一种PWM信号控制的发热铝基板和血气分析检测装置的制作方法

一种pwm信号控制的发热铝基板和血气分析检测装置
技术领域
1.本实用新型涉及血液检测时的温度控制领域，尤其涉及一种pwm信号控制的发热铝基板和血气分析检测装置。


背景技术：

2.铝基板是一种具有良好发热、散热功能的金属基覆铜板，一般采用单面板，单面板包括三层结构，分别是电路层(铜箔)、绝缘层和金属基层。也可以采用双面板，双面板的结构包括电路层、绝缘层、铝基、绝缘层、电路层。还可以应用为多层板，可以由普通的多层板与绝缘层、铝基贴合而成。将功率器件表面贴装在电路层，器件运行时所产生的热量通过绝缘层快速传导到金属基层，然后由金属基层将热量传递出去，从而实现对其他物体的传热。与传统的fr-4相比，铝基板具有更好的热传导性能；与厚膜陶瓷电路相比，铝基板的机械性能更为优良；此外铝基板还有如下独特的优势：符合rohs(关于限制在电子电气设备中使用某些有害成分的指令)要求；更适应于smt(表面组装技术工艺)；取代易碎的陶瓷基板，获得更好的机械耐久力。
3.pwm(脉冲宽度调制)控制是一种对脉冲的宽度进行调制的技术，即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效的获得所需要的波形(含形状和幅值)，面积等效原理是pwm技术的重要基础理论；一种典型的pwm控制波形为spwm，脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的pwm波形称为spwm波。
4.医疗人员需要利用血气生化分析仪来快速分析全血样本，其在检测po2、葡萄糖、乳酸盐三种元素时易受温度因素的影响导致检测结果具有不确定性，因为葡萄糖、乳酸盐检测时需要在酶的作用下完成氧化还原反应，酶在接近人体温度37℃时其活性是最好的，而po2是气体，对温度也较敏感。因此衍生出在检测时对这3种元素需要单独加热，使其在检测时温度恒定在37℃，不受其他及环境温度的影响。
5.中国发明专利cn114397327a公开了一种血气分析仪测量室及其使用方法，由弹性压垫、门保温海绵、前门、门铰链、测量管、左挡板组件、轴管、压紧座、旋钮、右挡板、电极触点座组件、电极安装块、加热传感器、加热垫温控器、加热垫、外支架板、血采样管、屏蔽线地线板、电极、电极座、试剂管、保温盒、安装底板和管路系统组成；通过利用加热传感器控制测量室加热温度，加热垫温控器控制测量室温度的温度范围和安全；该专利虽然公开了血气分析仪测量室的加热方式，但其需要利用加热传感器和加热垫温控器两种传感器，且并不能准确的控制测量室的温度。
6.中国发明专利cn113340952a公开了一种即时诊断测试装置及其应用，采用两通道、独立参比电极的方式，将试剂储存部件集成在了基板上，通过基板上的一侧开导流槽的四棱锥戳破试剂储存部件让试剂流出，采用蓄水槽形式的缓冲通道来过滤测试样本和定标液中所带气泡，利用电化学原理，用于分析血液样本或者代谢物样本的生物或化学物质，但是其并未公开设置在基板下方的加热结构，同时也不能解决检测po2、葡萄糖、乳酸盐三种元素时易受温度因素影响的问题。


技术实现要素：

7.为解决现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供了一种pwm信号控制的发热铝基板，包括铝基板模块、pwm控制加热驱动电路和温度检测电路；pwm控制加热驱动电路和温度检测电路分别与铝基板模块进行连接；铝基板模块通过温度检测电路检测发热数值，将发热数值发送给单片机，单片机根据发热数值输出控制参数，然后pwm控制加热驱动电路根据控制参数控制加热温度，对铝基板模块进行加热。本实用新型提供了一种血气分析检测装置，包括发热铝基板。本实用新型确保了用于检测po2、葡萄糖、乳酸盐三种元素的酶处于适宜的温度，保证了酶的活性，提高了反应精准度。
