半導體製冷模塊及具有該模塊的體外診斷設備的製作方法

2023-07-20 04:44:01 1

專利名稱：半導體製冷模塊及具有該模塊的體外診斷設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及體外診斷設備領域，尤其是關於一種應用於體外診斷設備中的半 導體製冷模塊。
背景技術：
現有全自動生化分析儀通常採用液體循環系統為試劑或樣本提供冷藏功能，該液 體循環系統包括製冷模塊，該製冷模塊通常包括風機、散熱器、風道、冷板及製冷片等，風機 對散熱器鼓風而對製冷片進行強制散熱，冷板中通製冷液將製冷片的冷量帶走。但是，該種 製冷模塊具有如下缺點製冷量輸出較小，高溫條件下不能滿足製冷溫度的要求，使試劑或 樣本的存儲時間縮短，如果要達到較好的製冷性能則需要投入更多的成本和佔用更多的空 間。

實用新型內容本實用新型的目的是針對現有技術的不足，提供一種能夠提供較大製冷量的半導 體製冷模塊及具有該模塊的體外診斷設備。為實現上述目的，本實用新型採用了以下技術方案一種半導體製冷模塊，包括第 一散熱器、第二散熱器、冷板、第一製冷片及第二製冷片，所述第一散熱器和第二散熱器固 定連接，所述冷板固定在所述第一散熱器和第二散熱器之間，所述冷板具有面向第一散熱 器的第一表面和面向第二散熱器的第二表面，所述第一製冷片固定在所述第一表面和第一 散熱器之間，所述第二製冷片固定在所述第二表面和第二散熱器之間。進一步的，所述半導體製冷模塊還包括第一保溫材料層和第二保溫材料層，所述 第一、二保溫材料層分別固定在第一、二散熱器的內側並夾住所述冷板。進一步的，所述冷板的第二表面固定有凹槽體，所述第一、二保溫材料層均設有貫 穿的通槽，所述第一製冷片的熱端嵌入第一保溫材料層的通槽並與第一散熱器導熱接觸， 所述第一製冷片的冷端貼在所述冷板的第一表面，所述第二製冷片的熱端嵌入第二保溫材 料層的通槽並與第二散熱器導熱接觸，所述第二製冷片的冷端嵌入所述冷板第二表面的凹 槽體中。進一步的，所述第一保溫材料層設有定位槽，所述第一保溫材料層的通槽貫穿所 述定位槽的槽底，所述冷板嵌入所述定位槽。進一步的，所述第一散熱器和第二散熱器通過螺紋緊固件固定連接，所述螺紋緊 固件上設有彈性件，所述螺紋緊固件的頭部穿過所述第一散熱器、第一保溫材料層、冷板、 第二保溫材料層後與所述第二散熱器螺紋連接，所述彈性件套在所述螺紋緊固件上並抵住 所述第一散熱器和所述螺紋緊固件的尾部。進一步的，所述螺紋緊固件與冷板間隙配合。進一步的，所述半導體製冷模塊還包括風道及風機，所述風道具有進風口和出風 口，所述風道罩住所述第一散熱器和第二散熱器，所述進風口和出風口位於同一直線上，所述風機安裝在所述的進風口並對著所述第一散熱器和第二散熱器。進一步的，所述冷板上設有溫度傳感器。進一步的，所述風機安裝在支架上，所述支架與所述風道可拆卸連接。一種體外診斷設備，包括所述半導體製冷模塊。本實用新型的有益效果是由於冷板的兩側均設有製冷片，從而可以保證製冷模 塊能夠輸出較大的製冷量。

圖1是本實施方式半導體製冷模塊的立體分解圖；圖2是本實施方式半導體製冷模塊的主視圖；圖3是本實施方式半導體製冷模塊的冷板的立體圖。
具體實施方式
下面通過具體實施方式
結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。如圖1至圖3所示，本實施方式半導體製冷模塊包括冷板1、製冷片及散熱器，該冷 板、製冷片及散熱器固定一體而形成一體部件。冷板1可以採用管板式結構，其可以包括基板11、管路12及兩個接頭13。基板11 由導熱性能良好的材料製成，如鋁板。該基板11具有相對的第一表面14和第二表面15。 該管路12埋設固定在該基板11的第一表面14，該管路12用於供製冷液流動，其由導熱性 能好的材料製成。兩個接頭13分別用於供製冷液流入和流出，兩個接頭13分別固定在管 路12的兩端。製冷片可以為半導體製冷片，其具有熱端和冷端。