一种PCR仪温度校准仪

技术领域

本发明涉及PCR仪的测试计量技术领域，尤其涉及一种PCR仪温度校准仪。

背景技术

PCR仪也称聚合酶链式反应仪(Polymerase Chain Reaction Instruments，PCR)，是一种使DNA聚合酶在指定的温度场条件下实现大规模基因复制的仪器。由于PCR仪通过热循环的温度变化控制实现DNA的变形和复制，精密的温度控制对DNA片段的复制质量起到了举足轻重的作用，因此对PCR仪进行有效的温度校准具有重要意义。目前的方式是通过PCR仪温度校准系统对PCR仪进行温度校准。

这些校准系统一般包括测温探头板、数据采集盒和分析软件。测温探头板包含若干个精密温度传感探头，用于采集PCR仪的温度信号，通过排线将温度信号传递给数据采集盒进行信号处理，再由数据采集盒将信号传递给上位机中的分析软件，以对PCR仪进行温度校准。然而，PCR仪温度校准系统对PCR仪校准时需要PCR仪进入工作状态，那么PCR仪就需要仓门密闭，而仓门关闭的时候会压到排线，而目前是测温探头板中每个温度传感探头上都引出一根排线与数据采集盒相连，使得测温探头板连接到数据采集盒的整体排线较宽，这样就很容易压坏排线。这是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种PCR仪温度校准仪，解决了现有技术中测温探头板连接到数据采集盒的整体排线较宽，容易压坏排线的问题。

本发明提供一种PCR仪温度校准仪，包括：第一壳体；设置于所述第一壳体第一面的多个温度传感探头；其中，任一温度传感探头包括头部和尾部；所述温度传感探头的头部包括温度传感器；设置于所述第一壳体第二面的各元器件；所述各元器件包括模数转换电路、主控制芯片和电源管理模块；所述第一面和所述第二面为所述第一壳体相背离的两面；所述多个温度传感探头嵌入所述第一壳体，从而使得所述多个温度传感探头固定于所述第一壳体，所述多个温度传感探头的尾部直径大于所述多个温度传感探头在所述第一壳体中避让孔的直径；所述多个温度传感探头耦接于所述模数转换电路；所述模数转换电路耦接于所述主控制芯片；所述电源管理模块耦接于所述主控制芯片和所述模数转换电路；所述电源管理模块用于所述各元器件的供电管理；所述模数转换电路用于将来自所述多个温度传感探头的温度信号转换为数字信号；所述主控制芯片用于控制所述模数转换电路以及用于与上位机通讯。

上述PCR仪温度校准仪中，所述多个温度传感探头耦接于所述模数转换电路，所述多个温度传感探头与所述模数转换电路之间已不需要排线，也就是该PCR仪温度校准仪已将温度信号采集和温度信号转化为数字信号的功能合在一体，即便与上位机通过有线方式通信，数字信号引出的排线也远比模拟信号引出的排线窄，从而减缓了PCR仪仓门紧闭时对排线的挤压。

可选的，所述的PCR仪温度校准仪，还包括多个连接器；所述多个连接器分别设置在所述第一壳体上的不同预设区域；所述连接器用于连接所述主控制芯片和所述上位机，从而与所述上位机有线通讯。

上述PCR仪温度校准仪中，所述多个连接器分别设置在所述第一壳体上的不同预设区域，通过多个连接器可以适配不同类型PCR仪。

可选的，所述连接器为6pin的超薄SIM卡连接器。

上述PCR仪温度校准仪中，所述连接器选择6pin的超薄SIM卡连接器时更薄，更利于压缩PCR仪温度校准仪的空间，减少排线的挤压。

可选的，所述PCR仪温度校准仪还包括第二壳体；所述第二壳体含有多个卡槽；所述多个卡槽与所述第一壳体对应位置的所述各元器件形状耦合，使得所述各元器件固定于所述第二壳体。

上述PCR仪温度校准仪中，所述第二壳体含有多个卡槽，所述多个卡槽与所述第一壳体对应位置的所述各元器件形状耦合，因此通过所述第二壳体，以避让第一壳体对应位置的所述各元器件。

