【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及設備校準領域，具體為一種氣相液氮生物容器溫度分布和液位校準方法及裝置。
技術介紹
1、氣相液氮生物容器，可以儲存和管理人類離體器官、組織、細胞、血液、體液、分泌物、排泄物以及其生物大分子衍生物等各種生物樣本，作為生物資源保存的重要載體，其最關鍵技術指標即氣相區域內溫度分布，生物樣本對溫度要求極其嚴格，保存溫度不當可能導致生物樣本的特性發生改變，甚至導致保存樣本失效，即使是微小的溫度變化也可能影響樣本的活性和穩定性，同時，氣相液氮生物容器的溫度控制依靠液氮作為冷源來實現，氣相液氮生物容器的底部為液氮，液氮在一定液位范圍內，才可以保證氣相存儲區域內的溫度分布滿足預設的溫度范圍，氣相液氮生物容器自身一般配備有控溫傳感器、溫度監測傳感器、液位監測傳感器，但這些傳感器都固化于氣相液氮生物容器內部，大部分無法拆卸，沒有辦法進行溯源，且在使用過程中會存在漂移，導致監測的溫度和液位不準，可拆卸的，如外置瓶塞形式的液位或溫度傳感器等，在拆卸溯源的過程中，會導致設備失去監控，存在失控風險，拆卸及重新安裝過程中，存在引入誤差的風險，溯源即校準結果不具備實際指導價值，因此，定期對氣相液氮生物容器進行溫度和液位校準測試尤為重要。
2、氣相液氮生物容器的存儲區域溫度一般低至（-195~-150）℃，傳統的無線測溫設備無法在這個低溫條件下長期工作及存儲，目前對自動化深低溫樣本保藏系統的溫度校準只能拆卸其溫度傳感器進行比對，無法滿足真實工況條件下的自動化深低溫樣本保藏系統的溫度校準，使用巡檢儀等有線傳感器通過蓋口進行布放，存在幾個問題
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于：為了解決現有氣相液氮生物容器液位的校準普遍采用液位尺進行，存在準確性不高，人為操作、讀數誤差大、開蓋檢測液氮蒸發的問題，提供一種氣相液氮生物容器溫度分布和液位校準方法及裝置。
2、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：一種氣相液氮生物容器溫度分布和液位校準裝置，包括氣相液氮生物容器主體，所述氣相液氮生物容器主體的頂端設置有檢測蓋，所述檢測蓋的頂端設置有保溫墊，所述保溫墊的內側卡合有定位管，所述定位管的底端安裝有磁吸固定套，且定位管的頂端設置有傳感器主機，所述磁吸固定套上安裝有溫度傳感器。
3、優選地，所述傳感器主機的頂端設置有磁吸單孔外殼底座，且傳感器主機的數量為十個，所述磁吸固定套、溫度傳感器貫穿至氣相液氮生物容器主體的內部，所述傳感器主機的外側設置有磁吸外殼，所述溫度傳感器上設置有傳感器座，且溫度傳感器與傳感器主機通過傳感器座、磁吸固定套以及磁吸外殼磁吸安裝，所述傳感器主機由pcb電路板、電池倉、peek單孔上蓋、磁吸底蓋組成。
4、一種氣相液氮生物容器溫度分布和液位校準方法，包括以下步驟：
5、步驟一：校準裝置啟動：
6、步驟二：一級預冷；
7、步驟三：二級梯度預冷；
8、步驟四：校準裝置布放及數據采集；
9、步驟五：數據讀取及溫場分布校準：
10、步驟六：液位校準；
11、步驟七：校準軟件自動生成氣相液氮生物容器校準結果報告。
12、優選地，所述步驟一中，溫度傳感器與磁吸固定套連接，軟件端識別該溫度傳感器溫度記錄器端點，進行采集設置，可設置采樣間隔、工作時長，如設置采樣間隔為10s，工作時長1h。
13、優選地，所述步驟二中，將10個溫度傳感器6插入低溫恒溫器中進行一級預冷，低溫恒溫器設置一級預冷條件為-50℃，1h，步驟三中，低溫恒溫器設置，-80℃，1h；-180℃，25min，軟件采集端可穩定采集到15min以上的-180℃穩定溫度，穩定判斷為-180±1.0℃。
