生物芯片中PCR温控系统的研究

聚合酶链反应在温度控制系统(PCR温控系统)中对反应时间和集成化设计提出了严格的要求,因此聚合酶链反应的温度控制系统必须进行实时监控,而且易于集成到一体化芯片上.本文设计了PCR的温度控制系统,并编写了上位机监视软件,为加热器的选型提供了直观的参考.     

基因扩增仪温度控制系统

为了满足PCR仪温度控制升降速度快,精度要求高等特点,设计一种基因扩增仪的温度控制系统,它以ARM芯片作为核心,由半导体制冷片、调理模块、驱动模块等组成.系统采用WINCE实时操作系统,用Platform Builder 50及Embedded Visual C++作为软件开发平台,采用时间最优的Bang-BangPID控制算法,开发出完全抢占式控制系统,可较好地完成基因扩增仪的热循环过程.经测试结果显示,该系统能够满足基因扩增仪对升降温度以及精度的要求,具有无污染、无噪音、寿命长、界面友好、性能可靠、响应速度快、硬件可剪裁、软件可扩展等特点.     

浅析多通道TEC工业CCD相机保温仪

保温控制在工业生产、农业生产和军事实验中都有着决定性的影响。设计并实现了基于DS18b20为温度传感器的多通道温度测量系统,实时测量保温仪内部温度,传输到单片机STC89c52,再由LCD12864的显示系统显示出保温仪内部温度,根据测量得到的温度经单片机判断最后由以TEC为核心的多通道温度控制系统对保温仪进行加热或是制冷,达到保温仪内部保温的效果。给出了各部分电路原理图和实物图。实验结果表明,控温稳定性好,温度波动性小,能很好地满足多点温度测试要求。     

基于PLC的齿轮电解抛光控制系统的设计

齿轮电解抛光控制系统对加工质量等影响重大,为设计实现电解抛光高精度控制系统,基于电解抛光加工原理、PLC控制和界面组态技术,设计实现一套齿轮电解抛光控制系统。通过对工艺的分析与闭环控制思想设计PLC程运行流程,通过组态软件设计控制系统的人机交互界面。选择西门子S7-1200 PLC控制器和交流伺服电机主轴控制策略,通过温度控制仪和p H仪等辅助控制设备对温度和p H值进行闭环控制。设计短路检测电路,保护控制系统器件。调试验证系统的运行稳可靠,达到很好的抛光效果,同时该控制系统也可用于其它结构件的电解抛光加工。     

模糊PID控制用于PCR芯片实验室温控系统

介绍了一种采用自校正模糊PID控制算法的PCR芯片实验室温度控制系统。该系统将模糊推理控制与PID控制相结合,利用PCR芯片上溅射的Pt电阻获取温度信号,通过PID精确输出控制在芯片背面直接制备的微加热器和外加的半导体致冷器件,实现了PCR芯片的高精度快速变温控制,可用于近场光学显微镜实时探测PCR扩增反应过程中荧光信号的近场分布,为实现高灵敏度DNA定量检测提供了必要条件。     

废水生物处理中的呼吸测量技术进展

氧气的消耗是废水好氧生物处理中最主要的生物响应,呼吸测量技术能够获得微生物的氧利用速率,是废水生物处理理论研究和工艺运行管理的重要手段.通过对呼吸测量技术进展的回顾,评价了每种方法的优缺点,重点介绍了理想混合型呼吸仪的基本原理,分析了该呼吸仪在实现上的困难,讨论了简易混合呼吸仪的缺陷,提出了通过设计新的反应器系统和温度控制系统来开发具有更高测试精度的混合呼吸仪,并给出了初步的研究结果.     

滚削力的微机测试系统

本文分析了传统滚削测力仪的测试系统中存在的问题,设计了新颖的滚削测力仪。该仪器与柔性测试系统的微机控制系统相连接,改善了滚削测力仪的动态特性,减小了由于异向力干扰产生的测量误差,并具有对多通道的数据进行查询、采集和处理,以及图形显示和误差补偿等多种功能。 本系统稍加修改后,也可用于温度测量和速度测定,基本上实现了切削力测试系统的柔性化和自动化。     

晶体生长温控仪的程控化改造

对提拉法晶体生长中所使用的温度控制仪器ＤＷＴ七０ 二精密温度自动控制仪进行程序化改造．改装后的程序化控制系统对本拉晶工艺适用,方便,降低了操作人员的劳动强度,改善了晶体的质量     

CFD-ACE＋软件对PCR微芯片传热过程的数值模拟和分析

针对基于MEMS技术的PCR微芯片温度控制难的问题,通过对该芯片的传热过程进行简化并建立物理模型和数学模型,对芯片内部的热传导和温度变化过程进行了理论推导分析。利用CFD-ACE＋软件对芯片的热传导过程进行了数值模拟。模拟结果表明,该芯片具有较高的升、降温速度。芯片在自行构建的温度控制系统下进行了热循环反应,对GUS基因成功实现了扩增。     

聚合酶链式反应仪基座的热阻建模与分析

对聚合酶链式反应仪(PCR)基座中温度变化规律进行数学建模,求出其过程热阻值,并利用该热阻值对类似模型的温度场进行仿真计算,从而快速地得出考虑若干关键参数的复杂模型的温度场.计算结果显示,PCR仪基座的过程热阻与其自身的导热热阻存在某种关系,进而提出一个对于该关系的假设和数学描述,最后对该假设应用的可行性进行数值计算证明.     