可选的，所述PCR仪温度校准仪还包括第三壳体；所述第三壳体用于覆盖所述第一壳体和所述第二壳体组成的组合体。

上述PCR仪温度校准仪中，所述第三壳体用于覆盖所述第一壳体和所述第二壳体组成的组合体，使得所述PCR仪温度校准仪成为封闭的一体机，保护了各元器件，且具有整体性，更方便操作。

可选的，所述第一壳体上含有一个针对上盖板的温度传感器；所述针对上盖板的温度传感器为NTC电阻或温度传感芯片；所述针对上盖板的温度传感器在所述上盖板的对应位置预留金属导热区域，并在该金属导热区和所述针对上盖板的温度传感器通过施加导热胶或导热片传递温度。

上述PCR仪温度校准仪中，针对上盖板的温度传感器为NTC电阻或温度传感芯片，确保跟PCR仪内部的加热板更可靠接触，通过预留金属导热区域的方式，从而更准确地反映PCR仪的温度信号，确保所述上盖板的温度能准确地反映给上盖板温度传感器。

可选的，所述PCR仪温度校准仪还包括无线通讯模块和纽扣电池组；所述无线通讯模块耦接于所述主控制芯片；所述无线通讯模块用于所述主控制芯片与所述上位机进行无线通讯；所述纽扣电池组耦接于所述电源管理模块；所述纽扣电池组用于为所述电源管理模块提供输入电源。

上述PCR仪温度校准仪中，当所述PCR仪温度校准仪包括无线通讯模块和纽扣电池组时，通过纽扣电池组为所述电源管理模块提供输入电源，也能使得PCR仪温度校准仪正常工作，所述主控制芯片不需要排线也能与所述上位机进行无线通讯，从而完全避免了仓门压坏排线。

可选的，所述纽扣电池组中的纽扣电池为2个或3个；所述纽扣电池组的封装规格为1225封装或1616封装。

上述PCR仪温度校准仪中，所述纽扣电池组中的纽扣电池为2个或3个时，且封装规格为1225封装或1616封装，既可以保证PCR仪温度校准仪供电，又不至于占用较多空间。

可选的，所述多个温度传感探头内的温度传感器为负温度系数NTC电阻，且所述温度传感探头的头部外壳为圆锥形金属。

上述PCR仪温度校准仪中，采用负温度系数NTC电阻，且所述温度传感探头的头部外壳为圆锥形金属，确保跟PCR仪内部的加热板更可靠接触，从而更准确地反映PCR仪的温度信号。

可选的，所述PCR仪温度校准仪还包括存储模块；所述存储模块用于存储所述PCR仪温度校准仪的工作数据。

上述PCR仪温度校准仪中，存储模块可以存储所述PCR仪温度校准仪的工作数据，使得所述PCR仪温度校准仪的数据保存更加完整。

本发明的这些实施方式在以下实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种PCR仪温度校准仪(有线一体机)与上位机连接的示意图；

图2为本发明实施例提供的一种PCR仪温度校准仪的内部结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种PCR仪温度校准仪的自顶向底的实物结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种PCR仪温度校准仪的自底向顶的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种PCR仪温度校准仪(无线一体机)与上位机连接的示意图；

图6为本发明实施例提供的一种PCR仪温度校准仪的内部结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种PCR仪温度校准仪的自顶向底的实物示意图；

图8为本发明实施例提供的一种PCR仪温度校准仪的自底向顶的实物示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种PCR仪温度校准仪，包括：第一壳体；设置于所述第一壳体第一面的多个温度传感探头；其中，任一温度传感探头包括头部和尾部；所述温度传感探头的头部包括温度传感器；设置于所述第一壳体第二面的各元器件；所述各元器件包括模数转换电路、主控制芯片和电源管理模块；所述第一面和所述第二面为所述第一壳体相背离的两面。

其中，所述多个温度传感探头嵌入所述第一壳体，从而使得所述多个温度传感探头固定于所述第一壳体，所述多个温度传感探头的尾部直径大于所述多个温度传感探头在所述第一壳体中避让孔的直径；所述多个温度传感探头耦接于所述模数转换电路；所述模数转换电路耦接于所述主控制芯片；所述电源管理模块耦接于所述主控制芯片和所述模数转换电路；所述电源管理模块用于所述各元器件的供电管理；所述模数转换电路用于将来自所述多个温度传感探头的温度信号转换为数字信号；所述主控制芯片用于控制所述模数转换电路以及用于与上位机通讯。