14、優選地，所述步驟四中，將檢測蓋替換被測氣相液氮生物容器原有蓋/塞，將完成二級梯度預冷的記錄器端點溫度傳感器迅速插入到檢測蓋的檢測孔內，溫度傳感器穿過定位孔布置于氣相液氮生物容器主體的內部，其中一個插入到剛剛浸沒于液氮中，根據軟件系統，可實時看到該溫度傳感器溫度穩定在-196℃液氮溫度，記為a0，其余9個，按氣相存儲區域高度等分間隔，垂直排列；軟件端根據各溫度傳感器記錄器端點采集到的實時溫度自動判定氣相液氮生物容器主體儲存區溫度是否達到穩定，判斷原則為接受數據滿10min后，每累積min記錄一次溫度波動度，當所有溫度記錄端點的10min溫度波動度＜1.0℃時，軟件端判定氣相液氮生物容器達到熱平衡，溫度穩定，開始計時，繼續記錄溫度15min后，提示校準過程完成。
15、優選地，所述步驟五中，校準過程完成后，軟件端進行各溫度傳感器記錄器端點的全部記錄溫度讀取，并自動切割最后15min穩定溫場數據，根據布放時標記的溫度傳感器位置，分別進行頂部最高溫度、溫度示值誤差、垂直均勻度校準結果的計算。
16、優選地，所述步驟六中，通過軟件系統內置的液氮氣-液交接位置的溫度跳變情況，計算獲得當前氣相液氮生物容器主體的液位，與氣相液氮生物容器主體內置液位監測結果進行對比，獲得液位示值誤差。
17、優選地，所述液位示值誤差計算公式為
18、
19、式中：——氣相液氮生物容器的液位示值誤差（mm）；
20、——氣相液氮生物容器監測顯示液位的平均值（mm）；
21、——a與a實測溫度換算液位結果（mm）。
22、與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：
23、本專利技術通過設置溫度傳感器、傳感器主機和定位管，在氣相液氮生物容器主體的檢測蓋上插入不同深度的溫度傳感器，可進行現場的溫度分布及液位校準，通過軟件系統分析，獲得氣相液氮生物容器主體氣相存儲區域內的溫度分布，通過與裝置的結合及預冷方法，實現在真空工況、原位現場進行氣相液氮生物容器主體的溫度分布及液位校準，避免氣相液氮生物容器主體引入溫差巨大的熱源導致的液氮大量蒸發、溫度波動大、難以恢復溫度穩定等問題。
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1.一種氣相液氮生物容器溫度分布和液位校準裝置，包括氣相液氮生物容器主體（1），其特征在于：所述氣相液氮生物容器主體（1）的頂端設置有檢測蓋（2），所述檢測蓋（2）的頂端設置有保溫墊（3），所述保溫墊（3）的內側卡合有定位管（4），所述定位管（4）的底端安裝有磁吸固定套（5），且定位管（4）的頂端設置有傳感器主機（7），所述磁吸固定套（5）上安裝有溫度傳感器（6）。
2.根據權利要求1所述的一種氣相液氮生物容器溫度分布和液位校準裝置，其特征在于：所述傳感器主機（7）的頂端設置有磁吸單孔外殼底座（8），且傳感器主機（7）的數量為十個，所述磁吸固定套（5）、溫度傳感器（6）貫穿至氣相液氮生物容器主體（1）的內部，所述傳感器主機（7）的外側設置有磁吸外殼，所述溫度傳感器（6）上設置有傳感器座，且溫度傳感器（6）與傳感器主機（7）通過傳感器座、磁吸固定套（5）以及磁吸外殼磁吸安裝，所述傳感器主機（7）由PCB電路板、電池倉、PEEK單孔上蓋、磁吸底蓋組成。
3.一種氣相液氮生物容器溫度分布和液位校準方法，應用于權利要求1至2中任意一項所述的一種氣相液氮生物容器溫度
4.根據權利要求3所述的一種氣相液氮生物容器溫度分布和液位校準方法，其特征在于：所述步驟一中，溫度傳感器（6）與磁吸固定套（5）連接，軟件端識別該溫度傳感器（6）溫度記錄器端點，進行采集設置，可設置采樣間隔、工作時長，如設置采樣間隔為10s，工作時長6h。
5.根據權利要求3所述的一種氣相液氮生物容器溫度分布和液位校準方法，其特征在于：所述步驟二中，將10個溫度傳感器（6）插入低溫恒溫器中進行一級預冷，低溫恒溫器設置一級預冷條件為-50℃，1h，所述步驟三中，低溫恒溫器設置，-80℃，1h；-180℃，25min，軟件采集端可穩定采集到15min以上的-180℃穩定溫度，穩定判斷為（-180±1.0）℃。