8.本实用新型提供了一种pwm信号控制的发热铝基板，包括铝基板模块、pwm控制加热驱动电路和温度检测电路；pwm控制加热驱动电路和温度检测电路分别与铝基板模块进行连接；铝基板模块通过温度检测电路检测发热数值，pwm控制加热驱动电路根据基于发热数值获得的控制参数控制加热温度，对铝基板模块进行加热。
9.优选地，铝基板模块通过温度检测电路检测发热数值时，将发热数值发送给单片机，单片机根据发热数值输出控制参数，然后pwm控制加热驱动电路根据控制参数控制加热温度，对铝基板模块进行加热；其中，所述控制参数为pwm波形。
10.优选地，铝基板模块包括：铝基板、功率电阻、负温度系数热敏电阻、一个加热驱动接口和一个温度检测接口；所述功率电阻、负温度系数热敏电阻、加热驱动接口和温度检测接口均设置在铝基板上；所述pwm控制加热驱动电路通过加热驱动接口与功率电阻连接，所述温度检测电路通过温度检测接口与负温度系数热敏电阻连接。
11.优选地，pwm控制加热驱动电路包括：pwm控制驱动电路和加热电路；pwm控制驱动电路的输入端连接单片机；pwm控制驱动电路的输出端和加热电路的输入端连接；加热电路通过加热驱动接口与功率电阻连接。
12.优选地，pwm控制驱动电路包括第一电阻、开关电路、第一滤波电容、第二滤波电容和mos管；开关电路的输入端连接单片机，开关电路的输出端连接mos管的栅极和源极；第一电阻的两端分别连接第一电源和mos管的源极，第一电源通过第二滤波电容接地；第二滤波电容的两端分别连接mos管的栅极和源极；mos管的漏极连接加热电路。
13.优选地，开关电路包括：第二电阻、第三电阻、第四电阻和三极管；第二电阻的两端分别连接mos管的栅极和三极管的集电极；第三电阻的两端分别连接mos管的源极和三极管的集电极；第四电阻的一端连接单片机，另一端连接三极管的基极；三极管的发射极接地。
14.优选地，加热电路包括限流保险丝和第一接插件；限流保险丝的两端分别连接mos管的漏极和第一接插件的引脚3，第一接插件的引脚4接地；加热电路通过第一接插件接入加热驱动接口。
15.优选地，温度检测电路包括：第二接插件、上拉电阻和第三滤波电容；上拉电阻的两端分别连接第二电源和第二接插件的引脚1；第二接插件的引脚2接地；第三滤波电容的一端接地，第三滤波电容的另一端连接在第二接插件和上拉电阻之间的同时，与单片机进行连接；所述温度检测电路通过第二接插件接入温度检测接口。
16.本实用新型提供了一种血气分析检测装置，包括如前任一项所述的发热铝基板；还包括通道板、下盖、电位法电化学传感器、电流法电化学传感器和密封薄膜；血气分析检测装置由上至下顺次设置有第一层、第二层、第三层和第四层；通道板设置在第一层；电位
法电化学传感器、电流法电化学传感器和密封薄膜设置在第二层；发热铝基板设置第三层并设置在电流法电化学传感器正下方；下盖设置在第四层。
17.优选地，在第二层中，电位法电化学传感器和电流法电化学传感器设置在不同的区域，除电位法电化学传感器和所述电流法电化学传感器之外的部分由密封薄膜进行填充。
18.与现有技术相对比，本实用新型的有益效果如下：
19.1.本实用新型的一种pwm信号控制的发热铝基板，通过设置pwm控制加热驱动电路，根据单片机传回的pwm波来控制加热温度，对铝基板进行加热，可以使铝基板达到想要的温度，确保了用于检测po2、葡萄糖、乳酸盐三种元素的酶处于适宜的温度，保证了酶的活性，提高了反应精准度。
