生物培养箱中传感器测量值的校对系统与方法

摘要

本发明提供一种生物培养箱中传感器测量值的校对系统，包括：箱内传感器、箱外传感器、输气管道、气阀、气泵及控制器。其中箱内传感器、箱外传感器通过输气管道连通起来，并分别位于输气管道的两端。气阀用于控制输气管道的通断。气泵用于控制输气管道内气体流动的方向。控制器用于选择生物培养箱的工作模式与校对模式，并在工作模式下关闭输气管道的气阀与气泵，以及在校对模式下开启输气管道的气阀与气泵。本发明还提供了一种生物培养箱中传感器测量值的校对方法。本发明通过控制器控制气阀与气泵的开关，以实现对样品的抽取，对培养箱的影响较小，因此不需要中断培养。此外，该设计还可以很好的避免二氧化碳传感器的零点漂移。

说明书

技术领域

本发明涉及生物培养箱，尤其涉及一种生物培养箱中传感器测量值的校对 系统与方法。

背景技术

二氧化碳生物培养箱是通过在培养箱箱体内模拟形成一个类似细胞/组织在 生物体内的生长环境，如稳定的温度（37°C）、稳定的二氧化碳水平（5%）、 恒定的酸碱度（pH值：7.2-7.4）、较高的相对饱和湿度（95%），来对细胞/组织 进行体外培养的一种装置。它要求箱内的温度、湿度等参数尽可能保持恒定值， 以免影响细胞的生长。

目前的生物培养箱在箱体内设有测量各种控制量（如二氧化碳含量、氧气 含量、温度、湿度）的多种传感器，这些传感器在使用一段时间后，它们的测 量值一般需要在停机的情况下人工手动使用标准仪器来校对，很少有实时自动 校对的功能。当传感器出问题时，无法及时知道控制量是否准确，从而影响培 养箱各参数控制的可靠性和稳定性。

尤其是，培养箱使用过程中二氧化碳传感器的零点会发生自然漂移现象， 这种现象不能在箱面气体显示框中表现出来，使用者也不易觉察到漂移的结果。 零点漂移会导致培养箱内二氧化碳含量的不稳定，影响细胞培养。二氧化碳传 感器的零点是否漂移，可通过二氧化碳气体测试仪检测。从培养箱控制盘上的 采样口可以采到培养箱内的气体，然后用气体色谱仪就可以测到二氧化碳浓度， 再与培养箱显示的浓度值进行比较，看两者数值是否相同，就可以知道零点是 否漂移。二氧化碳传感器零点漂移的校正，一般需要把箱门完全打开，把二氧 化碳进气口完全关闭，让空气完全排空箱内的二氧化碳气体，再用空气来对二 氧化碳传感器的零值进行校正。这种方法必须暂停培养箱的培养工作，而且需 要人手工操作校正。

力康（Heal Force）公司的培养箱HF90及HF100具备Heal Force公司独特 的“Auto-Start”或“Auto-Zero”二氧化碳传感器自动校准功能，解决了由于二 氧化碳传感器使用中的零点漂移而造成二氧化碳浓度控制不准的问题。但此功 能只针对二氧化碳传感器的零点漂移作校正，并不针对温度、湿度、氧气等其 他传感器的校正。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种可对培养箱中各类传感器测量值的校对系统与 方法。

本发明的生物培养箱中传感器测量值的校对系统，包括：箱内传感器、箱 外传感器通过输气管道连通起来，并分别位于输气管道的两端；所述输气管道 上设置有气阀，用于控制输气管道的通断；所述输气管道上还设置气泵，用于 控制输气管道内气体流动的方向；控制器，用于选择生物培养箱的工作模式与 校对模式，并在工作模式下关闭输气管道的气阀与气泵，以及在校对模式下开 启输气管道的气阀与气泵。

优选地，所述传感器放置于输气管道的内部或输气管道外的两端离靠近管 口处。

优选地，所述箱内传感器与所述箱外传感器是同类型的温度传感器、湿度 传感器、二氧化碳传感器、氧气传感器中的一种。

本发明的生物培养箱中传感器测量值的校对方法，应用于上述系统进入校 对模式下，包括：控制器开启输气管道中的气阀与气泵，从箱内向箱外抽取气 体样本，先后经过箱内传感器与箱外传感器；判断箱内传感器与箱外传感器的 测量值是否相同；若相同，则校对完成；若不相同，则参照箱外传感器对箱内 传感器进行修正。

