塑料微流控芯片热压成形温度控制装置

采用聚合物如塑料等制作微流控芯片是拓展芯片应用,实现芯片产业化的关键。温度是塑料微流控芯片热压成形过程中的重要工艺参数。本文采用半导体热电致冷堆,设计了适合塑料芯片制作的温度控制装置;分析了升降温过程中所需的加热／制冷功率,并对升降温特性进行了研究;设计了半导体热电致冷堆供电电源装置。对温度控制装置的升／降温及温度控制精度进行了实验,并给出了实验结果。     

热压成型装备精密温控研究

为了提高热压装备的温度控制精度,采用热电致冷器作为温度控制的主控元件构建了热压成型系统。针对热电致冷器呈现的复杂热电特性,在对其模型进行小信号线性化的基础上,获得了热电致冷器的控制模型。结合传统PID控制和模糊控制的优点,根据热电致冷器的非线性和可能的不确定性因素,建立PID参数自调整的推理规则,设计了热压成型装备温控的模糊PID控制器。阶跃响应实验表明该温控系统具有良好的动态性能和稳态品质,其升降温速度不小于1℃/s,温控精度可达0.2℃,满足热压成型装备精密温控的要求。     

快速建立PCR芯片恒温场的设计

通过对PCR芯片工作所需的恒温场进行分析研究，使用半导体致冷片为温度控制部件，设计了一种新型的主动式恒温控制系统。温控系统通过改变半导体致冷片工作电流的极性来瞬时切换系统的升、降温状态，通过改变其工作电压来精确调整系统的工作温度，同时利用半导体致冷片的面加热特性，能够快速建立所需的恒温场，且恒温特性好。与其它PCR芯片温控系统相比，由于系统采用了主动式致冷措施，系统的降温速度很快，约为-17℃／s，较大地缩短了降温过程，改善PCR扩增质量。     

微纳热压印真空装置研制

在非真空环境中进行微纳压印,在模板和聚合物基底之间会形成气泡,降低微纳结构的转印质量,针对该问题,研制了一种微纳热压印真空装置。该装置包括:用于调整压头板位姿的球状自适应调整结构,以半导体热电致冷器为加热和致冷器件的温度控制装置,真空罩,密封系统。计算了热压印过程需要的加热和制冷功率,进行了升降温和保温性能实验、真空性能实验和应用实验,实验结果验证此装置整体性能良好,适用于微纳热压印。     

一种新型生物人工肝温度控制系统的研制

生物人工肝支持系统（BALSS）是治疗肝功能衰竭的有效方法,已成为国内外的研究热点。BALSS的温度控制不仅直接影响肝细胞的活性及功能表达,而且在系统整体结构优化中也占有重要地位。在设计的新型温控系统中用便于精确控温的半导体加热器作为加热元件,利用基于模糊PID算法的双控温回路来对BALSS进行温度控制,同时在结构设计以及有效传热问题上进行了优化。结果表明此温控系统在控制精度、减小BALSS体积及便于操作等方面均有较大改善。     

基于可控硅移相控制的高精度半导体制冷温控系统

半导体制冷具有加热制冷双向工作、无震动、无噪音、可靠性高、安装容易、热惯性小等特点。文中的系统是集半导体制冷片、高精度温度检测、可控硅移相控制和PID自动控制理论等几部分相结合构成的高精度温控系统。系统经实验数据验证控温精度可达0.1℃,该系统具有很好的应用前景。     

半导体制冷器制冷性能的综合影响因素探讨及其优化设计分析

对于半导体制冷器优化研究的目的在于使其制冷性能最优化.本文通过对半导体制冷器的结构尺寸及热电材料相关物性参数进行了较系统的研究,推荐出了最佳理论设计值.同时,采用数值分析与解析求解相结合的方法,综合讨论了在稳态条件下,优值系数、最优结构尺寸、冷热媒温度、电流、介质端面对流换热强度等参数变化对热电制冷器制冷性能的改善影响,以及各性能参数之间的相互制约关系.结论对于实际热电制冷系统的优化设计以及系统性能的提高提供了理论依据.     

半导体制冷器设计

根据系统需求以及半导体制冷器的原理,对TCU半导体制冷器模块进行了分析设计计算。TCU半导体制冷器一般精度系列的温控精度在±0.05～±0.2℃之间,主要用来对电机循环水进行温度控制;高精度系列的温控精度为±0.01℃,主要用来对物镜循环水进行温度控制。     

半导体热电制冷片在汽车保温箱控制系统中的应用

半导体制冷片又叫热电制冷片,可应用在一些空间非常小的环境,没有化学制冷剂,对环境无污染.该文提出了利用51单片机控制半导体热电制冷片,实现车载保温箱进行加热制冷的硬件电路和软件设计原理.硬件电路主要由输入输出、温度采集和反馈、控制电路组成,控制算法主要采用了滞环控制策略.整个系统结构简单,运行可靠.     