具体来说，所述多个温度传感探头的尾部直径可以略大于所述多个温度传感探头在所述第一壳体中避让孔的直径，可以限制所述多个温度传感探头的尾部直径是所述多个温度传感探头在所述第一壳体中避让孔的直径的预设比例，如105％～120％，使得所述多个温度传感探头固定于所述第一壳体。

多个温度传感探头可以为高精度温度探头，高精度温度探头一般为圆柱形(长度8-20mm)，其温度传感探头的头部为金属，金属部分为圆锥形，以更好地贴合PCR仪的加热孔，提高温度传感的准确性。更优的，温度传感探头采用防水设计，更好地适配不同的工作场景。

具体来说，模数转换电路可以包含模拟信号调理电路、ADC转换电路组成。根据温度传感探头数量的不同，选用支持相应通道的模拟-数字转换电路。如采用不少于温度传感探头数量的模拟输入通道的ADC转换芯片，将多组模拟的温度信号同步转换成数字信号；或者在单通道ADC转换芯片的前端增加多对一的模拟切换开关，在MCU的控制下分时地将各个温度传感探头的信号接到ADC转换芯片转换成数字信号。

具体来说，主控制芯片的MCU电路一般为由一颗MCU芯片及其外围电路组成，MCU芯片外围电路一般包括电源芯片、晶体振荡器；如果对于无线PCR仪温度校准一体机，该MCU必须支持无线通讯协议(较优的，支持蓝牙或ZigBee协议)，其外围器件须增加天线匹配电路及PCB板载天线。一体机的控制软件烧录在MCU芯片或外围Flash存储芯片中，并控制一体机的工作流程。无线收发电路主要支持无线收发功能的MCU芯片及其外围天线匹配电路、PCB板载天线组成。

具体来说，电源管理模块有如下功能：在电源管理模块得到供电后，如有线PCR仪温度校准一体机，电源管理模块通过连接器、排线连接到上位机，从而得到上位机为其供电；无线PCR仪温度校准一体机，电源管理模块通过纽扣电池组得到供电。

主电源通过电源管理模块(可以为DC/DC芯片或LDO芯片)转换成PCR仪温度校准仪一体机中各个模块所需的电压，并支持根据需要开启或关闭某个模块的供电，提高电源管理的灵活性，尤其是提高PCR仪温度校准一体机的低功耗管理能力。

需要说明的是，PCR仪温度校准仪又可以称为PCR仪温度校准一体机；本发明中，针对PCR仪校准的温度传感探头、数据采集电路(包括模数转换电路)采用一体化设计，从而成为一体机形式的PCR仪温度校准仪，省去外部采集器。

可选的，所述的PCR仪温度校准仪，还包括多个连接器；所述多个连接器分别设置在所述第一壳体上的不同预设区域；所述连接器用于连接所述主控制芯片和所述上位机，从而与所述上位机有线通讯。

具体来说，有线的接收器可以一端为USB连接器接到上位机，一端为与超薄的连接器相适配的插头，中段的排线可以为柔性电路板(FPC)，典型的，FPC上包含电源、地、2-5组数字信号线。由于一体机即使在有线通讯时，其所需的信号数量也远少于传统的PCR仪测温探头板引出的信号数量，因此有线的接收器的FPC的线宽极大减小，减少了使用中被压坏的可能。

在PCR仪温度校准一体机内部多个方向(至少2个方向)设计有超薄的连接器，该连接器可以与有线的接收器一端的插头配合使用。有线的接收器一端的插头刚好能插入一体机的超薄的连接器。由于一体机内部多个方向布置有该连接器，便于有线的接收器的插头可以从不同的方向插入，以适配不同的PCR仪。

上述PCR仪温度校准仪中，所述多个连接器分别设置在所述第一壳体上的不同预设区域，通过多个连接器可以适配不同类型PCR仪。

可选的，所述连接器为6pin的超薄SIM卡连接器。

具体来说，6pin的超薄SIM卡连接器，其厚度(不含弹片部分)0.2-0.8mm，更优地，其厚度(不含弹片部分)0.4-0.6mm。较优地，6pin包括：电源、GND、UART TX/RX、多用途IO。

