Thiết kế bộ gia nhiệt bảo quản hóa chất trong các thiết bị xét nghiệm ứng dụng công nghệ hiệu ứng nhiệt điện

Thiết kế bộ gia nhiệt bảo quản hóa chất trong các thiết bị xét nghiệm ứng dụng công nghệ hiệu ứng nhiệt điện Thiết kế bộ gia nhiệt bảo quản hóa chất trong các thiết bị xét nghiệm ứng dụng công nghệ hiệu ứng nhiệt điện luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

TRẦN QUANG HẢI

THIẾT KẾ BỘ GIA NHIỆT BẢO QUẢN HÓA CHẤT TRONG CÁC THIẾT BỊ XÉT NGHIỆM ỨNG DỤNG

CÔNG NGHỆ HIỆU ỨNG NHIỆT ĐIỆN

Chuyên ngành : KỸ THUẬT Y SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT Y SINH

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS.NGUYỄN THÁI HÀ

Hà Nội – 2013

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận văn

TRẦN QUANG HẢI

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 1

MỤC LỤC 2

DANH MỤC BẢNG 4

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 5

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 5

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG MỞ ĐẦU 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VIỆC BẢO QUẢN HÓA CHẤT TRONG Y TẾ 6

1.1 Tổng quan việc bảo quản hóa chất trong y tế 6

1.1.1 Nhóm hóa chất điều trị 7

1.1.2 Nhóm hóa chất sát trùng, tẩy uế 7

1.1.3 Nhóm hóa chất xét nghiệm 7

1.2 Các phương pháp làm lạnh bảo quản hóa chất 14

1.2.1 Phương pháp làm lạnh sử dụng máy nén hơi 14

1.2.2 Phương pháp hiệu ứng nhiệt Peltier 17

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP HIỆU ỨNG NHIỆT ĐIỆN SỬ DỤNG PIN PELTIER 19

2.1 Giới thiệu chung về pin petiler 19

2.1.1 Hiệu ứng nhiệt điện 19

2.1.2 Hiệu ứng Peltier (Hiệu ứng nhiệt điện ngược) 20

2.2 Cơ sở lý thuyết sử dụng tấm pin petiler để thiết kế bộ làm lạnh bảo quản hóa chất xét nghiệm 22

2.2 1 Nguyên lý hoạt động của pin Peltier 22

CHƯƠNG 3 CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH THIẾT KẾ SẢN PHẨM 29

3.1 Sơ đồ thiết kế bộ làm lạnh 29

3.1.1 Tính toán thiết kế 31

3.2 Khối mạch nguồn 32

3.2.1 Khối nguồn 5V 32

3.2.2 Khối nguồn 24 VDC – 5A : sử dụng bộ nguồn có sẵn trên thị trường 35

3.3 Kh ốicông suất và khối cách ly quang 35

3.3.1 Khối cách ly 36

3.3.1 Khối công suất 39

3.4 Khối cảm biến nhiệt độ đầu vào 40

3.4.1 Các đặc điểm chung của cảm biến nhiệt độ LM35 DZ 41

3.4.2 Tính toán nhiệt độ 42

3.5 Khối điều khiển 43

3.5.1 Giới thiệu sơ lược về vi điều khiển PIC16F877A 43

2.6 STACK 57

3.7 Khối đo và hiển thị nhiệt độ 58

3.7.1 Giới thiệu sơ lược về text LCD 59

3.7.2 Kết nối ứng dụng PIC16F877A với LCD 61

CHƯƠNG 4 kÕt qu¶ vµ bµn luËn 62

4.1 Kết quả 62

4.1.1 Mục đích nghiên cứu của luận văn 62

4.1.2 Kết quả sản phẩm thực tế 62

4.2 Đánh giá chung: kỹ thuật, công nghệ 66

4.2.1 Những hạn chế của đề tài 66

4.2.2 Nguyên nhân của những hạn chế 67

4.3 Hướng phát triển của đề tài 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO 68

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Hệ số nhiệt điện động của kim loại 20 Bảng 4.1 So sánh nhiệt độ 66

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1: Sơ đồ chức năng của phương pháp máy nén khí 14

Hình 1.2: Cấu tạo dàn ngưng tụ 15

Hình 1.3: Cấu tạo dàn bay hơi 16

Hình 1.4: Đồ thị biểu diễn các quá trình của một chu trình máy lạnh nén hơi 17

Hình 2.1: Hiệu ứng nhiệt điện 19

Hình 2.2: Sơ đồ minh họa hiệu ứng Peltier 21

Hình 2.3: Dòng nhiệt qua bán dẫn N 22

Hình 2.4 : Dòng nhiệt qua bán dẫn P 23

Hình 2.5: Kết nối song song về điện và về nhiệt của các viên bán dẫn loại N24 Hình 2.6: Kết nối nối tiếp về điện và nhiệt tạo ra song song của các viên bán dẫn loại N 24

Hình 2.7: Kết nối một cặp P-N 25

Hình 2.8: Kết nối nhiều viên bán dẫn P và N 26

Hình 2.9 Hoạt động của tấm Peltier 28

Hình 2.10: Đường đi của dòng điện và dòng nhiệt 28

Hình 3.1: Sơ đồ khối thiết kế của bộ làm lạnh 30

Hình 3.2 khay đựng hóa chất trong máy xét nghiệm sinh hóa 30

Hình 3.3 : Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa các thông số của CP60440 với = 50°C 31

