【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及设备校准领域，具体为一种气相液氮生物容器温度分布和液位校准方法及装置。
技术介绍
1、气相液氮生物容器，可以储存和管理人类离体器官、组织、细胞、血液、体液、分泌物、排泄物以及其生物大分子衍生物等各种生物样本，作为生物资源保存的重要载体，其最关键技术指标即气相区域内温度分布，生物样本对温度要求极其严格，保存温度不当可能导致生物样本的特性发生改变，甚至导致保存样本失效，即使是微小的温度变化也可能影响样本的活性和稳定性，同时，气相液氮生物容器的温度控制依靠液氮作为冷源来实现，气相液氮生物容器的底部为液氮，液氮在一定液位范围内，才可以保证气相存储区域内的温度分布满足预设的温度范围，气相液氮生物容器自身一般配备有控温传感器、温度监测传感器、液位监测传感器，但这些传感器都固化于气相液氮生物容器内部，大部分无法拆卸，没有办法进行溯源，且在使用过程中会存在漂移，导致监测的温度和液位不准，可拆卸的，如外置瓶塞形式的液位或温度传感器等，在拆卸溯源的过程中，会导致设备失去监控，存在失控风险，拆卸及重新安装过程中，存在引入误差的风险，溯源即校准结果不具备实际指导价值，因此，定期对气相液氮生物容器进行温度和液位校准测试尤为重要。
2、气相液氮生物容器的存储区域温度一般低至（-195~-150）℃，传统的无线测温设备无法在这个低温条件下长期工作及存储，目前对自动化深低温样本保藏系统的温度校准只能拆卸其温度传感器进行比对，无法满足真实工况条件下的自动化深低温样本保藏系统的温度校准，使用巡检仪等有线传感器通过盖口进行布放，存在几个问题
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于：为了解决现有气相液氮生物容器液位的校准普遍采用液位尺进行，存在准确性不高，人为操作、读数误差大、开盖检测液氮蒸发的问题，提供一种气相液氮生物容器温度分布和液位校准方法及装置。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种气相液氮生物容器温度分布和液位校准装置，包括气相液氮生物容器主体，所述气相液氮生物容器主体的顶端设置有检测盖，所述检测盖的顶端设置有保温垫，所述保温垫的内侧卡合有定位管，所述定位管的底端安装有磁吸固定套，且定位管的顶端设置有传感器主机，所述磁吸固定套上安装有温度传感器。
3、优选地，所述传感器主机的顶端设置有磁吸单孔外壳底座，且传感器主机的数量为十个，所述磁吸固定套、温度传感器贯穿至气相液氮生物容器主体的内部，所述传感器主机的外侧设置有磁吸外壳，所述温度传感器上设置有传感器座，且温度传感器与传感器主机通过传感器座、磁吸固定套以及磁吸外壳磁吸安装，所述传感器主机由pcb电路板、电池仓、peek单孔上盖、磁吸底盖组成。
4、一种气相液氮生物容器温度分布和液位校准方法，包括以下步骤：
5、步骤一：校准装置启动：
6、步骤二：一级预冷；
7、步骤三：二级梯度预冷；
8、步骤四：校准装置布放及数据采集；
9、步骤五：数据读取及温场分布校准：
10、步骤六：液位校准；
11、步骤七：校准软件自动生成气相液氮生物容器校准结果报告。
12、优选地，所述步骤一中，温度传感器与磁吸固定套连接，软件端识别该温度传感器温度记录器端点，进行采集设置，可设置采样间隔、工作时长，如设置采样间隔为10s，工作时长1h。
13、优选地，所述步骤二中，将10个温度传感器6插入低温恒温器中进行一级预冷，低温恒温器设置一级预冷条件为-50℃，1h，步骤三中，低温恒温器设置，-80℃，1h；-180℃，25min，软件采集端可稳定采集到15min以上的-180℃稳定温度，稳定判断为-180±1.0℃。