6.根據權利要求3所述的一種氣相液氮生物容器溫度分布和液位校準方法，其特征在于：所述步驟四中，將檢測蓋（2）替換被測氣相液氮生物容器原有蓋/塞，將完成二級梯度預冷的記錄器端點溫度傳感器（6）迅速插入到檢測蓋（2）的檢測孔內，溫度傳感器（6）穿過定位孔布置于氣相液氮生物容器主體（1）的內部，其中一個插入到剛剛浸沒于液氮中，根據軟件系統，可實時看到該溫度傳感器（6）溫度穩定在-196℃（液氮溫度），記為A0，其余9個，按氣相存儲區域高度等分間隔，垂直排列；軟件端根據各溫度傳感器（6）記錄器端點采集到的實時溫度自動判定氣相液氮生物容器主體（1）儲存區溫度是否達到穩定，判斷原則為接受數據滿10min后，每累積10min記錄一次溫度波動度，當所有溫度記錄端點的10min溫度波動度＜1.0℃時，軟件端判定氣相液氮生物容器達到熱平衡，溫度穩定，開始計時，繼續記錄溫度15min后，提示校準過程完成。
7.根據權利要求3所述的一種氣相液氮生物容器溫度分布和液位校準方法，其特征在于：所述步驟五中，校準過程完成后，軟件端進行各溫度傳感器（6）記錄器端點的全部記錄溫度讀取，并自動切割最后15min穩定溫場數據，根據布放時標記的溫度傳感器（6）位置，分別進行頂部最高溫度、溫度示值誤差、垂直均勻度校準結果的計算。
8.根據權利要求3所述的一種氣相液氮生物容器溫度分布和液位校準方法，其特征在于：所述步驟六中，通過軟件系統內置的液氮氣-液交接位置的溫度跳變情況，計算獲得當前氣相液氮生物容器主體（1）的液位，與氣相液氮生物容器主體（1）內置液位監測結果進行對比，獲得液位示值誤差。
9.根據權利要求8所述的一種氣相液氮生物容器溫度分布和液位校準方法，其特征在于：所述液位示值誤差計算公式為
...【技術特征摘要】
1.一種氣相液氮生物容器溫度分布和液位校準裝置，包括氣相液氮生物容器主體（1），其特征在于：所述氣相液氮生物容器主體（1）的頂端設置有檢測蓋（2），所述檢測蓋（2）的頂端設置有保溫墊（3），所述保溫墊（3）的內側卡合有定位管（4），所述定位管（4）的底端安裝有磁吸固定套（5），且定位管（4）的頂端設置有傳感器主機（7），所述磁吸固定套（5）上安裝有溫度傳感器（6）。
2.根據權利要求1所述的一種氣相液氮生物容器溫度分布和液位校準裝置，其特征在于：所述傳感器主機（7）的頂端設置有磁吸單孔外殼底座（8），且傳感器主機（7）的數量為十個，所述磁吸固定套（5）、溫度傳感器（6）貫穿至氣相液氮生物容器主體（1）的內部，所述傳感器主機（7）的外側設置有磁吸外殼，所述溫度傳感器（6）上設置有傳感器座，且溫度傳感器（6）與傳感器主機（7）通過傳感器座、磁吸固定套（5）以及磁吸外殼磁吸安裝，所述傳感器主機（7）由pcb電路板、電池倉、peek單孔上蓋、磁吸底蓋組成。
3.一種氣相液氮生物容器溫度分布和液位校準方法，應用于權利要求1至2中任意一項所述的一種氣相液氮生物容器溫度分布和液位校準裝置，包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述的一種氣相液氮生物容器溫度分布和液位校準方法，其特征在于：所述步驟一中，溫度傳感器（6）與磁吸固定套（5）連接，軟件端識別該溫度傳感器（6）溫度記錄器端點，進行采集設置，可設置采樣間隔、工作時長，如設置采樣間隔為10s，工作時長6h。
5.根據權利要求3所述的一種氣相液氮生物容器溫度分布和液位校準方法，其特征在于：所述步驟二中，將10個溫度傳感器（6）插入低溫恒溫器中進行一級預冷，低溫恒溫器設置一級預冷條件為-50℃，1h，所述步驟三中，低溫恒溫器設置，-80℃，1h；-180℃，25min，軟件采集端可穩定采集到...
【專利技術屬性】
技術研發人員：梁林，王超，王蘇玲，王旖，趙丹俠，韓亞莉，金鑫，祝天宇，朱娟，
申請(專利權)人：臺州市計量技術研究院，
類型：發明
國別省市：
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