Hình 3.4 Sơ đồ nguyên lý mạch tạo nguồn 5 VDC 32

Hình 3.5: Dạng IC họ 79xx thực tế 34

Hình 3.6 Module khối nguồn 24 VDC 35

Hình 3.7 Sơ đồ nguyên lý khối công suất và cách ly quang 35

Hình 3.8: Sơ đồ nguyên lý và mạch in khối cách ly quang 36

Hình 3.9 Sơ đồ ứng dụng 37

Hình 3.10 Cách bố trí LED phát và LED thu bên trong của opto-coupler: 38

Hình 3.11 Sơ đồ nguyên lý khối cảm biến nhiệt độ đầu vào 40

Hình 3.12 Cảm biến nhiệt độ LM 35 DZ 41

Hình 3.13 Sơ đồ nguyên lý khối điều khiển 43

Hình 3.14 Sơ đồ chân và hình dạng của Píc 16F877 44

Hình 3.15 Cấu trúc bên trong của Pic 16F877A 50

Hình 3.16 Bộ nhớ chương trình của Pic 52

Hình 3.17 Bộ nhớ bộ nhớ của Pic 53

Hình 3.18 Sơ đồ thanh ghi FSR 54

Hình 3.19 Sơ đồ khối của khối đo và hiển thị nhiệt độ 58

Hình 3.20 Khối hiển thị LCD 58

Hình 3.21 Bộ hiển thị Text LCD 16×2 59

Hình 4.1 tấm nhôm tản nhiệt và khay đựng hóa chất 63

Hình 4.2 Tấm peltier 63

Hình 4.3 Khối nguồn 64

Hình 4.4 Mạch công suất 64

Hình 4.5 Mạch cách ly quang 64

Hình 4.6 mạch cảm biến nhiệt độ 65

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây, công tác khám chữa bệnh, điều trị bệnh của ngành y tế nói chung cũng như lĩnh vực y tế trong quân đội ngày càng gia tăng

do bệnh tật gia tăng và ý thức chăm sóc sức khỏe của người dân ngày càng nâng cao Điều đó làm cho nhiều bệnh viện quá tải, khối lượng công việc của các bác

sỹ và các nhân viên khác trong bệnh viện ngày càng lớn Vì vậy, các thiết bị y tế ngày càng trở nên quan trọng hơn rất nhiều, nó trở thành công cụ đắc lực hỗ trợ cho các bác sỹ trong việc khám chữa bệnh, cũng như trong các vần đề phòng chống bệnh tật

kỹ thuật nói chung, việc ứng dụng các thành tựu khoa học kỹ thuật trong lĩnh vực y học và sinh học cũng không ngừng phát triển Vì thế, các thiết bị y tế không ngừng được gia tăng về số lượng và nâng cao về chất lượng, nhằm phục vụ cho công tác khám chữa bệnh của các bác sỹ, nâng cao việc chăm sóc sức khỏe của con người và giảm được chi phí khám chữa bệnh cho các bệnh nhân Trong lĩnh vực y tế thì vai trò của các thiết bị y tế trong khám cận lâm sang trong đó có các thiết bị xét nghiệm đóng vai trò hết sức quan trọng giúp cho các chẩn đoán cúa bác sỹ chính xác đúng người đúng bệnh Xuất phát từ nhu cầu thực tế đó, kết hợp với những kiến thức thực

tế và tài liệu thu nhận được tôi đã đi sâu nghiên cứu và tiến hành thiết kế bộ gia nhiệt bảo quản hóa chất trong các thiết bị xét nghiệm làm luận văn của mình

Nội dung luận văn gồm 4 chương:

Tôi xin chân thành cảm ơn cô giáo Tiến sỹ Nguyễn Thái Hà chủ nhiệm bộ môn kỹ thuật y sinh trường Đại học Bách khoa Hà nội đã tận tình hướng dẫn, động viên và quan tâm giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận văn Xin chân thành cảm

ơn các đông chí chỉ huy khoa Trang bị và các đồng chí chủ nhiệm khoa Huyết học, Vi sinh vật, Sinh hóa tại Bệnh viện trung ương Quân đội 108 đã tận tình giúp đỡ tôi

CHƯƠNG MỞ ĐẦU

1 Lý do ch ọn đề tài

Vấn đề nghiên cứu cải tiến công nghệ đang là vấn đề bức thiết hiện nay nhằm tạo ra được các thiết bị hiện đại nhưng không quá phức tạp trong việc thiết kế chế tạo cũng như sử dụng, bảo quản; chất lượng của các thiết bị được nâng lên và giảm giá thành sản phẩm Việc ứng dụng các công nghệ mới đã làm cho các thiết bị ngày càng đơn giản, gọn nhẹ và tiện sử dụng hơn Các thiết bị y tế nói chung và các thiết bị xét nghiệm nói riêng ngày càng được cải tiến về mặt công nghệ nhằm nâng cao chất lượng của thiết bị cũng như tiện cho việc sử dụng Trong các thiết bị xét nghiệm thường sử dụng máy nén hơi trong việc bảo quản hóa chất nên cấu trúc máy thường cồng kềnh, phức tạp và do sử dụng môi chất làm lạnh nên có thể là nguyên nhân gây phá hủy tầng ôzon Với giải pháp ứng dụng công nghệ hiệu ứng nhiệt điện, ta có thể thiết kế một bộ làm lạnh bảo quản hóa chất sử dụng pin Peltier làm cho bộ phận bảo quản hóa chất trong máy xét nghiệm gọn nhẹ hơn, ổn định hơn và

an toàn hơn Với ý nghĩa đấy, tôi đã chọn luận văn: “Thiết kế bộ gia nhiệt bảo quản hóa chất trong các thiết bị xét nghiệm ứng dụng công nghệ hiệu ứng nhiệt điện.” làm luận văn tốt nghiệp của mình

2 Lịch sử nghiên cứu

Lý thuyết : Hiệu ứng nhiệt điện, hay hiệu ứng Peltier-Seebeck, là sự chuyển

dẫn điện khác nhau Kết nối này thường gọi là cặp nhiệt điện Cụ thể, chênh lệch nhiệt độ giữa hai bên kết nối sinh ra một hiệu điện thế giữa hai bên kết nối và ngược lại Hiệu ứng này là cơ sở cho ứng dụng trong một số máy lạnh và máy phát điện,

Ứng dụng trong thực tế: Hiện tại các máy thiết bị y tế dần cải tiến sử dụng

công nghệ hiệu ứng nhiệt điện bằng cách sử dụng các tấm pin Peltier trong các thiết

bị gia nhiệt như thiết bị ổn nhiệt 37 độ, máy dã đông túi máu, máy xét nghiệm sinh hóa, miễn dịch, sinh học phân tử vv

3 Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu

Mục đích nghiên cứu

Bộ gia nhiệt bảo quản hóa chất xét nghiệm ứng dụng công nghệ hiệu ứng nhiệt điện được thiết kế đảm bảo độ ổn định nhiệt độ có thể thay thế các bộ gia nhiệt tương đương nhằm mục đích nhanh chóng khắc phục các thiết bị hỏng hoặc cần nâng cấp