优选地，当测量结果不相同时，步骤还包括：控制器关闭输气管道中的气 阀与气泵；将箱外传感器与标准测量仪器进行校准；开启气阀与气泵，进行再 一次校对。

优选地，在进行校对前的步骤还包括：控制器关闭输气管道中的气阀与气 泵；将箱外传感器与标准测量仪器进行校准。

本发明通过控制器控制气阀与气泵的开关，以实现对样品的抽取，对培养 箱的影响较小，因此不需要中断培养。此外，该设计还可以很好的避免二氧化 碳传感器的零点漂移。

附图说明

图1A与图1B是本发明中生物培养箱中传感器测量值的实时校对系统的 示意图。

图2是本发明中生物培养箱中传感器测量值的实时校对方法的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图及实施例， 对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以 解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

请同时参阅图1A与图1B，所述生物培养箱中传感器测量值的实时校对系 统，包括培养箱1、箱内传感器2、箱外传感器3、输气管道4a或4b、气阀5、 气泵6、及控制器7。

箱内传感器2、箱外传感器3通过输气管道4连通起来，并分别位于输气 管道4的两端。两个传感器2、3可以置于输气管道4a的内部（如图1A）或 输气管道4b两端离靠近管口处（如图1B），确保气流通过输气管道时，箱内 传感器2和箱外传感器3能先后测量到同一部分气体，从而保证两个传感器2、 3相互校对的准确性。其中，箱内传感器2与箱外传感器3是同类型的温度传 感器、湿度传感器、二氧化碳传感器、氧气传感器等各种传感器中的一种。

所述输气管道4上设置有气阀5，用于控制输气管道的通断；所述输气管 道4上还设置气泵6，用于控制输气管道4内气体流动的方向。

其中，控制器7用于选择生物培养箱1的工作模式与校对模式，并在工作 模式下关闭输气管道4a或4b的气阀5与气泵6，以及在校对模式下开启输气 管道4a或4b的气阀5与气泵6。

实施例2

在步骤S201中，当培养箱正常工作时，控制器进入并保持工作状态。

在步骤S202中，控制器关闭气阀与气泵，此时，箱内传感器正常工作， 为系统提供感应值。

在步骤S203中，判断箱外传感器是否需要校对。在本实施方式中，对箱 外传感器进行定时定期的校对维护，以保证其可靠性。其中，若需要校对，则 进入步骤S204；若不需要校对，则进入步骤S205。

在步骤S204中，使用标准的测量仪器对箱外传感器进行校对。

在步骤S205中，判断箱内传感器是否需要校对。其中，若需要校对，则 进入步骤S206。

在步骤S206中，控制器开启气阀与气泵，气泵从箱内向箱外抽取气体样 本，并先后经过箱内传感器与箱外传感器。

在步骤S207中，判断箱内外的传感器测量值是否相同。其中，若相同， 则可以直接完成本次校对工作；若不相同，则进入步骤S208。

若步骤S208中，参照箱外传感器的数值对箱内传感器进行修正。

需要说明的是：

第一，步骤S203-S204的箱外传感器的校对是可以根据实际需要、及传感 器的种类等因素，将其放在步骤S202或步骤S207之后执行的。

第二，在步骤S208执行完成后，可以返回步骤S206重新验证一次，以确 定箱内传感器与箱外传感器的测量值相同，即，确认完成了箱内传感器的校对。 即，控制系统通过控制箱内的气体至不同的参数（温度、湿度、气体含量）， 多次打开气阀开启气泵抽取气体样品，把箱内传感器校对至与箱外传感器的测 量值一致。此时，培养箱可以处于正常培养的状态，不需要中断培养。

本发明的有益效果在于：

由控制器控制气阀与气泵的开关，以实现对样品的抽取，对培养箱的影响 较小，因此不需要中断培养。此外，该设计还可以很好的避免二氧化碳传感器 的零点漂移。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通 技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些 改进和润饰也应视为本发明的保护范围。