【经验】如何根据评估热负载来为PCR仪选择合适的TEC

时间： 2020-09-29 来源：世强

技术问答

2019年底新冠肺炎爆发以下，市场对核酸检测的需求量爆增，而核酸检测所用的一种关键仪器便是PCR仪，PCR扩增仪又称为PCR基因扩增仪、PCR核酸扩增仪、聚合酶链反应核酸扩增仪，是利用PCR(Polymerase chain reaction，聚合酶链反应)技术对特定DNA扩增的一种仪器设备，PCR仪最核心的部分便是温控，PCR仪温度的准确性可能会对PCR的成败与否起决定性作用。加热模块上孔与孔之间的温度一致性对于获取可靠而可重复的PCR结果也是至关重要的。

现在便携式的PCR尺寸比较小，而且要求检测时间比较短，例如有些要求升温速率5℃/s，降温速率5℃/s，需要在60℃～95℃范围做温循，对于这种做需要快速升降温的应用，TEC是一种很好的解决方案，而且目前越来越多的PCR都开始采用TEC温控方案了。

一般试剂是放在一块金属加热块上，外面会加保温隔热材料，假如金属加热块材料是铝，尺寸为40*40*1.0mm，温循范围是60℃～95℃，要达到升降温速率都是5℃/s，需要怎么来选择TEC呢？

首先需要评估热负载：

已知条件：

1、铝的比热熔为c=0.88×10³ J/(kg·℃)；

2、铝的密度为ρ=2.7×10³kg/m³；

铝块的质量m=ρv==2.7×10³kg/m³×（0.04×0.04×0.001）m³=0.00432kg；

从95℃降温到60℃的时间t=（95℃－60℃）/(5℃/s)=7s；

则热负载P=mcΔT/t=0.00432kg×0.88×10³ J/(kg·℃)×（95℃-60℃）÷7s=19.008W；

然后根据热负载、温差及尺寸来选择合适的TEC，因加热块的尺寸为40*40*1.0mm，所以TEC的冷面的长宽最好也是40*40mm，XLT2420这款TEC的冷面尺寸是40*40mm，满足要求。另外如下图XLT2420的热面温度为50℃性能曲线所示，当温差为35℃，热负载为20W时，这款XLT2420性能是可以达到要求的，而且还有些余量。当热负载为20W时，最大温差可以做到43℃，当温差为35℃时，最大热负载可以到28W左右，而且这个是从热面温度为50℃的性能曲线上估算的，如果从热面温度为95℃的曲线上估算，这个余量会更大，所以XLT2420能满足如上PCR的性能要求。

II-VI MARLOW XLT2420的主要优势：

•符合RoHS欧盟标准；

•额定工作温度125°C，超过PCR要求的95℃；

•温度循环次数可达50万次以上，使PCR仪的使用寿命更长；

•强度高，适合恶劣环境；

•温度均匀性好，各地方温度温差不超过0.1℃；

•产品可靠性高，性能稳定，在PCR行业应用广泛。

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 0
| 转发至：

本文由刹那芳华提供，版权归世强硬创平台所有，非经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，授权转载时须注明“来源：世强硬创平台”。

全部评论（0）

暂无评论

【经验】选型时如何理解半导体制冷片（TEC）的COP值？

COP值是制冷量Qc与输入功率Q的比值。表示TEC的能效比，值越大越省电。其实，输入功率与制冷量是两个不同性质的参数，一个是指电量，一个指热量。TEC的工作原理并不能简单的看成电能和热能的转换，很多客户在选型时并不清楚怎么理解COP值。因此，本文就此具体介绍COP值，帮助客户选型。

设计经验发布时间 : 2022-03-30

【经验】如何计算TEC半导体制冷片在PCR仪中应用的降温速率

PCR仪是用于基因扩增的仪器，最核心的部分是温度控制，而温控最核心的部件是用于PCR仪升降温的半导体制冷片,在所有的半导体制冷片厂牌中,II-IV Marlow公司推出的XLT系列产品无疑是可靠性最高的半导体温度循环器,其满足可靠的循环次数高达100万次,是PCR仪可靠性最高的半导体制冷片.如何选择温度循环器功率达到满足要求的升降温速率呢?这需要一定的理论参考与计算.

设计经验发布时间 : 2019-07-05

【经验】焊接：热电冷却器（TEC）安装方式之一

II-VI Marlow的热电冷却器（TEC）使用以下三种方法之一进行安装：粘合剂粘合，螺钉，焊接。本文讲述的是其中焊接的安装方式。

设计经验发布时间 : 2018-02-24

【选型】如何计算和评估半导体制冷片TEC的制冷功率？

很多工程师在使用半导体制冷片时，很难理解半导体制冷片的制冷功率到底是多少，如何评估使用时的制冷功率，在设计产品中不能很好把控设计状态，造成设计与预期不符的问题。II-IV Marlow公司半导体制冷片具有高可靠性、高性能的特点，在医疗、通信、军工等高可靠性领域广泛应用，以XLT2420为例，分析TEC制冷功率问题。

器件选型发布时间 : 2019-06-29

【选型】II-VI Marlow（马洛）半导体制冷片（TEC）发电片选型指南

目录- 单级热电致冷器多级热电致冷器电源发生器热循环器温度控制器组件& 子系统配件

型号- SP5025-01AC,RC12-6-01,SP1975-02AC,RC12-2.5-01,XLT2423-31AC,NL2021T-01AC,SP1848-03AC,XLT2419-03AC,NL1012T-01AC,SP5255-01AC,NL2011T-01AC,XLT2421-03AC,XLT2420-01 L,NL1020T-01AC,RC6-2.5-01,TG12-8,SP5162-01AC,NL3040-01BC,TG12-6,TG12-4,ST3684-01,SP5384-01AC,TG12-2.5,NL2012T-01AC,XLT2418-03AC,NL1023T-01AC,ST3384-01,TG 12-2.5,NL3021T-01AC,RC6-6-01,RC3-6-01,NL1011T-01AC,RC12-8-01,NL2063T-01AB,NL1021T-01AC,RC12-4-01,RC6-8-01,NL4012T-03BC,XLT2422-01L,SP2402-01AB,SE6020,SP5083-03AC,856-3977-001,SP2394-01AB,XLT2420-01L,RC3-2.5-01,SP2503-03AC,XLT2416-03AC,860-3079-001,860-3079-002,NL4040-01BC,MI6030-01BC,NL1025T-01AC,SP5446-01AC,NL1010T-01AC,NL1013T-01AC,NL2022T-01AC,NL2064T-AB,SP2085-01AC,NL3026T-01AC,RC6-4-01,RC3-8-01,RC3-4-01

选型指南 - II-VI MARLOW - 2017年10月27日 PDF 中文下载