20.2.本实用新型的一种血气分析检测装置，将发热铝基板设置在电流法电化学传感器正下方，电流法电化学传感器用于检测po2、葡萄糖、乳酸盐这三种元素，使得可以利同一张血气检测卡单独给po2、葡萄糖、乳酸盐加热，其他元素不受影响，从而保证了检测结果的准确性；为血气分析仪解决了加热问题，避免了在基板下方未设置加热装置以及未将电化学传感器分开为电位法电化学传感器和电流法电化学传感，导致po2、葡萄糖、乳酸盐在检测时输出结果的不确定性的问题。
附图说明
21.图1为本实用新型的一种pwm信号控制的发热铝基板的铝基板模块的一个实施例的结构示意图；
22.图2为本实用新型的一种pwm信号控制的发热铝基板的铝基板上的所设置电路的一个实施例的电路图；
23.图3为本实用新型的一种pwm信号控制的发热铝基板的pwm控制加热驱动电路的一个实施例的电路图；
24.图4为本实用新型的一种pwm信号控制的发热铝基板的温度检测电路的一个实施例的电路图；
25.图5为本实用新型的一种血气分析检测装置中的一个实施例的结构示意图。
26.图中：1、通道板；2、下盖；3、电位法电化学传感器；4、电流法电化学传感器；5、密封薄膜；6、发热铝基板；7、功率电阻；8、加热驱动接口；9、温度检测接口；10、负温度系数热敏电阻；11、铝基板；r62、第一电阻；r64、第二电阻；r65、第三电阻；r68、第四电阻；fuse1、限流保险丝；c62、第一滤波电容；c74、第二滤波电容；c25、第三滤波电容；q3、三极管；q1、mos管；p4、第一接插件；p3、第二接插件；r95、上拉电阻；vcc_moto、第一电源；vcc_3v3、第二电源；pwm_heater1、pwm加热控制信号。
具体实施方式
27.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
28.实施例1
29.如图1-2所示，根据本实用新型的一个具体实施方案，下面对本实用新型的一种pwm信号控制的发热铝基板6的进行详细说明。
30.本实用新型提供了一种pwm信号控制的发热铝基板6，包括铝基板模块、pwm控制加热驱动电路和温度检测电路；pwm控制加热驱动电路和温度检测电路分别与铝基板模块进行连接；铝基板模块通过温度检测电路检测发热数值，pwm控制加热驱动电路根据基于发热数值获得的控制参数控制加热温度，对铝基板模块进行加热。
31.实施例2
32.如图1-2所示，根据本实用新型的一个具体实施方案，下面对本实用新型的一种pwm信号控制的发热铝基板6的铝基板模块进行详细说明。
33.本实用新型提供了一种pwm信号控制的发热铝基板6，包括铝基板模块；铝基板模块包括：一个铝基板11、三个相同的功率电阻7、一个负温度系数热敏电阻10、一个加热驱动接口8和一个温度检测接口9；功率电阻7、负温度系数热敏电阻10、加热驱动接口8和温度检测接口9均设置在铝基板11上；pwm控制加热驱动电路通过加热驱动接口8与功率电阻7连接，温度检测电路通过温度检测接口9与负温度系数热敏电阻10连接；其中，功率电阻7的型号为2510贴片电阻，功率电阻7的最大允许功率为1w，电阻值为1ω。
34.温度检测电路通过检测负温度系数热敏电阻10的发热数值，从而实现对铝基板10温度的检测；pwm控制加热驱动电路通过对功率电阻7进行加热，从而实现对铝基板10的温度控制，使铝基板10达到想要的温度。
35.实施例3
36.如图3所示，根据本实用新型的一个具体实施方案，下面对本实用新型的一种pwm信号控制的发热铝基板的pwm控制加热驱动电路进行详细说明。
37.本实用新型提供了一种pwm信号控制的发热铝基板6，包括pwm控制加热驱动电路；pwm控制加热驱动电路包括pwm控制驱动电路和加热电路；pwm控制驱动电路的输入端连接单片机；pwm控制驱动电路的输出端和加热电路的输入端连接；加热电路通过加热驱动接口与功率电阻连接。