一种新型PCR扩增仪的温控系统

聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction）又称为PCR．PCR自20世纪80年代初发明以来,已迅速发展成为生物科学研究和基因诊断领域的最重要的新技术．PCR技术依赖设定的温度循环,以控制酶促进反应的自动进行。从而达到基因扩增的目的．目前实验室广泛使用的PCR基因扩增仪,主要采用国际上通用的时间控制半导体温控系统,成本较高且不易实现．利用毛细管流体在不同管道部分的流体分部,通过控制不同管道部分的温度,可以巧妙地实现流体在不同温度条件下的循环,且与毛细管电泳技术相结合,还可以实现在线检测,从而以更简化的方式,实现PCR的自动化控制与分析．该文介绍这种适合PCR扩增仪的恒温系统,包括系统的立体螺旋结构设计、单片机温控系统的设计等．     

模糊PID复合控制算法改进及应用

针对常规模糊PID复合控制算法的不足,在分析了其控制特性后,提出了相应的改进算法.采用基于梯形隶属函数的模糊切换算法以及基于变论域和仿人智能思想的量化因子和比例因子的在线自调整算法实现了自适应模糊PID复合控制,并将此改进算法用于PCR芯片智能温度控制系统中,使控制系统获得了良好的动态特性和稳态性能、较强的鲁棒性及适应性.实验结果表明,其控制品质远优于常规模糊PID控制和基本模糊控制.     

基于Smith预估器的PCR仪时滞温控系统

为了解决聚合酶链式反应(PCR)仪温度控制中的纯滞后问题,在试验数据的基础上,基于Matlab搭建仿真模型.仿真结果表明,加入Smith预估补偿环节可以较好地解决纯滞后效应带来的积分累积问题.将仿真得到的方法移植到实际的控制中,可获得良好的控制效果.最后提出添加一个比例-积分-微分(PID)控制器的改进算法,用以解决Smith预估控制算法中鲁棒性不强的问题.     

西葫芦SRAP—PCR退火温度的优化及遗传多样性分析

以西葫芦为试材,利用梯度PCR技术,对SRAP-PCR过程中的两步退火温度进行了试验研究。结果表明：通过对第一步前5轮循环的退火温度梯度37-50℃的试验,其退火温度可提高到41℃;对第二步后30轮循环的退火温度梯度50-60℃的实验,其退火温度可提高到52℃。应用该程序在29个西葫芦自交系间进行扩增,均获得了良好的结果,并对29个自交系进行了遗传多样性分析。     

双反应段精馏塔温度控制系统的综合与设计

双反应段精馏塔（RDC-DRS）具有十分复杂的稳态与动态特性,给温度控制系统的综合与设计带来极大困难。为解决这一问题,提出了一种基于稳态偏差最小原理的温度控制系统的综合与设计方法。该方法主要通过单变量搜索找到使稳态偏差达到最小值的被控塔板位置,进而设计出RDC-DRS温度控制系统。稳态偏差设计温度控制系统可以很好地体现产品浓度与温度之间的对应关系,从而设计出有效可行的温度控制方案。通过与常规灵敏度分析方法设计的温度控制系统的控制效果对比,证明了该方法可以实现对RDC-DRS产品质量的严格控制。     

库尔勒香梨病毒病多重RT-PCR检测技术研究

在建立PVYV和ACLSVRT-PCR优化体系的基础上，主要研究了多重PCR中2套引物的浓度和退火温度的影响，研究表明：多重PCR体系中引物Tm值越高、长度越长浓度就需越高；如果Tm值相差不大，退火温度的确定要以Tm值高的引物为准。应用该体系可以节约成本、缩短时间。     

电饭煲温度控制系统的研究

通过介绍电饭煲温度控制系统特征,建立其数学模型,分析受控对象特点,指出了传统电饭煲在温度控制方面的不足;从营养学角度设计了电饭煲的期望升温曲线,并对电饭煲温度控制系统的硬件电路进行了设计;在控制方法里引入了模型偏差补偿的思想,阐述了模型偏差补偿的算法原理和特点,并以电饭煲为被控对象进行了Matlab仿真.仿真结果表明系统误差完全在可以接受的范围内,证明模型偏差补偿的方法在电饭煲温控系统中具有精度高、可靠性强等优点.