Đối tượng nghiên cứu

hóa chất trong các các thiết bị xét nghiệm như sinh hóa, miễn dịch, Sinh học phân

tử, giải phẫu bệnh

Phạm vi nghiên cứu

640, AU 2700, AU 5800 của hãng Beckmanculter Thiết bị xét nghiệm miễn dịch như Elecsys 2010, Immulite 2000, immulite 1000, các máy xét nghiệm PCR, máy đông máu, máy đúc bệnh phẩm vv Hiện có trong Bệnh viện TWQĐ 108

Tóm tắt cô đọng các luận điểm cơ bản và đóng góp mới của tác giả

- Đi sâu tìm hiểu các phương pháp làm lạnh hiện đang sử dụng trong các thiết bị xét nghiệm như xét nghiệm sinh hóa, xét nghiệm miễn dịch, xét nghiêm sinh học phân tử và giải phẫu bệnh

ứng nhiệt điện

nghiệm nhắm

lạnh tác giả đã thiết kế bộ làm lạnh đảm bảo tốt vể thông số kỹ thuật có thể ứng dụng vào các thiết bị xét nghiệm

4 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu được lựa chọn là kết lý thuyết và ứng dụng thực tế của pin nhiệt điện Peltier, ứng dụng kỹ thuật vi sử lý trong điều khiển và kiểm soát nhiệt độ và các kỹ thuật bảo quản hóa chất xét nghiệm

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VIỆC BẢO QUẢN HÓA CHẤT TRONG Y TẾ

1.1 Tổng quan việc bảo quản hóa chất trong y tế

Các loại hóa chất trong y tế rất phong phú và đa dạng, có tác dụng to lớn trong bệnh viện trong việc phòng, chữa bệnh, xét nghiệm, bảo quản mẫu, sát trùng, tẩy uế,… Nhìn chung có thể chia hóa chất y tế ra thành các loại sau: Nhóm hóa chất xét nghiệm, nhóm hóa chất điều trị và nhóm hóa chất sát trùng, tẩy uế, … Các loại hóa chất này đều có chung những đặc điểm:

- Chịu tác động của nhiều yếu tố làm ảnh hưởng đến chất lượng cũng như

hưởng rõ rệt hơn cả Nhiệt độ cao làm mất nước kết tinh của một số hóa chất, làm

- Tuân thủ chặt chẽ các quy định an toàn khi nhập và vận chuyển các loại hóa chất

- Các loại hóa chất phải có đủ nhãn mác theo quy định

kiện bảo quản và bị rò rỉ trong quá trình lưu trữ

1.1.1 Nhóm hóa ch ất điều trị

Đối với nhóm hóa chất này, chủ yếu là các loại thuốc điều trị, các loại hóa

bào ung thư, chúng có thể được dùng để chiếu từ bên ngoài hoặc uống, tiêm vào trong cơ thể Các loại hóa chất phóng xạ thường được bảo quản trong các bình chứa

1.1.2 Nhóm hóa ch ất sát trùng, tẩy uế

sát trùng, đồng thời để tránh các bệnh tật lây lan, đặc biệt các bệnh truyền nhiễm

nơi khô ráo, thoáng mát, ở nhiệt độ phòng, tránh ánh nắng trực tiếp

1.1.3 Nhóm hóa ch ất xét nghiệm

hưởng nhiều và trực tiếp đến kết quả của quá trình xét nghiệm Vì vậy, quá trình

hưởng đến công tác chẩn đoán và điều trị bệnh của bác sỹ Các loại hóa chất xét

20 C đến 150 C, với nhiệt độ chuẩn là 80 C, ngoại trừ các loại hóa chất đặc biệt cho

nghiệm):

+ Sử dụng tủ lạnh chuyên dụng nhiệt độ từ 0°C đến 15°C, có hệ thống quạt đối lưu đảm bảo nhiệt độ ổn định tại các khoang đựng hóa chất, thiết lập nhiệt độ chuẩn tại 8°C

có quạt đối lưu

như sinh hóa, miễn dịch, sinh học phân tử, giải phẫu bệnh Các hóa chất này được đóng gói dưới dạng các hộp theo dung tích khác nhau đặt theo thứ tự quy định tại

đây nhờ ứng dụng công nghệ bảo quản hóa chất sử dụng hiệu ứng nhiệt điện với các

đáng kể ở các thế hệ máy xét nghiệm sinh hóa thế hệ mới như AU 400, AU 640

1.1.3.1 Hóa chất xét nghiệm huyết học

30°C Khi chưa mở nắp thì hạn sử dụng tối đa từ 8 tháng đến 12 tháng kể từ ngày

1.1.3.2 Hóa chất xét nghiệm miễn dịch

để xét nghiệm các thông số miễn dịch như: Free T3, T4, HIV, HbsAg, HCG, FSH,

1.1.3.3 Hóa chất xét nghiệm sinh hóa

Tính năng của một số hóa chất tiêu biểu dùng trong xét nghiệm sinh hóa được chỉ ra dưới đây:

+ Albumin (ALB) có chức năng xác định nồng độ của ALB trong cơ thể giúp chẩn đoán bệnh viêm mãn tính, bệnh collagen, bệnh rối loạn gan và thận Cách sử dụng loại hóa chất này được thực hiện như sau: huyết tương hoặc huyết thanh sẽ được trộn với dung dịch bromocresol green (BCG), và ta đo độ hấp thụ phức hợp này

+ Calcium (CAL) có chức năng xác định nồng độ Calcium trong cơ thể giúp chẩn đoán và điều trị bệnh vể tuyến giáp, các bệnh về xương, bệnh thận mãn tính và bệnh uống ván Cách sử dụng loại hóa chất này được thực hiện như sau: ion calcium tạo phức hợp màu tím với o-cresolphthalein trong môi trường kiềm, và ta đo độ hấp thụ của phức hợp này

+ Amylase (AMYLA) có chức năng xác định nồng độ của amylase trong cơ thể giúp chẩn đoán và theo dõi kích tụy cấp tính (viêm tuyến tụy tạng) Cách sử dụng loại hóa chất này được thực hiện như sau: sử dụng ethylidene blocked p-nitropheny-maltoheptaoside như là chất nền, enzyme chỉ thị là alpha-glucosidase được sử dụng