38.pwm控制驱动电路包括第一电阻r62、开关电路、第一滤波电容c62、第二滤波电容c74和mos管q1；开关电路包括：第二电阻r64、第三电阻r65、第四电阻r68和三极管q3；加热电路包括限流保险丝fuse1和第一接插件p4；第一电阻r62的两端分别连接第一电源vcc_moto和mos管q1的源极，第一电源vcc_moto通过第二滤波电容c74接地；第二电阻r64的两端分别连接mos管q1的栅极和三极管q3的集电极；第三电阻r65的两端分别连接mos管q1的源极和三极管q3的集电极；第四电阻r68的一端连接单片机，另一端连接三极管q3的基极；三极管q3的发射极接地；第二滤波电容c74的两端分别连接mos管q1的栅极和源极；限流保险丝fuse1的两端分别连接mos管q1的漏极和第一接插件p4的引脚3，第一接插件p4的引脚4接地；加热电路通过第一接插件接入加热驱动接口；其中，三极管q3的型号为s8050，mos管q1的型号为si2301，限流保险丝fuse1为限流1a保险丝，接插件p4的型号2.0-2p。
39.第一电源vcc_moto从第一电阻r62接入pwm控制加热驱动电路，单片机的pwm加热控制信号pwm_heater1从第四电阻r68接入pwm控制加热驱动电路。
40.pwm控制加热驱动电路根据单片机传回的控制参数控制加热温度，对铝基板进行加热。
41.实施例4
42.如图4所示，根据本实用新型的一个具体实施方案，下面对本实用新型的一种pwm信号控制的发热铝基板的温度检测电路进行详细说明。
43.本实用新型提供了一种pwm信号控制的发热铝基板，包括温度检测电路；温度检测电路包括：第二接插件p3、上拉电阻r95和第三滤波电容c25；上拉电阻r95的两端分别连接第二电源vcc_3v3和第二接插件p3的引脚1；第二接插件p3的引脚2接地；第三滤波电容c25的一端接地，第三滤波电容c25的另一端连接在第二接插件p3和上拉电阻r95之间的同时，与单片机进行连接；温度检测电路通过第二接插件p3接入温度检测接口9。
44.温度检测电路检测铝基板模块中的负温度系数热敏电阻的温度，将发热数值传送给单片机，使得单片机基于发热数值获取pwm波形，基于不同占空比的pwm波形来控制铝基板模块中负温度系数热敏电阻的温度，进而控制铝基板想要达到的温度。
45.实施例5
46.如图5所示，根据本实用新型的一个具体实施方案，下面对本实用新型的一种血气分析检测装置进行详细说明。
47.本实用新型提供了一种血气分析检测装置，包括发热铝基板6、通道板1、下盖2、电位法电化学传感器3、电流法电化学传感器4和密封薄膜5；上至下顺次设置第一层、第二层、第三层和第四层；通道板1设置在第一层；电位法电化学传感器3、电流法电化学传感器4和密封薄膜5共同设置在第二层，其中电位法电化学传感器3电流法电化学传感器4设置在第二层不同的区域，剩余的第二层位置由密封薄膜5进行填充；发热铝基板6设置第三层并设置在电流法电化学传感器4正下方，下盖2设置在第四层。
48.由于发热铝基板6设置在电流法电化学传感器3正下方，电流法电化学传感器3用于检测po2、葡萄糖和乳酸盐这三种元素；温度检测电路开始检测的同时pwm控制加热驱动电路启动，对发热铝基板进行加热，发热铝基板通过温度检测电路将发热数值发送给单片机，单片机根据传回的数值改变pwm占空比来控制铝基板想要达到的温度，确保用于检测po2、葡萄糖、乳酸盐三种元素的酶处于适宜的温度，保证了酶的活性，提高了反应精准度。
