帕爾帖器件在生化分析儀中的應用及生化分析儀維修

王黎明

吉林省白山市中心醫(yī)院 設備科，吉林 白山 134300

帕爾帖器件在生化分析儀中的應用及生化分析儀維修

王黎明

吉林省白山市中心醫(yī)院 設備科，吉林 白山 134300

本文介紹帕爾帖器件的基本原理和它在半自動生化分析儀中的應用，以及生化分析儀在使用中易出現的故障及維修方法。

帕爾貼器件；半自動生化分析儀；溫度控制；半導體制冷器

1834年法國科學家Peltier發(fā)現，當兩種不同導體通入直流電后有熱電致冷和致熱現象，即溫差電效應。后來經過科學家的不斷努力，將半導材料制成了效率更高的制冷和制熱的帕爾帖器件，又稱半導體制冷器（一種片狀器件）。

1 半導體制冷器的結構及特點

圖1 半導體制冷器結構圖

半導體制冷器是由N、P型半導體材料組成的一對熱電偶。當熱電偶通入直流電后，在電偶的節(jié)點處產生吸熱和放熱，即在一個端面制冷，另一端面制熱，并改變直流電的方向來改變制冷、制熱端面。實際的半導體制冷器是由N對NP型熱電偶在鍍有連接銅膜的陶瓷基片上串聯或并聯而成，如圖1所示。根據需要制成電偶對數不同、尺寸大小各異的半導體制冷器。

基于帕爾帖的基本原理，半導體制冷器有如下優(yōu)點和特點：① 無制冷劑，無機械運動。② 既能制冷又能制熱，制熱效率高于制冷。③ 控制容易，通過電流控制可實現高精度的溫度控制（±0.1℃）。而在同一端面，改變接入電流的方向可實現加熱和制冷的轉換。④ 熱慣性非常小，制冷制熱時間很短。⑤ 所占空間小，容易安裝。⑥ 它的反向應用就是溫差發(fā)電，即它的兩個端面有溫差，兩個極性間就有電位差。當然它還有許多其他優(yōu)點和特點。正是基于它的這些優(yōu)點和特性使它得到了廣泛的應用，尤其在醫(yī)療設備、檢驗設備、生化設備中更是得到廣泛的應用。

生化分析儀在臨床檢驗中，進行不同項目的檢測時，要求液體的溫度控制在某一特定值，比如，各種酶的測定要求溫度控制在+37℃。能否準確控制比色池的溫度直接影響檢測結果的可信度。由于帕爾帖的優(yōu)點和特性，半自動生化分析儀的比色池就采用它作為溫度恒定元件。

2 生化分析儀在使用中出現的故障及排除

在臨床檢驗中遇到一臺荷蘭威圖MICROLAB 300型半自動生化分析儀，在使用中出現錯誤代碼：000預溫超時。這個錯誤代碼表示：加熱時間過長或根本不加熱(單片機設定1min內達不到設定值便停止加熱)。當時室溫是+20℃，用溫熱蒸餾水沖洗比色池也無效。懷疑加熱片損壞或驅動電路、溫控電路故障沒有加上電壓。

打開機殼找到加熱片，加熱片的一面與比色池相貼，另一面與散熱器相貼。用紅線+、黑線-為比色池加熱，測得兩端電壓為+3V左右。把兩引線脫離電路，測加熱片直流電阻為300Ω 左右，把散熱器兩螺絲稍擰緊電阻會稍小些?？磥砑訜崞瑸殚_路性損壞。此加熱片由10對NP型半導體顆粒在鍍有連接銅膜的陶瓷基片上相串聯而成，連接處用錫焊接。如果連接正常，它的總直流電阻在常溫下應為零點幾Ω。有些書中說測它的直流電阻無意義，但至少可判斷它是否為開路性故障。當然它的阻值為零點幾Ω，并不是一個定量值，這要看制冷片所處的環(huán)境溫度和兩個面是否有溫差，若有溫差還會出現負阻。大一些的制冷片也不過十幾Ω，常溫下正、反向電阻值差別不大。若有新品更換最好，若沒有可自己動手修復。

小心拆下加熱片，要記住它的方向和兩引線的極性。不要把塑料墊圈丟失，這些塑料墊圈起著熱絕緣的作用。此加熱片的20粒半導體顆粒均勻地排成4行相串聯，大部分顆粒在片的邊緣，能看得到，很容易用萬用表找到開路點。在外邊緣的開路點處理起來也比較容易，用錫補焊即可。若不成功可用多股線把開路的那對熱電偶直通焊接，甩掉開路的那對熱電偶。焊接時一定要小心、細致，焊錫、松香不可用得過多。修復完成后，常溫下測它的正、反向電阻值皆應為零點幾Ω?；匮b前用酒精棉把加熱片兩個面清洗干凈，不可有異物。待酒精完全揮發(fā)后均勻涂抹導熱硅脂，按原方向回裝即可。散熱片兩螺絲的松緊要均勻一致，千萬不可用力過大，以免損壞瓷片。完成后可開機試機，此機打開電源開關即默認加熱。剛開始加熱時加熱片兩端電壓在2.5V左右，隨著溫度的升高電壓會逐漸降低。溫度達到設定值，驅動電路會自動關閉不再加熱，若須降溫，驅動電路電壓極性會自動反轉。

若加熱片兩端電壓不正常，可查驅動電路、溫度控制電路。

特別要注意：千萬不要在兩個端面無負載的情況下通電試驗加熱片的好壞，這樣會燒壞加熱片。

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The Application and Maintenance of Peltier in Semi-Automatic Biochemical Analyzer

WANG Li-ming
Equipment Department,Baishan Municipal Central Hospital,Baishan Jilin 134300 China

This paper introduces the fundamental theory of Peltier, as well as the application of Peltier in Semi-Automatic Biochemical Analyzer.Within the application,the paper also provides some practical data and maintenance knowledge.

peltier; semi-automatic biochemical analyzer; temperature control; semiconductor cooler

TH776

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2010.12.013

1674-1633(2010)12-0028-02

2010-07-04

2010-07-25

作者郵箱：wanglimingstcg@163.com