上述PCR仪温度校准仪中，所述连接器选择SIM卡连接器时更薄，更利于压缩PCR仪温度校准仪的空间，减少排线的挤压。

可选的，所述PCR仪温度校准仪还包括第二壳体；所述第二壳体设计有多个镂空结构；所述多个镂空结构与所述第一壳体对应位置的所述各元器件形状耦合，使得所述各元器件不至于被压倒。

可选的，所述PCR仪温度校准仪还包括第三壳体；所述第三壳体用于覆盖所述第一壳体和所述第二壳体组成的组合体。

上述PCR仪温度校准仪中，所述第三壳体用于覆盖所述第一壳体和所述第二壳体组成的组合体，使得所述PCR仪温度校准仪成为封闭的一体机，保护了各元器件，且具有整体性，更方便操作。

具体来说，PCR仪温度校准一体机可以采用3块PCB板(第一壳体、第二壳体和第三壳体)紧贴的形式组合为一个整体，3层PCB板通过每条板边的多个邮票孔焊接的方式进行固定，其中：最下层的PCB主要放置传感器线路、ADC、主控制器(MCU)等数据采集电路相关的电子元器件，中间层PCB用于结构限位作用，电子元器件对应位置中间层PCB镂空，最上层的PCB用于作为盖板和放置少数器件(如纽扣电池、按键)。

可选的，所述第一壳体上含有一个针对上盖板的温度传感器；所述针对上盖板的温度传感器为NTC电阻或温度传感芯片；所述针对上盖板的温度传感器在所述上盖板的对应位置预留金属导热区域，并在该金属导热区和所述针对上盖板的温度传感器通过施加导热胶或导热片传递温度。

上述PCR仪温度校准仪中，针对上盖板的温度传感器为NTC电阻或温度传感芯片，确保跟PCR仪内部的加热板更可靠接触，通过预留金属导热区域的方式，从而更准确地反映PCR仪的温度信号，确保所述上盖板的温度能准确地反映给上盖板温度传感器。

可选的，所述PCR仪温度校准仪还包括无线通讯模块和纽扣电池组；所述无线通讯模块耦接于所述主控制芯片；所述无线通讯模块用于所述主控制芯片与所述上位机进行无线通讯；所述纽扣电池组耦接于所述电源管理模块；所述纽扣电池组用于为所述电源管理模块提供输入电源。

需要说明的是，针对支持无线通讯模式的PCR仪温度校准一体机，无线通讯协议可以为蓝牙或ZigBee，一体机内置蓝牙或ZigBee无线传输电路，上位机(如电脑或平板)上插入配套的无线接收器来实现数据传输；针对支持有线通讯模式的PCR仪温度校准一体机，需要配合一个有线的接收器来配合使用。

上述PCR仪温度校准仪中，所述PCR仪温度校准仪包括无线通讯模块和纽扣电池组时，通过纽扣电池组为所述电源管理模块提供输入电源，也能使得PCR仪温度校准仪正常工作，所述主控制芯片不需要排线也能与所述上位机进行无线通讯，从而完全避免了仓门压坏排线。

需要说明的是，PCR仪温度校准一体机可以无线通讯，也可以是有线通讯，也可以是同时支持无线和有线通讯方式。

可选的，所述纽扣电池组中的纽扣电池为2个或3个；所述纽扣电池组的封装规格为1225封装或1616封装。

上述PCR仪温度校准仪中，所述纽扣电池组中的纽扣电池为2个或3个时，且封装规格为1225封装或1616封装，既可以保证PCR仪温度校准仪供电，又不至于占用较多空间。

更优地，考虑到进一步减小纽扣电池组的高度，宜采用1616封装或1225封装。耐高温的纽扣电池的数量可以为1-4个，更优地为2-3个。不同的电池数量，其接法有差异：2颗并联或串联、3颗并联或串联、4颗并联，或两两串联后再并联；较优地，采用2-3颗并联。