製冷片包括位於冷板第一表面 14 一側的至少一個第一製冷片3及位於冷板第二表面15 —側的至少一個第二製冷片2。散熱器包括位於冷板第一表面14 一側的第一散熱器5和位於冷板第二表面15 — 側的第二散熱器4。該散熱器可以採用銅鋁結合的翅片式散熱器，該散熱器與製冷片結合的 部位可以採用具有良好導熱性能的材料，如紫銅材料，從而可以提高散熱效率。第一散熱器5和第二散熱器4固定連接，冷板1固定在第一散熱器5和第二散熱 器4之間，第一製冷片3固定在冷板的第一表面14和第一散熱器5之間，第一製冷片3的冷 端通過導熱材料與第一表面14導熱，第一製冷片3的熱端與第一散熱器5通過導熱材料導 熱，第二製冷片2固定在冷板的第二表面15和第二散熱器4之間，第二製冷片2的冷端與 第二表面15通過導熱材料導熱，第二製冷片2的熱端與第二散熱器4通過導熱材料導熱， 該導熱材料如導熱矽脂或其它導熱性能良好的材料。由於製冷片和冷板導熱，可以將製冷 片提供的冷量高效率的傳遞給冷板內的製冷液，再通過製冷液的循環流動傳遞給體外診斷 設備的試劑倉中的試劑和樣本倉中的樣本。另外，第一散熱器、冷板和第二散熱器可以通過 設於第一散熱器上的銷釘19進行導向和定位。半導體製冷模塊還可以包括第一保溫材料層7和第二保溫材料層6，該第一、二保 溫材料層7、6分別固定在第一、二散熱器5、4的內側，第一保溫材料層7設有用於定位和固 定冷板1的有底的定位槽61，第一、二保溫材料層7、6均設有貫穿的通槽62，第一保溫材料 層7的通槽62貫穿定位槽61的槽底。冷板1的第二表面15可以固定有多個有底的凹槽體16，該凹槽體、通槽及製冷片對應。冷板1定位在第一保溫材料層7的定位槽61中，第一 製冷片3的熱端嵌入第一保溫材料層7的通槽62中並與第一散熱器5導熱接觸，第一製冷 片3的冷端貼在冷板1的第一表面14上；第二製冷片2的冷端嵌入冷板1的第二表面15 的凹槽體16中，第二製冷片2的熱端嵌入第二保溫材料層6的通槽62中並與第二散熱器4 導熱接觸。通過第一、二保溫材料層7、6可以對第一、二製冷片3、2的周圍進行隔熱，避免 冷板和散熱器直接熱交換而造成額外的損失。第一散熱器5和第二散熱器4通過多個螺紋緊固件8和彈性件9連接，第一散熱 器、第一保溫材料層、冷板、第二保溫材料層及第二散熱器均設有安裝孔，螺紋緊固件8的 頭部順次穿過第一散熱器、第一保溫材料層、冷板、第二保溫材料層的安裝孔，並鎖入第二 散熱器的安裝孔，彈性件9套在螺紋緊固件8上，該彈性件9的兩端分別抵住第一散熱器5 和螺紋緊固件8的尾部，該彈性件如彈簧。通過螺紋緊固件8加彈性件9的方式進行壓緊， 既可以保證壓緊第一、二製冷片，又可以避免安裝時應力過大而損害第一、二製冷片。另外， 螺紋緊固件8與冷板的安裝孔17為間隙配合而不接觸，從而可以避免冷量損失，提高製冷 效率。半導體製冷模塊還可以包括風道10和風機20，該風道10包括進風口 21和出風 口 22，該進風口 21和出風口 22在同一直線上。一體部件安裝在風道10內部，第一散熱器 5和第二散熱器4均與該風道10固定，風機20安裝在該進風口 21。通過風機20對製冷片 的熱端進行強制風冷，從而能夠通過散熱器將製冷片的熱端的熱量帶走，控制製冷片的溫 度在設定的範圍內，保證製冷片高效率的輸出冷量。由於進風口和出風口直線分布，即風道 採用單方向直線式進出風，可以在減小風阻的同時保證將製冷模塊產生的熱量順暢的帶到 體外診斷設備的外部，提高了散熱效率，並可以約束熱風不會回流到製冷模塊內部。另外， 風機20可以安裝在支架23上，該支架23可以與風道10卡扣通過松不脫螺釘連接而便於 裝拆，從而便於對風機進行維護。半導體製冷模塊還可以保護溫度傳感器18，該溫度傳感器18能夠檢測並控制冷 板1的溫度，當冷板溫度過低時會及時切斷製冷，從而可以保證製冷模塊不會在低溫條件 下長時間運轉，可以有效防止低溫造成的器件失效等問題，該溫度傳感器可以通過螺紋連 接的方式固定在冷板上。