để giải phóng p-nitrophenol, cuối cùng ta đo độ hấp thụ của phức hợp này

+ Chloride (CL) xác định nồng độ Chloride trong cơ thể giúp chẩn đoán sự rối loạn cân bằng của acid-base và nước, hiệu chỉnh hypokalemic và alkalosis, chứng nôn mửa Cách sử dụng loại hóa chất này được thực hiện như sau: mẫu được trộn với dung dịch đệm ISE cho ta một hằng số pH và độ mạnh của dung dịch chứa ion là hằng số, mẩu dung dịch đệm đưa qua ISE, điện thế sẽ được đo khi có sự chênh lệch nồng độ ion Cl bên trong và bên ngoài màng chọn lọc

+ Cholesterol (CHOL) xác định nồng độ cholesterol giúp chẩn đoán và điều trị bệnh rối loạn cholesterol trong máu và trong lipid và rối loạn sự trao đổi chất

esterase thành cholesterol và acid béo tự do Cholesterol được chuyển đổi thành

hydrogen peroxide Một phức màu được hình thành từ hydrogen peroxide,

độ hấp thụ của phức hợp

+ C-Reactive Protein (CRP) xác định nồng độ C-Reactive Protein giúp chẩn đoán và đánh giá số lượng mô bị tổn thương trong cơ thể, theo dõi tiến triển của bệnh sốt thấp khớp, viêm khớp mãn tính, nhồi máu cơ tim, và các khối u ác

+ Creatinine (CREA) xác định nồng độ Creatine giúp chẩn đoán và điều trị bệnh liên quan đến thận và theo dõi sự thẩm tách của thận Cách sử dụng loại hóa chất này được thực hiện như sau: Creatine phản ứng với alkaline picric acid tạo

thành phức hợp màu và đo độ hấp thụ của phức hợp này

+ Direct Bilirubin (DBIL) xác định nồng độ direct bilirubin giúp chẩn đoán

sự tắt nghẽn ống mật do nguyên nhân bởi các viên sỏi và do hội chứng

ứng với acid diazo sulfanilic ở mức pH thấp để tạo ra azobilirubin Trong trường hợp thiếu caffeine chỉ xảy ra phản ứng nhanh được kết hợp với bilirubin Đo độ hấp thụ của phức hợp azobilirubin

+ Gamma-Glutamyl Transferase (GGT) cho phép xác định nồng độ của GGT giúp chẩn đoán và điều trị bệnh hepatobiliary (gan mật) và đánh giá tác hại của rượu đối với bệnh nhân Nguyên lý: trong phản ứng này với chất tổng hợp (L-γ-

độ hấp thụ của sản phẩm

+ Glucose Oxidase (GLUO) xác định nồng độ của glucose giúp chẩn đoán

và điều trị chứng rối loạn chuyển hóa carbohydrate bao gồm bệnh đái đường mellitus, sự giảm glucose huyết và insulin quá mức Cách sử dụng loại hóa chất này được thực hiện như sau: glucose được xác định sau khi enzymatic oxidation glucose

của peroxidase với phenol và 4-aminophenazone thành phức hợp có màu đỏ-tím

+Glucose Hexokinase II (GLUH) cho phép xác định nồng độ của glucose giúp chẩn đoán và điều trị chứng rối loạn chuyển hóa carbohydrate bao gồm bệnh đái đường mellitus, sự giảm glucose huyết và insulin quá mức Nguyên lý: glucose

bị phospho hóa bởi adenosine triphosphate (ATP) trong sự hiện diện của

glucose-6-phosphate dehydrogenase là nguyên nhân khử NAD thành NADH Đo độ hấp thụ của NADH

+ Hemoglobin A1c (HbA1c) xác định nồng độ hemoglobin A1c (HbA1c) giúp chẩn đoán và theo dõi dài hạn đối với các bệnh nhân bị đái đường, xác định tỉ

lệ HbA1c/ hemoglobin tổng Nguyên lý: xác định nồng độ HbA1c và hemoglobin tổng, và tính tỉ lệ phần trăm của HbA1c quá trình xác định HbA1c sử dụng 4 thuốc thử hemogobin denaturant Reagent, Total hemoglobin Reagent, HbA1c Agglutinator Reagent (R1), và HbA1c Antibody Reagent (R2)

+ Lactate (LAC) xác định nồng độ của lactate giúp đánh giá chức năng tuần hoàn máu và tình trạng oxygen trong máu Cách sử dụng loại hóa chất này được thực hiện như sau: Lactate bị oxi hóa bởi lactate oxidase thành pyruvate và

peroxidase Sau đó thực hiện đo độ hấp thụ của phức hợp này

+ Lipase (LIP) xác định nồng độ lipase giúp chẩn đoán và điều trị bệnh về tuyến tụy, tạng và lách như là bệnh kích tụy cấp tính và sự tắt nghẽn của tuyến tụy Cách sử dụng loại hóa chất này được thực hiện như sau: chất chromogenic lipase,

tách ra bởi xúc tác của lipase thành dạng 1,2-o-dilauryl-rac-glycerol và chất trung gian không bền, glutaric acid-(6-methyl resorufin) ester Chúng tự động phân ly trong dung dịch kiềm thành dạng glutaric và methylresorufin Nồng độ của lipase trong mẩu tương ứng với methylresorufin được tạo ra trong phản ứng độ hấp thụ của phức hợp này sẽ được xác định ở bước sóng xác định

+ 45 Potassium (K) xác định nồng độ K chủ yếu là để theo dõi cân bằng chất điện phân (electrolyte) trong chẩn đoán và điều trị bệnh aldosteronism, sự chuyển hóa alkalosis, tiêu chảy, chứng nôn mửa, tiết niệu, đái đường ketoacidosis,

và các chứng bệnh khác Cách sử dụng loại hóa chất này được thực hiện như sau: mẫu được trộn bởi dung dịch đệm ISE, bằng cách đó nó sẽ cung cấp một dung dịch

có hằng số pH và cường độ ion xác định Mẩu dung dịch này sẽ đi qua các điện cực chọn lọc ion, và có sự chênh lệch điện thế bên trong và bên ngoài màng của điện cực lúc này ta sẽ đo được điện thế màng của nó

+ 48 Sodium (Na) xác định nồng độ của Na giúp chẩn đoán và điều trị chứng rối loạn cân bằng nước và muối, aldosteronism, đái đường insipidus, chứng tăng huyết tuyến thượng thận, bệnh Addison, khử nước, sự bài tiết không thích hợp, bệnh đái đường nhiễm acid, bệnh tiêu chảy nặng, hoặc là các bệnh thiếu cân bằng

có pH là hằng số và độ mạnh ion là xác định Dung dịch này sẽ được đưa qua các điện cực chọn lọc ion, tại đây sẽ có sự chênh lệch nồng độ giữa bên trong và bên ngoài màng điện cực và điện thế màng sẽ được đo tại đây