需要说明的是，由于纽扣电池电量小，因此无线PCR仪温度校准仪一体机须采用超低功耗设计，在不工作的时候要关闭外围电路(温度探头、温度采集电路、无线收发电路)的供电，MCU须进入低功耗状态。无线PCR仪温度校准仪一体机若识别到跟接收器的通讯终止，可以立即或等待一定时间(如5分钟以内)后主动关机。

具体来说，PCR仪温度校准一体机可采用耐高温的纽扣电池组供电，综合考虑到一体机内部的空间有限、器件高度的限制、待机时间尽可能长等因素，电池的封装可以采用1225封装或1616封装。

上述PCR仪温度校准仪中，通过纽扣电池组给所述PCR仪温度校准仪供电，不会占用所述PCR仪温度校准仪较大的空间，方便了所述PCR仪温度校准仪的操作。

可选的，所述多个温度传感探头内的温度传感器为负温度系数NTC电阻，且所述温度传感探头的头部外壳为圆锥形金属。

所述多个温度传感探头的尾部可以设置为非圆形的形状，使得PCR仪温度校准仪旋转时，温度传感探头不随之转动，更加稳定。

上述PCR仪温度校准仪中，采用NTC电阻，且所述温度传感探头的头部外壳为圆锥形金属，确保跟PCR仪内部的加热板更可靠接触，从而更准确地反映PCR仪的温度信号。

可选的，所述PCR仪温度校准仪还包括存储模块；所述存储模块用于存储所述PCR仪温度校准仪的工作数据。

上述PCR仪温度校准仪中，存储模块可以存储所述PCR仪温度校准仪的工作数据，使得所述PCR仪温度校准仪的数据保存更加完整。

存储模块，具体来说，可以为Flash存储芯片或EEPROM芯片，在MCU的控制下用来存储设备信息、校准数据、出厂信息、测试数据等数据。

具体来说，PCR仪温度校准一体机还可以包括其他外围模块，为提高用户体现，PCR仪温度校准一体机还包含开关机按键、LED指示灯。

因此，总体来说，PCR仪温度校准一体机在功能模块上可以包括：高精度温度探头(多个)，温度采集电路，MCU电路、存储器件、无线收发电路(针对支持无线通讯的一体机)、电源管理模块、外围设备(开关机按键、LED指示灯、超薄连接器)。为了满足PCR仪内部空间尺寸限制和工作温度范围的要求，PCR仪温度校准一体机内部各个模块的电子元器件的选型上，须采用尺寸小、高度低(除电池外，不超过1mm)、耐高温(满足0～120℃范围内工作)的元器件。

下面结合具体实施例，详细说明本发明提供的一种PCR仪温度校准仪。需要说明的是，以下实施例仅作为本发明中的PCR仪温度校准仪的示例，以详细解释，但并不是对本发明的限定。其中，实施例一是在有线通讯模式下PCR仪温度校准仪的一种示例，实际上也可以称为PCR仪温度校准有线一体机；实施例二是在无线通讯模式下PCR仪温度校准仪的一种示例，实际上也可以称为PCR仪温度校准无线一体机。实施例一或实施例二可以针对多种反应孔数(如48孔、32孔、60孔、96孔、384孔等)的PCR仪，而具体的实现方式，可以根据所针对的PCR仪的内部空间的实际情况，通过改变温度传感探头的数量、温度传感探头布局位置、改变PCR仪温度校准仪(含内部电路板)的外形尺寸、改变内部的器件位置和布局、改变壳体局部镂空的位置和大小来进行适配。

实施例一：

实施例一为PCR仪温度校准有线一体机(以下简称有线一体机)，如图1所示，有线一体机主机和上位机的有线接收器配合工作。有线一体机在两个方向放置有超薄插座；线的接收器一端为有线接收器(可以为USB连接器)接到上位机，一端为与超薄的SIM卡连接器相适配的插头，中段为柔性电路板(FPC)。在有线一体机通过有线接收器与上位机连线后，有线接收器可以给有线一体机提供电源(如电压为5V)，二者可以通过UART信号进行数据通讯。