半導體製冷模塊還可以設置高溫保護裝置進行溫度保護，該裝置 可以檢測並控制製冷片熱端溫度不會過高，當散熱器溫度過高時會及時切斷熱源，該裝置 可以壓在散熱器上並採用導熱矽脂來保證良好的接觸。一種體外診斷設備(In vitro diagnostic medical devices，簡稱 IVD)，其具有 前述的半導體製冷模塊。該體外診斷設備如生化分析儀、酶免儀等。以上內容是結合具體的實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定 本實用新型的具體實施只局限於這些說明。對於本實用新型所屬技術領域的普通技術人員 來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬 於本實用新型的保護範圍。
權利要求一種半導體製冷模塊，其特徵在於包括第一散熱器、第二散熱器、冷板、第一製冷片及第二製冷片，所述第一散熱器和第二散熱器固定連接，所述冷板固定在所述第一散熱器和第二散熱器之間，所述冷板具有面向第一散熱器的第一表面和面向第二散熱器的第二表面，所述第一製冷片固定在所述第一表面和第一散熱器之間，所述第二製冷片固定在所述第二表面和第二散熱器之間。
2.如權利要求1所述的半導體製冷模塊，其特徵在於還包括第一保溫材料層和第二 保溫材料層，所述第一、二保溫材料層分別固定在第一、二散熱器的內側並夾住所述冷板。
3.如權利要求2所述的半導體製冷模塊，其特徵在於所述冷板的第二表面固定有凹 槽體，所述第一、二保溫材料層均設有貫穿的通槽，所述第一製冷片的熱端嵌入第一保溫材 料層的通槽並與第一散熱器導熱接觸，所述第一製冷片的冷端貼在所述冷板的第一表面， 所述第二製冷片的熱端嵌入第二保溫材料層的通槽並與第二散熱器導熱接觸，所述第二制 冷片的冷端嵌入所述冷板第二表面的凹槽體中。
4.如權利要求3所述的半導體製冷模塊，其特徵在於所述第一保溫材料層設有定位 槽，所述第一保溫材料層的通槽貫穿所述定位槽的槽底，所述冷板嵌入所述定位槽。
5.如權利要求4所述的半導體製冷模塊，其特徵在於所述第一散熱器和第二散熱器 通過螺紋緊固件固定連接，所述螺紋緊固件上設有彈性件，所述螺紋緊固件的頭部穿過所 述第一散熱器、第一保溫材料層、冷板、第二保溫材料層後與所述第二散熱器螺紋連接，所 述彈性件套在所述螺紋緊固件上並抵住所述第一散熱器和所述螺紋緊固件的尾部。
6.如權利要求5所述的半導體製冷模塊，其特徵在於所述螺紋緊固件與冷板間隙配I=I ο
7.如權利要求1-6中任意一項所述的半導體製冷模塊，其特徵在於還包括風道及風 機，所述風道具有進風口和出風口，所述風道罩住所述第一散熱器和第二散熱器，所述進風 口和出風口位於同一直線上，所述風機安裝在所述的進風口並對著所述第一散熱器和第二 散熱器。
8.如權利要求7所述的半導體製冷模塊，其特徵在於所述冷板上設有溫度傳感器。
9.如權利要求7所述的半導體製冷模塊，其特徵在於所述風機安裝在支架上，所述支 架與所述風道可拆卸連接。
10.一種體外診斷設備，其特徵在於包括權利要求1-6中任意一項所述的半導體製冷 模塊。
專利摘要本實用新型公開了一種半導體製冷模塊及具有該模塊的體外診斷設備，包括第一散熱器、第二散熱器、冷板、第一製冷片及第二製冷片，所述第一散熱器和第二散熱器固定連接，所述冷板固定在所述第一散熱器和第二散熱器之間，所述冷板具有面向第一散熱器的第一表面和面向第二散熱器的第二表面，所述第一製冷片固定在所述第一表面和第一散熱器之間，所述第二製冷片固定在所述第二表面和第二散熱器之間。由於冷板的兩側均設有製冷片，從而可以保證製冷模塊能夠輸出較大的製冷量。
文檔編號F25B21/02GK201688620SQ20102016432
公開日2010年12月29日 申請日期2010年4月14日 優先權日2010年4月14日
發明者張治濤, 李澤學, 田平, 鍾志剛 申請人:深圳邁瑞生物醫療電子股份有限公司