简单实用的半导体制冷温控系统

在简单介绍半导体制冷技术的基础上,较详细地介绍了神港调节仪的输出电路和以这种调节仪(温控表)、开关电源、受控电源、热电阻和半导体制冷片等构成的温控系统.分析了 4～20 mA输出电路,给出了温控系统的控制电路等,这些内容对相关的技术人员具有较高的参考价值.     

动态矩阵控制方法在半导体制冷中的应用

根据帕尔贴效应并针对半导体制冷的特性,提出了采用动态矩阵控制(DMC)方法进行制冷温度控制.通过测试实验获取被控对象的有限单位阶跃响应序列,建立实际系统模型,并在MATLAB中对该模型采用动态矩阵控制方法完成温控仿真实验.实验结果表明,相对于传统PID控制和模型偏差补偿控制,动态矩阵控制在达到稳定性好和跟踪精度高的要求下,具有更优的动态性能,且对小范围的模型变化不敏感.     

半导体制冷温控系统的设计

叙述半导体制冷原理,介绍一种半导体制冷器温度控制系统的设计;通过开关电源提供可调电压,温度传感器获得感应电压,半导体制冷来调节温度。试验结果表明：设计的温度控制系统完全符合对温度稳定性的要求。     

半导体制冷温度控制算法的实验研究

在以ARM7为核心的半导体制冷控制器的基础上,研究了半导体制冷温度控制的方法,采用PID算法和模型偏差补偿算法完成了半导体制冷温度控制实验,通过比较实验结果,分析两种算法的实际控制效果,实现了半导体制冷的较高精度温度控制。     

基于挤出沉积技术的多喷头3D打印机研制

针对组织工程中多材质和梯度化生物制品的三维打印问题,对喷头温控功能、沉积工作台制冷功能、喷头切换方式、控制系统等方面进行了研究,提出了一种基于挤出沉积技术的多喷头生物3D打印机。使用半导体制冷片和聚酰亚胺加热膜对喷头进行了温控设计,设计了双向滚珠丝杆切换装置和外循环超低温沉积工作台结构,最后利用羧甲基纤维素钠水凝胶材料在研制完成的多喷头生物3D打印机上进行了多喷头打印测试。测试结果表明:多喷头生物3D打印机实现了多材料和梯度化复杂模型的多喷头三维打印,同时打印精度满足生物组织工程的需求,为实现高仿生三维结构的打印奠定了良好基础。     

基于ADUC824的热电制冷控制器

本文论述了热电制冷的工作原理和基于热电制冷的恒温控制技术.介绍了高性能单片机ADUC824的结构功能和特点,描述了以ADUC824为核心的热电制冷恒温控制器的设计,提出了半开关半线性控制的新的温控模式.     

基于LabVIEW的温控系统

衬底沉积温度是影响薄膜生长形态的关键因素.针对超高真空薄膜生长中对衬底沉积温度恒温控制需求,文中讨论了基于电阻加热和液氦制冷相结合的温控系统,详细论述了LabVIEW环境下的温控系统应用软件设计思路,该应用软件通过VISA接口与精密温度控制仪进行数据通信,依据其内置的PID控制算法,实现温度控制.测试试验表明:该系统具体良好的恒温效果,能够满足超过超高真空薄膜生长时对衬底沉积温度的温控要求,具有很高的实用价值.     

半导体激光器温度控制系统设计与算法仿真

针对半导体激光器冷却系统体积大、温控精度不高的缺点,采用ARM微处理器配合集成数字温度传感器、半导体制冷器和液晶显示器等设计一个半导体激光器的温度控制系统,建立系统的数学模型,并对其控制算法进行深入研究.同时使用MATIab进行仿真,并进行定性定量的分析比较,提出在ARM芯片中使用模糊PID-Smith算法的温控方案,以提高所设计的温度控制系统的控制精度和稳定性.     

基于模糊PID算法的电锅炉温度控制

针对直热式热水电锅炉的温控特点,设计了一种模糊PID算法来控制电锅炉温度,克服了传统温控系统中不能建立复杂系统数学模型的困难,得到了很强的鲁棒性、良好的动态性能和稳态精度,并运用Matlab软件的Simulink仿真环境,对温度控制系统性能和抗干扰能力进行了仿真分析.     

基于斯特林散热的半导体制冷器温度控制系统

针对传统半导体制冷器(TEC)温度控制系统极限低温能力差的问题,设计了一种基于斯特林制冷机散热的半导体制冷器温度控制系统。系统使用小型斯特林制冷机对半导体制冷器热端制冷,采用24位高分辨率ADC对高精度K型热电偶进行温度采集,设计比率法电路配合高灵敏度热敏电阻进行冷端补偿,结合单神经元PID算法对半导体制冷器进行温度控制。实验结果表明:该温度控制系统极限低温可达-113℃,较大地提升了半导体制冷器的低温发生能力,温度控制误差范围在±0.05℃以内,系统的稳定性与可靠性良好。     

基于DS18B20的激光测距机温控试验箱设计

采用STC89C52单片机和DS18820数字温度传感器测量激光测距机温控试验箱的温度,并和预先设定的温度进行比较。根据比较的结果控制电热丝和半导体制冷片的开断,从而实现加热和制冷,达到控制温度的目的。