14、优选地，所述步骤四中，将检测盖替换被测气相液氮生物容器原有盖/塞，将完成二级梯度预冷的记录器端点温度传感器迅速插入到检测盖的检测孔内，温度传感器穿过定位孔布置于气相液氮生物容器主体的内部，其中一个插入到刚刚浸没于液氮中，根据软件系统，可实时看到该温度传感器温度稳定在-196℃液氮温度，记为a0，其余9个，按气相存储区域高度等分间隔，垂直排列；软件端根据各温度传感器记录器端点采集到的实时温度自动判定气相液氮生物容器主体储存区温度是否达到稳定，判断原则为接受数据满10min后，每累积min记录一次温度波动度，当所有温度记录端点的10min温度波动度＜1.0℃时，软件端判定气相液氮生物容器达到热平衡，温度稳定，开始计时，继续记录温度15min后，提示校准过程完成。
15、优选地，所述步骤五中，校准过程完成后，软件端进行各温度传感器记录器端点的全部记录温度读取，并自动切割最后15min稳定温场数据，根据布放时标记的温度传感器位置，分别进行顶部最高温度、温度示值误差、垂直均匀度校准结果的计算。
16、优选地，所述步骤六中，通过软件系统内置的液氮气-液交接位置的温度跳变情况，计算获得当前气相液氮生物容器主体的液位，与气相液氮生物容器主体内置液位监测结果进行对比，获得液位示值误差。
17、优选地，所述液位示值误差计算公式为
18、
19、式中：——气相液氮生物容器的液位示值误差（mm）；
20、——气相液氮生物容器监测显示液位的平均值（mm）；
21、——a与a实测温度换算液位结果（mm）。
22、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
23、本专利技术通过设置温度传感器、传感器主机和定位管，在气相液氮生物容器主体的检测盖上插入不同深度的温度传感器，可进行现场的温度分布及液位校准，通过软件系统分析，获得气相液氮生物容器主体气相存储区域内的温度分布，通过与装置的结合及预冷方法，实现在真空工况、原位现场进行气相液氮生物容器主体的温度分布及液位校准，避免气相液氮生物容器主体引入温差巨大的热源导致的液氮大量蒸发、温度波动大、难以恢复温度稳定等问题。
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1.一种气相液氮生物容器温度分布和液位校准装置，包括气相液氮生物容器主体（1），其特征在于：所述气相液氮生物容器主体（1）的顶端设置有检测盖（2），所述检测盖（2）的顶端设置有保温垫（3），所述保温垫（3）的内侧卡合有定位管（4），所述定位管（4）的底端安装有磁吸固定套（5），且定位管（4）的顶端设置有传感器主机（7），所述磁吸固定套（5）上安装有温度传感器（6）。
2.根据权利要求1所述的一种气相液氮生物容器温度分布和液位校准装置，其特征在于：所述传感器主机（7）的顶端设置有磁吸单孔外壳底座（8），且传感器主机（7）的数量为十个，所述磁吸固定套（5）、温度传感器（6）贯穿至气相液氮生物容器主体（1）的内部，所述传感器主机（7）的外侧设置有磁吸外壳，所述温度传感器（6）上设置有传感器座，且温度传感器（6）与传感器主机（7）通过传感器座、磁吸固定套（5）以及磁吸外壳磁吸安装，所述传感器主机（7）由PCB电路板、电池仓、PEEK单孔上盖、磁吸底盖组成。
3.一种气相液氮生物容器温度分布和液位校准方法，应用于权利要求1至2中任意一项所述的一种气相液氮生物容器温度
4.根据权利要求3所述的一种气相液氮生物容器温度分布和液位校准方法，其特征在于：所述步骤一中，温度传感器（6）与磁吸固定套（5）连接，软件端识别该温度传感器（6）温度记录器端点，进行采集设置，可设置采样间隔、工作时长，如设置采样间隔为10s，工作时长6h。
5.根据权利要求3所述的一种气相液氮生物容器温度分布和液位校准方法，其特征在于：所述步骤二中，将10个温度传感器（6）插入低温恒温器中进行一级预冷，低温恒温器设置一级预冷条件为-50℃，1h，所述步骤三中，低温恒温器设置，-80℃，1h；-180℃，25min，软件采集端可稳定采集到15min以上的-180℃稳定温度，稳定判断为（-180±1.0）℃。
