一种小温差测量装置

摘要

本发明专利涉及一种采用板状、片状热传感器的小温差测量装置，由孪生热传感器、恒温热沉、感温腔体、热绝缘支撑体、热绝缘压盖、流入孔道和流出孔道组成，热传感器一侧端面与恒温热沉热接触良好，另一侧端面为感温腔体，感温腔体连接流入孔道和流出孔道，实现下入上出，整体结构和布置的热稳定性能好，可以方便组合，结构简单，紧凑性好、自动化程度高，实现参比测量，消除非特异性热干扰，灵敏度高，应用于现场分析和测试具有优势，能够应用在各种量热分析、量热式生物传感器等领域。

权利要求

1.一种小温差测量装置，由热传感器A（1）、热传感器B（2）、恒温热沉（3）、感温腔体（4）、热绝缘支撑体（5）、热绝缘压盖（6）、流入孔道（7）和流出孔道（8）组成，其特征在于，所述热传感器A（1）和所述热传感器B（2）是孪生热传感器，是板状或片状形式的接触式热传感器，所述热传感器A（1）和所述热传感器B（2）的相同一侧端面与所述恒温热沉（3）热接触良好，相同另一侧端面为所述感温腔体（4），所述感温腔体（4）连接所述流入孔道（7）和所述流出孔道（8），所述流入孔道（7）和所述流出孔道（8）的相对位置保证流动为下入上出，所述恒温热沉（3）为圆台形式的金属块，侧面加工成平面并分别与所述热传感器A（1）和所述热传感器B（2）良好热接触，所述热绝缘支撑体（5）上开有凹坑，内置所述热传感器A（1）、所述热传感器B（2）和所述恒温热沉（3），所述热绝缘支撑体（5）上放置所述热绝缘压盖（6），所述热传感器A（1）和所述热传感器B（2）的信号输出按照差分输出方式串接。

2.根据权利要求1所述的一种小温差测量装置，其特征在于所述热传感器A（1）和所述热传感器B（1）是片状热电堆。

3.根据权利要求1所述的一种小温差测量装置，其特征在于所述恒温热沉（3）内置恒温模块，可实现可控的恒温状态。

4.根据权利要求1所述的一种小温差测量装置，其特征在于所述热绝缘支撑体（5）和所述热绝缘压盖（6）均由高化学惰性的热绝缘材料制成。

说明书

一种小温差测量装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种小温差测量装置，尤其是采用板状、片状热传感器的小温差测量装置，能够应用在各种量热分析、量热式生物传感器等领域。

背景技术

[0002] 量热分析方法通过测试生化反应过程的热量变化来进行分析，适用于绝大多数的生化反应，不受颜色、浑浊和电化学等样品属性的影响，并且量热方法的检测原理简单、可靠，逐渐成为食品安全、环境、医学等领域快速检测开发的重要方向。通过结合酶等生物敏感元件的量热式生物传感器可以极大地提高量热法的特异性，在现场速测和在线分析领域具有优势，尤其适合于检测未经处理的实际样品。

[0003] 量热分析方法的有效信号均为热变化，实际过程不同复杂热信号共存，并且其装置具有各种结构形式和特点。目前的热传感器（温度传感器、热流传感器等）主要是热敏电阻和热电堆，有板状、片状、柱状、珠状和球状等形式，单独的热传感器不能满足不同量热分析装置以及复杂热信号的测量要求，即要求适应热分析装置、热传感器的自身特点，保证热稳定性好和传热良好布置，并且灵敏度高，实现参比测量等。小温差测量装置适应上述要求，由热传感器及时感知研究对象温度和热量的变化，其结构布置能满足不同量热分析要求和热传感器结构特点（接触需平面或者沉浸布置形式等），能保证换热强、热稳定和灵敏度高，并且结构紧凑、适应性强。

