帕尔帖器件在生化分析仪中的应用及生化分析仪维修

王黎明

吉林省白山市中心医院 设备科，吉林 白山 134300

帕尔帖器件在生化分析仪中的应用及生化分析仪维修

王黎明

吉林省白山市中心医院 设备科，吉林 白山 134300

本文介绍帕尔帖器件的基本原理和它在半自动生化分析仪中的应用，以及生化分析仪在使用中易出现的故障及维修方法。

帕尔贴器件；半自动生化分析仪；温度控制；半导体制冷器

1834年法国科学家Peltier发现，当两种不同导体通入直流电后有热电致冷和致热现象，即温差电效应。后来经过科学家的不断努力，将半导材料制成了效率更高的制冷和制热的帕尔帖器件，又称半导体制冷器（一种片状器件）。

1 半导体制冷器的结构及特点

图1 半导体制冷器结构图

半导体制冷器是由N、P型半导体材料组成的一对热电偶。当热电偶通入直流电后，在电偶的节点处产生吸热和放热，即在一个端面制冷，另一端面制热，并改变直流电的方向来改变制冷、制热端面。实际的半导体制冷器是由N对NP型热电偶在镀有连接铜膜的陶瓷基片上串联或并联而成，如图1所示。根据需要制成电偶对数不同、尺寸大小各异的半导体制冷器。

基于帕尔帖的基本原理，半导体制冷器有如下优点和特点：① 无制冷剂，无机械运动。② 既能制冷又能制热，制热效率高于制冷。③ 控制容易，通过电流控制可实现高精度的温度控制（±0.1℃）。而在同一端面，改变接入电流的方向可实现加热和制冷的转换。④ 热惯性非常小，制冷制热时间很短。⑤ 所占空间小，容易安装。⑥ 它的反向应用就是温差发电，即它的两个端面有温差，两个极性间就有电位差。当然它还有许多其他优点和特点。正是基于它的这些优点和特性使它得到了广泛的应用，尤其在医疗设备、检验设备、生化设备中更是得到广泛的应用。

生化分析仪在临床检验中，进行不同项目的检测时，要求液体的温度控制在某一特定值，比如，各种酶的测定要求温度控制在+37℃。能否准确控制比色池的温度直接影响检测结果的可信度。由于帕尔帖的优点和特性，半自动生化分析仪的比色池就采用它作为温度恒定元件。

2 生化分析仪在使用中出现的故障及排除

在临床检验中遇到一台荷兰威图MICROLAB 300型半自动生化分析仪，在使用中出现错误代码：000预温超时。这个错误代码表示：加热时间过长或根本不加热(单片机设定1min内达不到设定值便停止加热)。当时室温是+20℃，用温热蒸馏水冲洗比色池也无效。怀疑加热片损坏或驱动电路、温控电路故障没有加上电压。

打开机壳找到加热片，加热片的一面与比色池相贴，另一面与散热器相贴。用红线+、黑线-为比色池加热，测得两端电压为+3V左右。把两引线脱离电路，测加热片直流电阻为300Ω 左右，把散热器两螺丝稍拧紧电阻会稍小些。看来加热片为开路性损坏。此加热片由10对NP型半导体颗粒在镀有连接铜膜的陶瓷基片上相串联而成，连接处用锡焊接。如果连接正常，它的总直流电阻在常温下应为零点几Ω。有些书中说测它的直流电阻无意义，但至少可判断它是否为开路性故障。当然它的阻值为零点几Ω，并不是一个定量值，这要看制冷片所处的环境温度和两个面是否有温差，若有温差还会出现负阻。大一些的制冷片也不过十几Ω，常温下正、反向电阻值差别不大。若有新品更换最好，若没有可自己动手修复。

小心拆下加热片，要记住它的方向和两引线的极性。不要把塑料垫圈丢失，这些塑料垫圈起着热绝缘的作用。此加热片的20粒半导体颗粒均匀地排成4行相串联，大部分颗粒在片的边缘，能看得到，很容易用万用表找到开路点。在外边缘的开路点处理起来也比较容易，用锡补焊即可。若不成功可用多股线把开路的那对热电偶直通焊接，甩掉开路的那对热电偶。焊接时一定要小心、细致，焊锡、松香不可用得过多。修复完成后，常温下测它的正、反向电阻值皆应为零点几Ω。回装前用酒精棉把加热片两个面清洗干净，不可有异物。待酒精完全挥发后均匀涂抹导热硅脂，按原方向回装即可。散热片两螺丝的松紧要均匀一致，千万不可用力过大，以免损坏瓷片。完成后可开机试机，此机打开电源开关即默认加热。刚开始加热时加热片两端电压在2.5V左右，随着温度的升高电压会逐渐降低。温度达到设定值，驱动电路会自动关闭不再加热，若须降温，驱动电路电压极性会自动反转。

若加热片两端电压不正常，可查驱动电路、温度控制电路。

特别要注意：千万不要在两个端面无负载的情况下通电试验加热片的好坏，这样会烧坏加热片。

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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

作者邮箱：wanglimingstcg@163.com