6.根据权利要求3所述的一种气相液氮生物容器温度分布和液位校准方法，其特征在于：所述步骤四中，将检测盖（2）替换被测气相液氮生物容器原有盖/塞，将完成二级梯度预冷的记录器端点温度传感器（6）迅速插入到检测盖（2）的检测孔内，温度传感器（6）穿过定位孔布置于气相液氮生物容器主体（1）的内部，其中一个插入到刚刚浸没于液氮中，根据软件系统，可实时看到该温度传感器（6）温度稳定在-196℃（液氮温度），记为A0，其余9个，按气相存储区域高度等分间隔，垂直排列；软件端根据各温度传感器（6）记录器端点采集到的实时温度自动判定气相液氮生物容器主体（1）储存区温度是否达到稳定，判断原则为接受数据满10min后，每累积10min记录一次温度波动度，当所有温度记录端点的10min温度波动度＜1.0℃时，软件端判定气相液氮生物容器达到热平衡，温度稳定，开始计时，继续记录温度15min后，提示校准过程完成。
7.根据权利要求3所述的一种气相液氮生物容器温度分布和液位校准方法，其特征在于：所述步骤五中，校准过程完成后，软件端进行各温度传感器（6）记录器端点的全部记录温度读取，并自动切割最后15min稳定温场数据，根据布放时标记的温度传感器（6）位置，分别进行顶部最高温度、温度示值误差、垂直均匀度校准结果的计算。
8.根据权利要求3所述的一种气相液氮生物容器温度分布和液位校准方法，其特征在于：所述步骤六中，通过软件系统内置的液氮气-液交接位置的温度跳变情况，计算获得当前气相液氮生物容器主体（1）的液位，与气相液氮生物容器主体（1）内置液位监测结果进行对比，获得液位示值误差。
9.根据权利要求8所述的一种气相液氮生物容器温度分布和液位校准方法，其特征在于：所述液位示值误差计算公式为
...【技术特征摘要】
1.一种气相液氮生物容器温度分布和液位校准装置，包括气相液氮生物容器主体（1），其特征在于：所述气相液氮生物容器主体（1）的顶端设置有检测盖（2），所述检测盖（2）的顶端设置有保温垫（3），所述保温垫（3）的内侧卡合有定位管（4），所述定位管（4）的底端安装有磁吸固定套（5），且定位管（4）的顶端设置有传感器主机（7），所述磁吸固定套（5）上安装有温度传感器（6）。
2.根据权利要求1所述的一种气相液氮生物容器温度分布和液位校准装置，其特征在于：所述传感器主机（7）的顶端设置有磁吸单孔外壳底座（8），且传感器主机（7）的数量为十个，所述磁吸固定套（5）、温度传感器（6）贯穿至气相液氮生物容器主体（1）的内部，所述传感器主机（7）的外侧设置有磁吸外壳，所述温度传感器（6）上设置有传感器座，且温度传感器（6）与传感器主机（7）通过传感器座、磁吸固定套（5）以及磁吸外壳磁吸安装，所述传感器主机（7）由pcb电路板、电池仓、peek单孔上盖、磁吸底盖组成。
3.一种气相液氮生物容器温度分布和液位校准方法，应用于权利要求1至2中任意一项所述的一种气相液氮生物容器温度分布和液位校准装置，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种气相液氮生物容器温度分布和液位校准方法，其特征在于：所述步骤一中，温度传感器（6）与磁吸固定套（5）连接，软件端识别该温度传感器（6）温度记录器端点，进行采集设置，可设置采样间隔、工作时长，如设置采样间隔为10s，工作时长6h。
5.根据权利要求3所述的一种气相液氮生物容器温度分布和液位校准方法，其特征在于：所述步骤二中，将10个温度传感器（6）插入低温恒温器中进行一级预冷，低温恒温器设置一级预冷条件为-50℃，1h，所述步骤三中，低温恒温器设置，-80℃，1h；-180℃，25min，软件采集端可稳定采集到...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁林，王超，王苏玲，王旖，赵丹侠，韩亚莉，金鑫，祝天宇，朱娟，
申请(专利权)人：台州市计量技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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