发明内容

[0004] 本发明的目的是解决现有量热分析及量热式生物传感器中热参数测量技术的缺陷，提供一种采用板状、片状热传感器的小温差测量装置。

[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，小温差测量装置由热传感器A、热传感器B、恒温热沉、感温腔体、热绝缘支撑体、热绝缘压盖、流入孔道和流出孔道组成，所述热传感器A和所述热传感器B是孪生热传感器，是板状和片状形式的接触式热传感器，优选为片状热电堆，所述热传感器A和所述热传感器B的一侧端面为热端面，另一侧端面为冷端面，所述热传感器A和所述热传感器B的相同一侧端面与所述恒温热沉热接触良好，相同另一侧端面为所述感温腔体，所述感温腔体连接所述流入孔道和所述流出孔道，所述流入孔道和所述流出孔道的相对位置保证流动为下入上出，所述恒温热沉内置恒温模块，可实现可控的恒温状态，所述恒温热沉为圆台形式的金属块，侧面加工成平面并分别与所述热传感器A和所述热传感器B良好热接触，所述热绝缘支撑体上开有凹坑，内置所述热传感器A、所述热传感器B和所述恒温热沉，所述热绝缘支撑体上放置所述热绝缘压盖，保证所述热传感器A、所述热传感器B和所述恒温热沉与环境热绝缘，所述热传感器A和所述热传感器B的信号输出按照差分输出方式串接。

[0006] 所述热绝缘支撑体和所述热绝缘压盖均由高化学惰性的热绝缘材料制成，优选聚四氟乙烯（亲水化改性）。

[0007] 进一步地，所述热传感器A和所述热传感器B分别作为测量和参比组合为一组测量通道和参比通道，如同时成倍增加测量通道和参比通道，可实现多组通道的同时测量。

[0008] 本发明的有益效果是，小温差测量装置结构布置适应热传感器和热分析装置的结构特点，更加方便采用高灵敏度热传感器，提高小温差测量的信号强度，灵敏度高；实现参比测量，得到的是差分量，消除非特异性热干扰，提高测量精度；可以方便组合，能实现多路通道的同时测量；整体结构和布置的热稳定性能好，能够减少环境干扰，减少误差；结构简单，价格便宜，紧凑性好、自动化程度高，适应性好，应用于现场分析和测试具有优势。

附图说明

[0009] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

[0010] 图1是小温差测量装置结构示意图。

[0011] 图2是小温差测量装置结合反应器的结构示意图。

[0012] 其中：1、热传感器A，2、热传感器B，3、恒温热沉，4、感温腔体，5、热绝缘支撑体，6、热绝缘压盖，7、流入孔道，8、流出孔道。

具体实施方式

[0013] 本发明结合籍由以下结合的实施例来说明本发明之内容，而非限制本发明之范围。

[0014] 如图1所示，小温差测量装置由热传感器A1、热传感器B2、恒温热沉3、感温腔体4、热绝缘支撑体5、热绝缘压盖6流入孔道7和流出孔道8组成，热传感器A1和热传感器B2是孪生热传感器，选用性能结构一致的片状热电堆，热绝缘支撑5上开有凹坑，用于内置热传感器A1、热传感器B2和恒温热沉3，热传感器A1和热传感器B2的热端面与恒温热沉3侧面紧密接触，并涂抹导热硅脂减少接触热阻，热传感器A1和热传感器B2的冷端面分别覆盖在凹坑开出的感温腔体4，并直接粘结在热绝缘支撑5上，测量时热传感器A1、热传感器B2均与感温腔体4中的反应液直接接触，感温腔体4为厚度为2-5mm的圆柱形腔体，侧面开孔连接流入孔道7和流出孔道8，热绝缘支撑5下部布置有半圆柱半锥体的凸起，沿凸起轴心开孔作为流入孔道7，流出孔道8在热绝缘支撑5水平开孔得到，相对位置高于流入孔道7，保证流动为下入上出，恒温热沉3为圆台形式的金属块，其底面朝上，内置半导体制冷/加热模块，可实现可控的恒温状态，恒温热沉3侧面加工成平面并分别与热传感器A1和热传感器B2紧密接触，热绝缘支撑体5上部放置热绝缘压盖6，保证热传感器A1、热传感器B2和恒温热沉3与环境热绝缘，热传感器A1和热传感器B2的信号输出按照差分输出方式串接。热绝缘支撑体5和热绝缘压盖6均由聚四氟乙烯（亲水化改性）制成。

[0015] 采用孪生结构和孪生热传感器的两小温差测量装置布置在支撑体上组成一组测试通道和参比通道，如图2所示，通过热绝缘支撑体5上的凸起插入微小反应器出口的封头，保证流道密闭，其中一反应器为参比反应器，另一反应器为测试反应器，被测样品在测试通道的测试反应器中进行反应，而在参比反应器中不发生反应，从而二者存在着温差，温差变化的大小通过放置在反应器出口的小温差测量装置来检测，小温差测量装置的孪生热传感器的信号输出按照差分输出方式串接，得到测试反应器和参比反应器的温差信号，经处理后可反映被测样品的反应程度和浓度。