+ Total Bilirubin (TBIL) xác định nồng độ bilirubin tổng giúp chẩn đoán và điều trị chứng hemolytic, mật, và rối loạn gan, bao gồm viêm gan và xơ gan Nguyên lý: bilirubin được cho phản ứng với diazo sulfanilic acid ở mức pH thấp để tạo thành azobilirubin Sự hiện diện của caffeine cho phép phản ứng xảy ra nhanh

hơn cho cả hai bilirubin liên hợp và không liên hợp Đo độ hấp thụ của phức hợp azobilirubin

+ Total Protein (TP) xác định nồng độ protein tổng giúp chẩn đoán và điều trị bệnh gan, thận, loãng xương, sự chuyển hóa và rối loạn dinh dưỡng Nguyên lý: liên kết protein peptide tác dụng với các ion đồng thành dạng phức hợp màu tía và

đo độ hấp thụ của phức hợp này

+ Total Urine Protein (UPRO) xác định nồng độ của protein tổng, tốt nhất là nước tiểu trong vòng 24 giờ, giúp cho việc dò tìm protein trong nước tiểu, protein có trong nước tiều cũng có thể là nguyên nhân gây ra bởi sự suy yếu của thận, sự làm việc quá tải của màng lọc, hoặc bệnh postrenal Nguyên lý: phức hợp pyrogallol red với protein trong môi trường acid chứa đựng các ion molybdate Kết quả tạo ra phức hợp màu xanh và đo độ hấp thụ của phức hợp này

+ Triglycerides (TRIG) dùng để xác định nồng độ triglycerides giúp chẩn đoán và điều trị chứng xơ vữa động mạch, bệnh đái đường, hội chứng nephrotic, bệnh gan hoặc tắt nghẽn, và các bệnh về sự chuyển hóa lipid Nguyên lý: triglycerides được chuyển đổi thành glycerol và acid béo tự do bởi lipoprotein lipase Glycerol sau đó được chuyển thành glycerol-3-phosphate bởi glycerol kinase trong sự hiện diện của glycerol-3-phosphate-oxidase thành dạng hydrogen peroxide Phức hợp màu này từ dạng hydrogen peroxide, 4-aminophenazone và 4-chlorophenol dưới sự xúc tác của peroxidase Đo độ hấp thụ của phức hợp này

+ Urea Nitrogen (UN) để xác định nồng độ urea nitrogen giúp chẩn đoán và điều trị bệnh thận, tắc nghẽn ống nước tiểu, hư thận cấp tính và mãn tính Nguyên lý: urea được thủy phân trong nước và urease thành ammonia và carbon dioxide Ammonia phản ứng với 2-oxoglutarate trong sự hiện diện của glutamate

+ Uric Acid (UA) xác định nồng độ uric acid giúp chẩn đoán và điều trị chứng hư thận, gout, và chứng kinh giật Nguyên lý: uric acid được chuyển đổi bởi uricase thành allantoin và hydrogen peroxide Một phức hợp màu được tạo nên từ hydrogen peroxide, 4-aminophenazone và TOOS [N-ethyl-N-(2-hydroxy-

3-sulfopropyl)-3-methylaniline] dưới xúc tác của peroxidase Đo độ hấp thụ của phức hợp này

1.2 Các phương pháp làm lạnh bảo quản hóa chất

1.2.1 Phương pháp làm lạnh sử dụng máy nén hơi

chất tuần hoàn trong hệ thống biến đổi trạng thái (từ hơi thành lỏng ở dàn nóng và

từ lỏng thành hơi ở dàn lạnh)

1.2.1.1 Nguyên lý của máy lạnh nén hơi

tụ, buồng lạnh, van tiết lưu và môi chất làm lạnh, thiết bị giám sát nhiệt độ buồng

lạnh Khi cung cấp năng lượng (điện năng, cơ năng) thì máy nén sẽ hoạt động Hơi

môi chất ở trạng thái bão hòa khô từ buồng lạnh (dàn lạnh) có áp suất P1 được máy nén hút vào và nén đoạn nhiệt đến áp suất P2, nhiệt độ T2 Sau đó đi vào dàn ngưng

tụ (dàn nóng), ngưng tụ đẳng áp ở áp suất P2, nhả lượng nhiệt Q1 cho không khí hay nước làm mát Chất lỏng ngưng tụ từ dàn ngưng tụ đi qua van tiết lưu (VTL), giảm áp suất từ P2 xuống P1 và chuyển sang dạng hơi ẩm Hơi ẩm tiếp tục đi vào buồng lạnh nhận nhiệt lượng Q2 của vật cần làm lạnh ở áp suất P1= const, biến thành hơi bão hòa và chu trình lặp lại như cũ Sơ đồ mô tả nguyên lý làm việc của máy làm lạnh kiểu này được chỉ ra trên hình 1.1

1.2.1.2 C ấu tạo, chức năng các thành phần của máy lạnh nén hơi

+ Dàn ngưng tụ: Là thiết bị trao đổi nhiệt giữa một bên là môi chất lạnh

ngưng tụ và một bên là môi trường làm mát là nước hoặc không khí Sử dụng để

không khí đối lưu đi từ dưới lên thực hiện trao đổi ngược dòng

Hình 1.2: C ấu tạo dàn ngưng tụ

+ Bu ồng lạnh (Dàn bay hơi): Là thiết bị trao đổi nhiệt giữa một bên là môi

trường lạnh cấp cho môi chất lạnh sôi ở nhiệt độ thấp Dàn bay hơi có cấu tạo kiểu

ống cánh được chỉ ra trên hình 1.3, đường ống được làm bằng ống đồng hoặc nhôm Các lá nhôm được gắn vào ống nhằm tăng diện tích tiếp xúc và tăng khả năng trao đổi nhiệt của dàn bay hơi với môi trường cần làm lạnh

Hình 1.3: C ấu tạo dàn bay hơi

+ Máy nén: Có nhiệm vụ hút hết hơi môi chất lạnh tạo ra ở dàn bay hơi,

đồng thời duy trì áp suất cần thiết cho sự bay hơi ở nhiệt độ thấp Nén hơi từ áp suất bay hơi lên áp suất ngưng tụ và đẩy vào dàn ngưng