49.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种pwm信号控制的发热铝基板，其特征在于，包括铝基板模块、pwm控制加热驱动电路和温度检测电路；pwm控制加热驱动电路和温度检测电路分别与铝基板模块进行连接；所述铝基板模块包括：铝基板、功率电阻、负温度系数热敏电阻、一个加热驱动接口和一个温度检测接口；所述功率电阻、负温度系数热敏电阻、加热驱动接口和温度检测接口均设置在铝基板上；所述pwm控制加热驱动电路通过加热驱动接口与功率电阻连接，所述温度检测电路通过温度检测接口与负温度系数热敏电阻连接。2.根据权利要求1所述的一种pwm信号控制的发热铝基板，其特征在于，所述pwm控制加热驱动电路包括：pwm控制驱动电路和加热电路；pwm控制驱动电路的输入端连接单片机；pwm控制驱动电路的输出端和加热电路的输入端连接；加热电路通过加热驱动接口与功率电阻连接。3.根据权利要求2所述的一种pwm信号控制的发热铝基板，其特征在于，所述pwm控制驱动电路包括第一电阻、开关电路、第一滤波电容、第二滤波电容和mos管；开关电路的输入端连接单片机，开关电路的输出端连接mos管的栅极和源极；第一电阻的两端分别连接第一电源和mos管的源极，第一电源通过第二滤波电容接地；第二滤波电容的两端分别连接mos管的栅极和源极；mos管的漏极连接加热电路。4.根据权利要求3所述的一种pwm信号控制的发热铝基板，其特征在于，所述开关电路包括：第二电阻、第三电阻、第四电阻和三极管；第二电阻的两端分别连接mos管的栅极和三极管的集电极；第三电阻的两端分别连接mos管的源极和三极管的集电极；第四电阻的一端连接单片机，另一端连接三极管的基极；三极管的发射极接地。5.根据权利要求4所述的一种pwm信号控制的发热铝基板，其特征在于，所述加热电路包括限流保险丝和第一接插件；限流保险丝的两端分别连接mos管的漏极和第一接插件的引脚3，第一接插件的引脚4接地；加热电路通过第一接插件接入加热驱动接口。6.根据权利要求1所述的一种pwm信号控制的发热铝基板，其特征在于，所述温度检测电路包括：第二接插件、上拉电阻和第三滤波电容；上拉电阻的两端分别连接第二电源和第二接插件的引脚1；第二接插件的引脚2接地；第三滤波电容的一端接地，第三滤波电容的另一端连接在第二接插件和上拉电阻之间的同时，与单片机进行连接；所述温度检测电路通过第二接插件接入温度检测接口。7.一种血气分析检测装置，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的发热铝基板；还包括通道板、下盖、电位法电化学传感器、电流法电化学传感器和密封薄膜；所述血气分析检测装置由上至下顺次设置有第一层、第二层、第三层和第四层；通道板设置在第一层；电位法电化学传感器、电流法电化学传感器和密封薄膜设置在第二层；发热铝基板设置第三层并设置在电流法电化学传感器正下方；下盖设置在第四层。8.根据权利要求7所述的一种血气分析检测装置，其特征在于，在第二层中，所述电位法电化学传感器和所述电流法电化学传感器设置在不同的区域，除所述电位法电化学传感器和所述电流法电化学传感器之外的部分由密封薄膜进行填充。

技术总结
本实用新型提供了一种PWM信号控制的发热铝基板和血气分析检测装置，属于血液检测时的温度控制领域。本实用新型提供了一种PWM信号控制的发热铝基板，将PWM控制加热驱动电路和温度检测电路分别与铝基板模块进行连接；铝基板模块通过温度检测电路检测发热数值，将发热数值发送给单片机，单片机根据发热数值输出控制参数，然后PWM控制加热驱动电路根据控制参数控制加热温度，对铝基板模块进行加热。本实用新型提供了一种血气分析检测装置，包括发热铝基板。本实用新型通过PWM控制能恒温发热的铝基板，为血气分析仪解决了加热问题，避免了pO2、葡萄糖、乳酸盐在检测时输出结果的不确定性。性。性。


技术研发人员：胡枝宝 许云龙 张清
受保护的技术使用者：南京晶捷生物科技有限公司
技术研发日：2022.11.17
技术公布日：2023/9/3