如图2所示，有线一体机内部可以由以下模块组成：

1)符合《JJF1527-2015聚合酶链式反应分析仪校准规范》规定布局方式的多个温度传感探头，如针对反应孔数为96孔的PCR仪温度校准仪是15个温度传感探头(Sensor 1～Sensor 15)。具体来说，温度传感探头的温敏元件(温度传感器)可以为NTC电阻。探头采用圆柱形设计，其总长度为16mm，温度传感探头的头部外壳为圆锥形金属，以更好地贴合PCR仪的加热孔，提高温度传感的准确性。更优地，探头部分采用防水设计，更好地适配不同的工作场景。

2)模数转换电路(ADC)，将多个温度传感探头的温度模拟信号进行数字化转换，转换为数字信号，举例来说，通过一颗16通道ADC芯片，将15个温度传感探头的模拟信号转换成数字信号。

3)主控制芯片(MCU)，实现对ADC、存储模块等其它外围模块的控制，并通过有线接收器及上位机的通讯。

4)电源模块(PMU)，将输入的电源(如电压为5V的电源)转换为各个模块需要的其它电源(如3.3V电源，1.8V电源)，并支持待机模式下的超低功耗控制。

5)存储模块(可以为非易失性Flash)，用于存储有线一体机工作中的各种数据。

6)2个超薄SIM卡连接器(Connector)，布置在有线一体机的下侧和右侧两个方向，该连接器可以与有线的接收器一端的插头配合使用。有线的接收器一端的插头刚好能插入一体机的超薄的SIM卡连接器。由于在两个方向布置了连接器，便于有线的接收器的插头可以从不同的方向插入，以适配不同的PCR仪。

7)其它外围模块可以包括：绿色的LED指示灯、超薄开关机按键等。

以上模块1)～7)的器件，都须耐受120℃高温工作。

由于PCR仪内部空间的限制，对有线一体机的厚度有很高的要求，一般总厚度不宜超过2.5mm，因此在有线一体机内部的结构设计上具有很大的挑战。

进一步地，有线一体机的实物构造可以如图3所示，较优地，各部件的位置应如图3中所示的位置布局，具体来说：

有线一体机主体部分采用3个壳体(如三个PCB板)紧贴的形式组合为一个整体，形成有线一体机。举例来说，3层PCB板都在每条板边都设计多个金属化孔(邮票孔)，生产时通过将3层PCB板通过邮票孔焊接的方式进行固定。其中：

最下层的第一壳体PCB(1)，厚度可以为0.6±0.2mm，在15个温度传感探头(11)的位置开圆孔插入圆锥形温度传感探头。较优地，邮票孔的开孔直径为5.0±0.5mm；除了温度传感探头外，PCB(1)上还可以放置了多个电子元器件(13)，如可以包括：ADC、主控制器(MCU)、电源模块(PMU)、Flash、LED指示灯(14)。2个连接器(12)分别位于下侧长边和右侧短边的位置，便于从不同的方向引出排线。

中间层，第二壳体(PCB(2))厚度可以为1.0±0.2mm，主要起结构限位作用，在15个温度传感探头的位置(21)开两侧切掉的不规则圆孔避让、在最下层第一壳体(PCB(1))上有电子元器件对应位置开槽(22)避让、在连接器的位置开槽(23)避让；特别地，为了平衡各个温度传感探头的受力，15个温度传感探头的开槽方向各不相同。

最上层的第三壳体PCB(3)厚度可以为0.6±0.2mm，可以将中间层的电子元器件封闭住，而且可丝印设备名称等信息。

进一步地，实施例一的自底向顶的示意图可以如图4所示。

实施例二：

如图5所示，由PCR仪温度校准无线一体机和无线接收器配合工作。PCR仪温度校准无线一体机和无线接收器之间通过ZigBee或蓝牙无线通讯协议进行通讯。PCR仪温度校准无线一体机可以由高温纽扣电池组供电。

进一步地，如图6所示，无线一体机内部可以由以下模块组成：

1)符合《JJF1527-2015聚合酶链式反应分析仪校准规范》规定布局方式的多个温度传感探头，如针对反应孔数为96孔的PCR仪温度校准仪是15个温度传感探头(Sensor 1～Sensor 15)。具体来说，温度传感探头的温度传感器可以为NTC电阻。探头采用圆柱形设计，其总长度为16mm，温度传感探头的头部外壳为圆锥形金属，以更好地贴合PCR仪的加热孔，提高温度传感的准确性。更优地，探头部分采用防水设计，更好地适配不同的工作场景。