+ Van ti ết lưu: Có chức năng làm giảm áp suất mà không sinh công khi môi

+ Môi ch ất làm lạnh: Thường là hơi của một số chất lỏng có nhiệt độ sôi

được hình thành từ dãy hydro cacbon no CnH2n+2 bằng cách thay thế các nguyên

trình sau:

cho không khí hay nước làm mát

lượng Q2 ở áp suất P1= const

Máy lạnh nén hơi có ưu điểm là công suất lớn Tuy nhiên nó tồn tại nhiều

lượng và kích thước lớn, cồng kềnh, cấu tạo phức tạp; bảo quản khó khăn vì có các

trường và làm phá hủy tầng ôzon

Hình 1.4: Đồ thị biểu diễn các quá trình của một chu trình máy lạnh nén hơi

1.2.2 Phương pháp hiệu ứng nhiệt Peltier

Hiệu ứng Peltier do ông Peltier, một thợ đồng hồ người Pháp phát hiện vào năm 1834 Ông Peltier đã nối một mẩu dây đồng với một dây Bismuth với một nguồn điện tạo thành mạch kín Tại các mối nối, ông nhận thấy một mối nối trở nên nóng, còn một mối nối trở nên lạnh Như vậy, khi cho một dòng điện qua một vòng kín được tạo bởi hai kim loại khác nhau thì tại các điểm nối tiếp xúc đã tạo ra một

sự chênh lệch nhiệt độ giữa một bên nóng và một bên lạnh Thiết bị làm lạnh sử dụng phương pháp hiệu ứng nhiệt peltier có những ưu điểm đáng chú ý:

- Có trọng lượng và kích thước nhỏ

và dương của dòng điện một chiều

độ chính xác

Kết luận chương

Chương này đã trình bày tổng quan việc bảo quản hóa chất trong y tế, bao gồm các nhóm hóa chất điều trị, nhóm hóa chất sát trùng, tẩy uế và phân tích sâu hơn nhóm hóa chất xét nghiệm; cũng như hai phương pháp làm lạnh chủ yếu trong bảo quản hóa chất, bao gồm phương pháp làm lạnh sử dụng máy nén hơi và phương pháp hiệu ứng nhiệt điện Peltier

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP HIỆU ỨNG NHIỆT ĐIỆN SỬ DỤNG PIN PELTIER

2.1 Giới thiệu chung về pin petiler

2.1.1 Hiệu ứng nhiệt điện

Vào năm 1821, ông Seebeck phát hiện hiện tượng nhiệt điện khi nối hai sợi dây đồng và sắt với nhau Một mối nối nhúng vào nước đá, mối nối còn lại nhúng vào nước sôi Sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai mối nối làm xuất hiện một suất điện động E nên có thể làm dịch chuyển các điện tử và tạo ra dòng điện Sơ đồ mô tả hiệu ứng nhiệt điện được chỉ ra trên hình 2.1

Hình 2.1: Hiệu ứng nhiệt điện (A, B là các kim loại khác nhau; T1, T2 là nhiệt độ tại các mối nối của hai kim loại;

B (giả sử n1 > n2) Khi có sự chênh lệch nhiệt độ, trong cùng một thời gian thì số electron từ A sang B sẽ nhiều hơn số electron từ B sang A Điều đó dẫn đến đầu A thiếu electron nên tích điện dương, còn đầu B thừa electron nên tích điện âm, do vậy làm xuất hiện suất điện động giữa hai thanh kim loại gọi là suất điện động nhiệt

điện Và dòng điện được tạo ra gọi là dòng nhiệt điện

Khi hiệu nhiệt độ T1-T2 giữa hai đầu mối hàn không lớn lắm thì suất điện động nhiệt điện tỉ lệ với hiệu nhiệt độ đó theo biểu thức sau :

Trong đó : là hệ số nhiệt điện động (phụ thuộc vào vật liệu của các cặp thanh kim loại) [ ]

Một số giá trị của hệ số nhiệt điện động của một số cặp kim loại như sau :

Bảng 2.1 Hệ số nhiệt điện động của kim loại

2.1.2 Hiệu ứng Peltier (Hiệu ứng nhiệt điện ngược)

Hiệu ứng Peltier do ông Peltier, một thợ đồng hồ người Pháp phát hiện vào năm 1834 Ông Peltier đã nối một mẩu dây đồng với một dây Bismuth với một nguồn điện tạo thành mạch kín Ông nhận thấy một mối nối trở nên nóng và mối nối còn lại trở nên lạnh Các thành phần chính của hệ thống tạo hiệu ứng Peltier được chỉ ra trên hình 2.2 Khi cho một dòng điện qua một vòng kín được tạo bởi hai thanh dẫn điện khác nhau thì tại các điểm nối tiếp xúc sẽ tạo ra một đầu hấp thụ nhiệt và lạnh đi, còn một đầu bức xạ nhiệt và nóng lên

Hình 2.2: Sơ đồ minh họa hiệu ứng Peltier (1.Các tấm đồng; 2,3.Các thanh dẫn điện có bản chất khác nhau)

Nếu cho dòng điện chạy theo chiều ngược lại thì đầu hấp thụ nhiệt sẽ trở thành bức xạ nhiệt và đầu bức xạ nhiệt sẽ trở thành hấp thụ nhiệt

Như vậy, sự dịch chuyển của các điện tử đã tạo ra sự chênh lệch về nhiệt độ giữa các điểm nối tiếp xúc giữa hai thanh dẫn điện Nhiệt lượng hấp thụ hay bức xạ

ở mỗi đầu theo hiệu ứng Peltier được tính theo công thức sau:

Q=П × I Trong đó: - Q là nhiệt lượng hấp thụ hay bức xạ ở mỗi đầu nối [J];

- I là giá trị cường độ dòng điện [A];

- П= α × T là hệ số Peltier [ µV], trong đó:

- T là nhiệt độ tại đầu nối [ °K]

