連接器，其中各該導線組具有複數導線，各該導線組的該複數導線的一端分別電性連接對應的該加熱單元的該第一電路與該第二電路，以及各該導線組的該複數導線的另一端分別耦接對應的該第一連接器的該複數接點。
  8. 如請求項7所述的溫度控制組件，更包括：一控制板，包括：一電路基板；一控制電路，位於該電路基板上，用以經由各該加熱單元的該第二電路接收各該溫度感測器所感測的一溫度並根據各該溫度感測器所感測的該溫度供電給對應的該加熱單元的該第一電路；以及複數第二連接器，位於該電路基板上，電性連接該控制電路，分別與該複數第一連接器匹配，各該第二連接器可插拔地與對應的該第一連接器對接。
  9. 如請求項1所述的溫度控制組件，其中各該發熱體包括： 一隔熱固定件；一加熱塊；以及一薄膜電熱片，夾設在該隔熱固定件與該加熱塊之間；其中，該溫度感測器位於對應的該加熱單元的該薄膜電熱片上，且該承載孔貫穿對應的該加熱單元的該隔熱固定件、該薄膜電熱片以及該加熱塊。
  10. 一種檢測儀器，包括：一轉盤；一溫度控制組件，固定在該轉盤上，該溫度控制組件包括：一控制板；複數加熱單元，環狀配置，各該加熱單元包括：一承載孔；以及一發熱體，環繞該承載孔且電性連接該控制板；以及複數溫度感測器，分別設置在該複數加熱單元上且電性連接該控制板；一光學感測器，位於該溫度控制組件相對於該轉盤的另一側；一轉動馬達；以及一轉軸，設置在該轉盤與該轉動馬達之間，以帶動該轉盤與該溫度控制組件進行轉動，以致使該複數加熱單元的該承載孔依序移動至該光學感測器上。
  11. 如請求項10所述的檢測儀器，其中各該加熱單元的該發熱體包括： 一金屬基散熱板；一第一電路，位於該金屬基散熱板的一表面且環繞該承載孔；以及一第二電路，位於該金屬基散熱板的該表面，與該第一電路電隔離，且電性連接對應的該溫度感測器。
  12. 如請求項11所述的檢測儀器，其中各該發熱體更包括：至少一導熱膠，以將該第一電路與該第二電路黏貼於該金屬基散熱板的該表面。
  13. 如請求項11所述的檢測儀器，其中各該發熱體更包括：一第三電路，位於該金屬基散熱板的另一表面，並透過至少一導體電性連接該第一電路。
  14. 如請求項13所述的檢測儀器，其中各該發熱體更包括：至少一導熱膠，以將該第一電路與該第二電路黏貼於該金屬基散熱板的該表面並將該第三電路黏貼於該金屬基散熱板的該另一表面。
  15. 如請求項11所述的檢測儀器，其中該溫度控制組件更包括：複數第一連接器，各該第一連接器具有複數接點；以及複數導線組，分別對應該複數加熱單元且分別對應該複數第一連接器，其中各該導線組具有複數導線，各該導線組的該複數導線的一端分別電性連接對應的該加熱單元的該第一電路與該第二電路，以及各該導線組的該複數導線的另一端分別耦接對應的該第一連接器的該複數接點。
  16. 如請求項15所述的檢測儀器，其中該控制板包括： 一電路基板；一控制電路，位於該電路基板上，用以接收各該溫度感測器的運作結果並根據各該溫度感測器的該運作結果供電給對應的該加熱單元的該第一電路；以及複數第二連接器，位於該電路基板上，電性連接該控制電路，分別與該複數第一連接器匹配，各該第二連接器可插拔地與對應的該第一連接器對接。
  17. 如請求項10所述的檢測儀器，其中各該發熱體包括：一隔熱固定件；一加熱塊；以及一薄膜電熱片，夾設在該隔熱固定件與該加熱塊之間；其中，各該溫度感測器位於對應的該加熱單元的該薄膜電熱片上，且該承載孔貫穿對應的該加熱單元的該隔熱固定件、該薄膜電熱片以及該加熱塊。
  18. 如請求項10所述的檢測儀器，其中該溫度控制組件更包括：一絕緣隔熱基座，固定在該轉盤上，其中該複數加熱單元環繞且固定於該絕緣隔熱基座上，且該轉軸的二端分別連接該絕緣隔熱基座與該轉動馬達。
  19. 如請求項10所述的檢測儀器，更包括：一風扇組件，位於該溫度控制組件相對於該轉盤的另一側。
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