Пристрій для заморожування біологічних матеріалів
Номер патенту: 13163
Опубліковано: 28.02.1997
Автори: Пясецький Віталій Петрович, Батраков Володимир Миколайович, Ткаченко Сергій Іванович
Формула / Реферат
(57) 1. Устройство для замораживания биологических материалов, содержащее камеру замораживания с размещаемыми в ней контейнерами и термометром сопротивления, регулятор температуры, включающий задатчик программы и сравнивающий блок, вход которого подключен к термометру сопротивления, и исполнительный механизм, подключенный к камере замораживания, отличающееся тем, что оно снабжено двумя усилителями, источником опорного напряжения, нагревателем, расположенным в камере замораживания, и блоком индикации температуры, причем входсравнивающего блока подключен к одному из входов источника опорного напряжения, выход к входам усилителей, выходы которых подключены соответственно к исполнитель ному механизму и нагревателю камеры за мораживания, при этом термометр сопротивления соединен с выходом задатчика программ и одним из входов блока индикации, а выход сравнивающего и второй выход источника опорного напряжения подключены соответственно ко второму и третьему входам блока индикации.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок индикации содержит два сумматора, делитель напряжения, преобразователь "аналог-код" и индикатор температуры, причем один из входов блока индикации подключен к одному входу первого сумматора, второй и третий входы - к соответствующим входам второго сумматора, выход последнего соединен с другим входом первого сумматора и через делитель напряжения к одному входу преобразователя "аналог-код", второй вход которого соединен с выходом первого сумматора, а выходная шина преобразователя "аналог-код" подключена к индикатору температуры.
Текст
1. Устройство для замораживания биологических материалов, содержащее камеру замораживания с размещаемыми в ней контейнерами и термометром сопротивления, регулятор температуры, включающий задатчик программы и сравнивающий блок, вход которого подключен к термометру сопротивления, и исполнительный механизм, подключенный к камере замораживания, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено двумя усилителями, источником опорного напряжения, нагревателем, расположенным в камере замораживания, и блоком индикации температуры, причем вход сравнивающего блока подключен к одному из входов источника опорного напряжения, выход к входам усилителей, выходы которых подключены соответственно к исполнительному механизму и нагревателю камеры замораживания, при этом термометр сопротивления соединен с выходом задатчика программ и одним из входов блока индикации, а выход сравнивающего и второй выход источника опорного напряжения подключены соответственно ко второму и третьему входам блока индикации. 2 Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ є ес я тем, что блок индикации содержит два сумматора, делитель напряжения, преобразователь "аналог-код" и индикатор температуры, причем один из входов блока индикации подключен к одному входу первого сумматора, второй и третий входы - к соответствующим входам второго сумматора, выход последнего соединен с другим входом первого сумматора и через делитель напряжения к одному входу преобразователя "аналог-код", второй вход которого соединен с выходом первого сумматора, а выходная шина преобразователя "аналогкод" подключена к индикатору температуры. Изобретение относится к области криогенной техники, а точнее к устройствам программного замораживания биологических материалов. Наиболее близким техническим решением является устройство для термостатирования, содержащее сосуд Дьюара, электромагнитный клапан и нагреватель, размещенный в нижней части внутренней полости сосуда Дьюара, трубопровод, подключенный к термокамере и регулятор температуры, состоящий из последовательно соединенных блока сравнения, усилителя и порогового устройства, к выходу которого подключена обмотка электромагнитного клапана, при этом устройство содержит ре С > со о eewsud 00 о 13163 гулчтор температуры, включающий усилитепь мощности, задатчик температуры, дополнительное пороговое устройство, источник опорного напряжения, цифроаналоговый преобразователь, дешифратор и 5 ключи. Недостатками известного устройства является его сложность, отсутствие возможности текущего контроля температуры объекта управления, что сказывается на 10 сохранности объекта и, как следствие, снижается надежность. В основу изобретения поставлена задача создания устройства для замораживания биологических материалов, в котором повы- 15 шена надежность работы за счет более точного соответствия текущего значения температуры заданному, вследствие наличия нагревателя камеры замораживания, что дает возможность для трехпозиционно- 20 го пропорционального регулирования, это в конечном итоге увеличивает выживаемость биоматериала. Поставленная задача решается тем, что в устройство для замораживания биомате- 25 риалов, содержащее исполнительное устройство, подключенное к камере замораживания, в которой размещены контейнеры с биоматериалом и термометром сопротивления, регулятор температуры, 30 включающий задатчик программы и сравнивающий блок, вход которого подключен к термометру сопротивления, согласно изобретению, введены два усилителя, источник опорного напряжения, нагреватель, распо- 35 ложенный в камере замораживания, и блок индикации температурь», причем вход сравнивающего блока подключен к одному из входов источника опорного напряжения, выход - к входам усилителя, выходы кото- 40 рых подключены соответственно к исполнительному механизму и нагревателю камеры замораживания, при этом термометр сопротивления соединен с выходом задатчика программ и одним из входов блока индика- 45 ции, а выход сравнивающего блока и второй выход источника опорного напряжения подключены соответственно ко второму и третьему входам блока индикации. В свою очередь блок индикации содержит два сумматора, 50 делитель напряжения, преобразователь "аналог-код" и индикатор температуры, причем один из входов блока индикации подключен к одному входу первого сумматора, второй и третий входы - к соответст- 55 вующим входам второго сумматора, выход последнего соединен с другим входом первого сумматора и через делитель напряжения к одному входу преобразователя "аналог-код", второй вход которого соеди нен с выходом первого сумматора, а выходная шина преобразователя "аналог-код" подключена к индикатору температуры, что соответствует более точному текущему значению температуры, заданному вследствие наличия нагревателя камеры замораживания, что дает возможность организации трехпозиционного пропорционального регулирования. Это увеличивает выживаемость биоматериала, так как реализуемая программа замораживания соответствует адекватной заданной. Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена схема устройства. Устройство для замораживания биологических материалов содержит камеру 1 замораживания, контейнеры с биоматериалом (на чертеже не показаны), датчик 2 температуры (термометр сопротивления), регулятор 3 и исполнительный механизм 4. Один вывод датчика 2 температуры подключен к входу сравнивающего блока 5, а второй - к выходу задатчика программ 6. К входу сравнивающего блока 5 подключен также первый выход источника 7 опорного напряжения, состоящий, например, из источника напряжения 8 и нормирующего резистора 9. Выход сравнивающего блока 5 подключен к входам первого и второго знакочувствительных усилителей 10 и 11, выходы которых соответственно соединены с входами исполнительного устройства 4 и нагревателя 12 камеру 1 заморэжиЕаиия. Регулятор 3 содержит также блок 13 индикации текущего значения температуры, в обьекте управления (камере 1 замораживания). Выходы задатчика б программ, сравнивающего блока 5 и второй выход источника 7 опорного напряжения подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока 13 индикации. Выход задатчика программ 6 через первый вход блока 13 индикации соединен с выходом первого сумматора 14, выход сравнивающего блока 5 подключен через второй вход блока индикации к входу второго сумматора 15, а выход источника напряжения 8 через третий вход блока индикации подключен ко второму сумматору 15. выход которого соединен с входом сумматора 14 и делителем напряжения 16, выход которого подключен к входу опорного сигналь преобразователя 17 "аналог-код", на другой вход которого поступает выходной сигнал сумматора 14. Шина выходного аналогового преобразователя 17 подключена к индикатору 18 температуры. В установившемся режиме практически токи опорного (от источника опорного на 13163 замораживания. Выделяющееся при этом тепло компенсирует избыточное количество хладагента, поступившее в камеру замораживания, и приводит в соответствие заданное и текущее значения температур. На выходе второго сумматора 15 формируется сигнал, пропорциональный сумме величин пряжения) и в цепи термометра сопротивления равны 0) Ion' 1 т Опорный ток однозначно определяется выражением Ion (2) Ron 10 (4) где E - ЭДС источника 8 напряжения; Ron-сопротивление нормирующего регде Ki - коэффициент усиления сумматозистора 9. ра 15. Уравнение, описывающее работу уст- 15 На выходе первого сумматора 14 сигнал ройства, имеет вид имеет вид: Іоп + іт-USK . ГДЄ 1т U3 RT (5) (3) текущее значение тока в цепи термометра сопротивления, являющееся функцией от заданного значения температуры (из) и ее текущего значения в камере замораживания, определяемого сопротивленмем термометра (RT); К - коэффициент преобразования сравнивающего блока 5, Устройство работает следующим образом. После включения режима замораживания на выходе задатчика программ формируется напряжение линейно-ломаного вида. В начальный момент г о тока ion в Ir и сигнал U 2 на выходе сравнивающего блока равен нулю. По мере нарастания выходного сигнала задатчика программ возрастает UX и этот сигнал, усиленный первым знакочувствительным усилителем 10, поступает на вход исполнительного механизма 4. При этом в камеру замораживания поступает жидкий азот в количестве, пропорциональном U2. Температура в камере з а м о р а ж и в а н и я начинает понижаться, что приводит к уменьшению значения сопротивления датчика 2. В случае перерегулирования сигнал US меняет знак, на выходе первого знакочувствительного усилителя 10 формируется нулевой сигнап, т.е. исполнительный механизм 4 отключается, а на выходе второго знакочувствительного усилителя 11 появляется сигнал, пропорциональный значению U2. Этот сигнал поступает на нагреватель 12 камеры 20 Выходной сигнал делителя 16 напряжения определяют как Ut, (6) 25 где Кз - коэффициент деления делителя 16, который в реализации на резисторах имеет вид 30 Кз _R -f R(ct - 1) где а-температурный коэффициент сопротивления датчика, Сигналы U2 и U4 поступают на первый и 35 второй входы преобразователя "аналогкод",выходной сигнал которого пропорционален о т н о ш е н и ю U2/U4. На в ы х о д е преобразователя 17 формируется код, пропорциональный текущему значению температуры Ui (7) который индицируется в виде температурного сигнала на табло индикатора 18 температуры. В результате реализации данного технического решения увеличивается выжива50 емость биоматериала, так как реализуемая программа замораживания соответствует адекватной заданной. Кроме того, устройство проще, и вследствие этого более надежней. 13163 Упорядник Замовлення 4102 Техред М.Моргентал Коректор А. Обручар Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюDevice for freezing biological materials
Автори англійськоюTkachenko Serhii Ivanovych, Batrakov Volodymyr Mykolaiovych, Piasetskyi Vitalii Petrovych
Назва патенту російськоюУстройство для замораживания биологических матриалов
Автори російськоюТкаченко Сергей Иванович, Батраков Владимир Николаевич, Пясецкий Виталий Петрович
МПК / Мітки
МПК: F25D 3/10
Мітки: матеріалів, заморожування, біологічних, пристрій
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/4-13163-pristrijj-dlya-zamorozhuvannya-biologichnikh-materialiv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Пристрій для заморожування біологічних матеріалів</a>
Попередній патент: Автономний конвейєр-накопичувач штучних вантажів
Наступний патент: Розвантажувальний пристрій для сипучих матеріалів
Випадковий патент: Спосіб керування ігровим ефектом "вибух мини" ігрового автомата "російська рулетка"