2.2 Cơ sở lý thuyết sử dụng tấm pin petiler để thiết kế bộ làm lạnh bảo quản hóa chất xét nghiệm

2.2.1 Nguyên lý hoạt động của pin Peltier

a Dòng nhiệt qua các tấm bán dẫn

Đối với các tấm bán dẫn loại N được chỉ ra trên hình 2.3 Hai thanh dẫn mạ

đồng kết nối vào hai đầu của viên bán dẫn N và kết nối với dòng điện một chiều thì các electron trong bán dẫn N bị đẩy ra xa bởi cực âm và được hút về bởi cực dương của nguồn điện Dòng electron chỉ chạy theo một hướng (theo chiều kim đồng hồ), chạy ngang qua viên bán dẫn N từ dưới lên trên Nhiệt được hấp thụ ở mặt dưới và truyền tích cực đến mặt trên Như vậy, nhiệt đã được bơm hiệu quả bằng các hạt

Hình 2.3: Dòng nhiệt qua bán dẫn N

Đối với các tấm bán dẫn loại P được chỉ ra trên hình 2.4 Khi kết nối dòng

điện một chiều với viên bán dẫn loại P thì các lỗ trống trong bán dẫn loại P sẽ bị đẩy

ra xa bởi cực dương và được hút về phía cực âm của nguồn điện Dòng nhiệt chảy theo hướng của dòng lỗ trống, ngược với chiều của dòng electron trong bán dẫn loại

N Như vậy, nhiệt được bơm theo hướng của các lỗ trống chạy qua viên bán dẫn loại P

Hình 2.4 : Dòng nhiệt qua bán dẫn P

Từ hai minh họa ở trên ta thấy dòng nhiệt sẽ chảy theo hướng của dòng các hạt mang điện tích trong mạch điện Nhưng ta không thể bơm nhiệt lớn nếu chỉ sử dụng một viên bán dẫn Chính vì vậy cần có sự kết hợp của các viên bán dẫn với nhau Giải pháp kết hợp các viên bán dẫn cùng loại song song (cả về điện và về nhiệt) với nhau như trên hình 2.5, về mặt lý thuyết có thể thực hiện được nhưng không thể làm cho một thiết bị thực tế được Một viên bán dẫn thường chỉ sử dụng điện áp khoảng vài chục mV nhưng dòng tiêu thụ thì đáng kể Ví dụ như, một viên bán dẫn thông thường có thể tiêu thụ ít nhất 5A với điện áp cung cấp khoảng

hơn 1270A với ứng dụng chỉ 60mV (giả sử rằng nguồn cung cấp có thể cung cấp lớn hơn)

Hình 2.5: Kết nối song song về điện và về nhiệt của các viên bán dẫn loại N

Có một giải pháp nữa là mắc nối tiếp các viên bán dẫn nhưng nhiệt vẫn tạo ra song song Chúng ta có thể kết nối đơn giản theo hình zích zắc từ viên này đến viên khác để tạo ra mạch nối tiếp như chỉ ra trên hình 2.6 Tuy nhiên các mối liên kết giữa các viên bán dẫn làm ngắn nhiệt và làm ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất của

thiết bị Do đó, không thể chế tạo một thiết bị thực tế được

Hình 2.6: Kết nối nối tiếp về điện và nhiệt tạo ra song song của

các viên bán dẫn loại N Một giải pháp tốt hơn có thể tối ưu hóa hiệu ứng nhiệt điện Đó là việc kết hợp các viên bán dẫn loại N và loại P theo từng cặp với nhau như chỉ ra trên hình 2.7

Hình 2.7: Kết nối một cặp P-N

Bằng cách sắp xếp các viên bán dẫn loại N và loại P theo từng cặp và hình thành một liên kết ở cùng một đầu với một thanh mạ đồng, ta có thể mắc nối tiếp các viên bán dẫn nhưng nhiệt tạo ra vẫn theo một hướng Theo hình 2.7, đầu tự do của viên bán dẫn loại N kết nối với cực âm, còn đầu tự do của viên bán dẫn loại P kết nối với cực dương của nguồn điện Khi đó, các lỗ trống trong bán dẫn loại P bị đẩy ra xa bởi cực dương và bị hút bởi cực âm của nguồn điện ; còn các electron trong bán dẫn loại N bị đẩy ra xa bởi cực âm và bị hút bởi cực dương của nguồn điện Trong thanh dẫn mạ đồng kết nối giữa hai viên bán dẫn thì các electron là các hạt dẫn điện Khi các hạt electron này đi qua viên bán dẫn loại P, chúng chạy ngang qua các lỗ trống (vì các hạt mang điện tích vốn có bên trong các viên bán dẫn sẽ chảy theo hướng của dòng nhiệt nên lỗ trống sẽ chảy theo hướng của dòng nhiệt) Chính vì vậy, các hạt electron chạy liên tục từ cực âm của nguồn một chiều, qua viên bán dẫn N, qua thanh dẫn mạ đồng, qua viên bán dẫn P, và trở về cực dương của nguồn một chiều Lý do chúng ta sử dụng hai loại vật liệu bán dẫn khác nhau bởi vì các hạt mang điện tích và tất cả nhiệt chảy theo một hướng qua các viên bán dẫn (từ dưới lên trên như hình 2.7) Việc sử dụng các tính chất đặc biệt của cặp nhiệt điện, ta có thể kết hợp nhiều viên bán dẫn với nhau trong mảng chữ nhật để tạo ra các mô-đun nhiệt điện thực tế như chỉ ra trên hình 2.8 Các thiết bị này không chỉ bơm nhiệt với số lượng đáng kể, mà còn phù hợp với nguồn điện một chiều thông thường bởi vì kết nối điện nối tiếp của chúng Chính vì vậy, các thiết bị nhiệt

điện thông dụng nhất hiện nay sử dụng kết nối xen kẽ nối tiếp 254 các viên bán dẫn loại P và loại N, có thể hoạt động với nguồn cung cấp từ 12V đến 16V một chiều và tiêu thụ chỉ 4A đến 5 A (chứ không phải là 1270 A ở 60mV như ví dụ ở trên) Việc kết nối nhiều viên bán dẫn P và N này là cơ sở cho cấu trúc của tấm Peltier