2)模数转换电路(ADC)，将多个温度传感探头的温度模拟信号进行数字化转换，转换为数字信号，举例来说，通过一颗16通道ADC芯片，将15个温度传感探头的模拟信号转换成数字信号。

3)主控制芯片(MCU)，实现ADC、存储模块等其它外围模块的控制；以有线或无线连接到接收器，实现与上位机的通讯。

4)电源模块(PMU)，将输入的电源(如电压为5V的电源)转换为各个模块需要的其它电源(如3.3V电源，1.8V电源)，并支持待机模式下的超低功耗控制。

5)存储模块(可以为非易失性Flash)，用于存储无线一体机工作中的各种数据。

6)2个超薄SIM卡连接器(Connector)，其厚度(不含弹片部分)0.4-0.6mm。布置在无线一体机的下侧和右侧两个方向，该连接器可以与无线的接收器一端的插头配合使用。无线的接收器一端的插头刚好能插入一体机的超薄的SIM卡连接器。由于在两个方向布置了连接器，便于无线的接收器的插头可以从不同的方向插入，以适配不同的PCR仪。

7)射频天线(Antenna)：板载2.4GHz频段的PCB天线，以满足ZigBee或蓝牙无线通讯的要求。

8)纽扣电池组(Coin Cell Battery)：采用兼容1-3颗1616封装的高温纽扣电池并联的设计，使用中可以插入1-3颗纽扣电池，作为一体机的主电源。3颗电池可以显著提高总的电池电量以增加总的工作时间，避免因电池耗光而频繁更换电池；且并联的方式可以提高瞬时电流输出能力，提高电源系统的稳定性。

9)其它外围模块可以包括：绿色的LED指示灯、超薄开关机按键等。

以上模块1)～9)的器件，都须耐受120℃高温工作。

由于PCR仪内部空间的限制，对无线一体机的厚度有很高的要求，一般总厚度不宜超过2.5mm，因此在无线一体机内部的结构设计上具有很大的挑战。

进一步地，无线一体机的实物构造也可以如图7所示，具体来说：

无线一体机主体部分采用3个壳体(如三个PCB板)紧贴的形式组合为一个整体，形成无线一体机。举例来说，3层PCB板都在每条板边都设计多个金属化孔(邮票孔)，生产时通过将3层PCB板通过邮票孔焊接的方式进行固定。其中：

最下层的第一壳体PCB(1)，厚度可以为0.6±0.2mm，在15个温度传感探头(11)的位置开圆孔插入圆锥形温度传感探头。较优地，邮票孔的开孔直径为5.0±0.5mm；除了温度传感探头外，PCB(1)上还可以放置了多个电子元器件(13)，如可以包括：ADC、主控制器(MCU)、电源模块(PMU)、Flash、LED指示灯(14)。2个连接器(12)分别位于下侧长边和右侧短边的位置，便于从不同的方向引出排线。由于器件区域受结构的限制。

中间层，第二壳体(PCB(2))厚度可以为1.0±0.2mm，主要起结构限位作用，在15个温度传感探头的位置(21)开两侧切掉的不规则圆孔避让、在最下层第一壳体(PCB(1))上有电子元器件对应位置开槽(22)避让、在连接器的位置开槽(23)避让；特别地，为了平衡各个温度传感探头的受力，15个温度传感探头的开槽方向各不相同。

最上层的第三壳体PCB(3)厚度可以为0.6±0.2mm，在顶层可丝印设备名称、产品序列号、厂商信息等信息，底层放置按键、纽扣电池组(31)和开关按键(32)，图中以3个纽扣电池为例。

进一步地，实施例二的自底向顶的示意图可以如图8所示。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改，比如可以根据不同孔数PCR仪内部空间的实际情况，通过改变温度传感探头的数量及位置、改变一体机(含内部电路板)的外形尺寸、改变内部的器件位置和布局、改变PCB局部镂空的位置和大小来进行适配。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。