Hình 2.8: Kết nối nhiều viên bán dẫn P và N

b Cấu trúc của tấm peltier

Một tấm Peltier bao gồm một ma trận nhiều viên bán dẫn Bismuth mà được pha trộn sao cho mỗi loại mang một dấu hoặc là âm hoặc là dương, mang phần lớn năng lượng của dòng như minh họa trên hình 2.9 Một cặp P-N bao gồm một viên bán dẫn loại P và một viên bán dẫn loại N kết nối với nhau bằng thanh kết nối mạ đồng Các cặp P-N được cấu hình để kết nối điện nối tiếp, nhưng nhiệt tạo ra song song Chính vì kết nối này mà nhiệt tạo ra theo cùng một hướng nên thiết bị có khả năng bơm nhiệt lớn Ta cấu hình sao cho đưa ra được hai điện cực để có thể kết nối với cực âm và cực dương của dòng điện một chiều bên ngoài Các viên bán dẫn này được bao bọc bên ngoài bởi các mặt gốm để bảo vệ

c Đặc điểm của tấm Peltier

Các giá trị dòng điện lớn nhất (Imax) và điện áp lớn nhất (Vmax) không phải

là các giá trị đánh giá tối đa Với các giá trị Imax và Vmax cung cấp cho tấm Peltier không có nghĩa sẽ tạo ra được sự chênh lệch nhiệt độ lớn nhất trên hai mặt đối diện của tấm Đối với các ứng dụng của tấm peltier được khuyến cáo rằng nên sử dụng

70% giá trị dòng điện và điện áp tối đa để đạt hiệu quả tốt nhất Nếu ta sử dụng điện

áp và dòng vượt quá giá trị tối đa thì nhiệt lượng hấp thụ sẽ giảm và nhiệt lượng Joule sẽ tăng lên Nhiệt lượng Joule này tăng lên không chỉ làm giảm hiệu suất mà còn có thể gây nên các tác động xấu tại các mối hàn kết nối trên bán dẫn, có thể phá hủy nó và làm đảo ngược sự khuếch tán

Sự chênh lệch nhiệt độ lớn nhất (∆Tmax) là sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai mặt đối diện của tấm peltier khi nhiệt lượng hấp thụ là 0(W) Chính vì vậy, nhiệt lượng hấp thụ tối đa (Qmax) đạt được khi sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai mặt đối diện của tấm peltier là 0 (°C) Như vậy, sự chênh lệch nhiệt độ ở hai mặt của tấm peltier càng ít thì nhiệt lượng hấp thụ càng nhiều và ngược lại

Khi cung cấp dòng điện một chiều cho tấm peltier sẽ làm cho một mặt hấp thụ nhiệt trở nên lạnh và một mặt bức xạ nhiệt trở nên nóng Vì thế có sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai mặt của tấm Nếu ta tiếp tục cho dòng điện chạy qua thì đến một lúc nào đó nhiệt bức xạ vượt quá nhiệt hấp thụ và làm cho cả hai mặt đều trở nên nóng Do đó, ta cần kết nối mặt nóng của tấm peltier với một tấm nhôm tản nhiệt để tăng hiệu quả phân tán nhiệt bức xạ của mặt nóng, để mặt lạnh của tấm có thể tạo ra được nhiệt độ thấp nhất có thể Việc tản nhiệt càng tốt thì nhiệt độ ở mặt lạnh càng nhỏ rất thuận lợi cho các ứng dụng làm lạnh

d Hoạt động của tấm peltier

Khi điện áp một chiều được cung cấp tới tấm Peltier thông qua hai điện cực dương và âm thì năng lượng được đưa đến các viên bán dẫn trong ma trận các viên bán dẫn hấp thụ năng lượng nhiệt Năng lượng nhiệt được hấp thụ tại một bề mặt của mặt gốm bảo vệ và được bức xạ ở mặt đối diện còn lại Bề mặt hấp thụ nhiệt trở nên lạnh, còn bề mặt bức xạ nhiệt trở nên nóng Việc đảo chiều phân cực của dòng điện sẽ dẫn đến kết quả đảo ngược bên nóng và bên lạnh cho nhau Hoạt động của tấm peltier được minh họa trên hình 2.10, còn trên hình 2.11 mô tả đường đi của dòng điện và dòng nhiệt trong tấm peltier

Hình 2.9 Hoạt động của tấm Peltier

Hình 2.10: Đường đi của dòng điện và dòng nhiệt

Kết luận chương

Chương này đã tập trung nghiên cứu cụ thể về nguyên lý hiệu ứng nhiệt điện

và hiệu ứng Peltier (hiệu ứng nhiệt điện ngược), phân tích cấu trúc, đặc điểm và hoạt động của tấm Peltier ứng dụng vào thiết kế bộ làm lạnh và những đặc điểm kỹ thuật khi thiết kế bộ làm lạnh

CHƯƠNG 3 CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH THIẾT KẾ SẢN PHẨM

3.1 Sơ đồ thiết kế bộ làm lạnh

Bộ làm lạnh được xây dựng với những đặc điểm thiết kế sau:

+ Khối nguồn cung cấp cho các tấm Peltier là khối nguồn 1 chiều điện áp 24VDC và dòng chịu tối đa là 5A

+ Khối nguồn 5VDC cung cấp cho khối vi điều khiển

+ Tấm Peltier loại CP60440 có kích thước 40mm × 40mm × 4mm

+ Tấm tản nhiệt bằng nhôm kết nối với mặt nóng của tấm Peltier Sử dụng tấm tản nhiệt bằng nhôm để hiệu quả phân tán nhiệt được đều trên khắp bề mặt của tấm tản nhiệt, giúp tản nhiệt cho mặt nóng nhanh hơn

+ Quạt tản nhiệt 12 VDC gắn sát với tấm nhôm tản nhiệt để tản nhiệt cho mặt nóng của tấm Peltier

+ Khối đo nhiệt độ và hiển thị nhiệt độ lên LCD: Sử dụng cảm biến nhiệt độ đặt vào trong buồng đựng hóa chất để đưa tín hiệu về cho vi điều khiển xử lý và hiển thị nhiệt độ của buồng hóa chất lên LCD để ta có thể kiểm soát được nhiệt độ hóa chất đang bảo quản

Bộ làm lạnh hóa chất được đặt bên dưới khay đựng hóa chất để làm lạnh hóa chất theo đúng yêu cầu nhiệt độ bảo quản Sơ đồ khối thiết kế của bộ làm lạnh được chỉ ra trên hình Các thông số kỹ thuật chính bao gồm:

Hình 3.1: Sơ đồ khối thiết kế của bộ làm lạnh

Hình 3.2 khay đựng hóa chất trong máy xét nghiệm sinh hóa