Устройство для замораживания биоматериалов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5п5 F 25 0 3/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4779884/13 (22) 09.01,90 (46) 30.01.92. Бюл. М 4 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро с опытным производством

Института проблем криобиологии и криомедицины AH УССР (72) Э.Ф.Дрижерук и В.И.Резников (53) 621.565(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1044098, кл. F 25 0 3/10, 1982.

Авторское свидетельство СССР

М 1593358, кл. F 25 Р 3/10, 1989. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАМОРАЖИВАНИЯ

БИОМАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к медицинской криогенной технике, а точнее к устройствам для и рограммного замораживания биологических материалов, например клеточных культур, гамет и эигот млекопитающих, микроорганизмов и т.д. Цель изобретения — поИзобретение относится к медицинской криогенной технике, а точнее к устройствам для программного замораживания биологических материалов, например клеточных культур, гамет и эигот млекопитающих, микроорганизмов и т.д.

Целью изобретения является повышение сохранности биоматериалов при замораживании.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 — график, выражающий зависимость максимальной амплитуды генератора пилообразного напряжения от величины заданной программной скорости; на фиг, 3 — зависимость коэффициента усиле. Ы 170у158 А1

2 вышение сохранности биоматериалов при замораживании. Для этого в устройство для замораживания биоматериалов, содержащее камеру замораживания с датчиком температуры, блок сравнения, дифференцирующий блок, задающий блок, подключенные к выходу демодулятора последовательно связанные первый компаратор, первый блок совпадений, первый исполнительный орган, подсоединенный к камере замораживания, подключенный к второму входу первого компаратора генератор пилообразного напряжения, подсоединенные к первому выходу второго компаратора последовательно связанные инвертор, второй блок совпадений, второй исполнительный орган, подключенный к камере замораживания, дополнительно введены блок задания режимов, блок интегрирования, блок опорного сигнала и блок суммирования. 3 ил. ния устройства от сигналов ошибки по температуре и скорости, Устройство содержит (фиг. 1) камеру 1 замораживания с размещенными в ней контейнерами с биоматериалом (не показаны), в одном из которых установлен датчик 2 температуры, подключенный к одному Bxo" ду блока 3 сравнения, блок 4 интегрирования, подсоединенный к второму входу блока

3 сравнения, дифференцирующий блок 5, подключенный к первому выходу блока 3 сравнения, блок 6 задания режимов, подсоединенный к входу генератора 7 пилообразного напряжения и к второму входу блока 4 интегрирования, первый вход которого подключен к выходу дифференцирующего бло1709158 ка 5, задающий блок 8, подсоединенный к входу задания начальной температуры блока 4 интегрирования, блок 9 опорного сигнала, вход которога подключен к второму выходу блока 3 сравнения, а выход блока 9 опорного сигнала подсоединен к второму входу блока 10 суммирования, первый вход которого подключен к второму выходу блока

3 сравнения, демодулятор 11, подсоединенный к выходу блока 10 суммирования, подключенные к выходу демодулятора 11 последовательно связанные первый компаратор 12, первый блок 13 совпадений, первый исполнительный механизм 14, подсоединенный к камере 1 замораживания, подключенные к выходу блока 10 суммирования последовательно связанные второй компаратор 15, инвертор 16, второй блок 17 совпадений, второй исполнительный механизм 18, подсоединенный к камере 1 замораживания, При этом выход генератора 7 пилообразного напряжения подсоединен к второму входу первого компаратора 12, выход первого компаратора 12 подключен к первому входу второго блока

17 совпадений, а второй вход второго компаратора 15 подсоецинен к нулевой шине.

Регулирующим органом в исполнительном механизме 14 может быть, например, электромагнитный клапан, обеспечивающий подачу хладагента (жидкого азота) в камеру 1 замораживании. Регулирующим органам исполнительного механизма 18 может служить нагреватель, размещенный в камере 1 замораживания. Причем первый контур автокоррек,ии сигнала ошибки регулирования образуется последовательно связанным блоком 3 сравнения, дифференцирующим блоком 5 и блоком 4 интегрирования. Этот конт р предназначен для усиления сигнала регулирования на выходе блока 3 сравнения на участках переходного процесса за счет совпадения на фазе сигнала ошибки по скоро:ти с выхода дифференцирующего блока 5, и сигнала заданной скорости с выхода блока 6 задания режимов, поступающих на первый и второй входы соответственно блока 4 интегрирования.

На участках установившегося процесса этот контур не влияет на сигнал регулирования в виду малости ошибки регулирования. Второй контур автокар зекции сигнала ошибки регулирования образуется последовательно связанными бло ам 3 сравнения, блоком

9 опорного сигнала и блоком 10 суммирования. Этот контур предназначен для смещения рабочего диапазона клапана на величину зоны нечувствительности клапана, чем обеспечи вается значительное уменьшение ошибск стабилизации как на дТ= Т3-Т, hV = -(T3 — Т), д

50 где Л V — сигнал ошибки по скорости; а — — символ дифференцирования, бх поступает на первый вход блока 4 интегри55 равания, на выходе которого образуется сигнал Т3, скорректированный и усиленный на величину, пропорциональную сигналу ошибки по скорости Ь V с выхода дифференцирующего блока 5. Одновременна сигнал дТ са второго выхода блока

t0

ЗО участках переходного процесса, так и на участках установившегося процесса. Третий контур автокоррекции сигнала ошибки регулирования (внешний) образуется за счет последовательно связанных блока б задания режимов и генератора 7 пилообразного напряжения, Этот контур предназначен для формирования амплитуды генератора 7 пилообразного напряжения в зависимости от величины заданной программной скорости, чем обеспечивается точность регулирования в широком диапазоне скоростей.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Сигнал, пропорциональный текущему значению температуры (Т), поступает с дат-, чика 2 температуры на один вход блока 3 сравнения, на другой вход которого поступает линейно изменяющийся сигнал (ТЗ) с выхода блока 4 интегрирования; на второй вход которого поступает сигнал, пропорци-. ональный заданной скорости (Чзад.) охлаждения с выхода блока 6 задания режимов, а на вход задания начальной температуры блока 4 интегрирования поступает сигнал (ТЗяач.), пропорциональный заданной начальной температуре, с выхода задающего блока 8. На выходе блока 3 сравнения формируется сигнал д Т, пропорциональный разности между заданным линейно изменяющимся и текущим значениями температуPbl. где сигнал ТЗ определяется выражением

ТЗ,= а Чэад dt+ ТЗнач. + ЬV, от где UT — текущее время;

ЛV — сигнал ошибки по скорости (в начале процесса он равен нулю).

Этот сигнал с первого выхода блока 3 сравнения через дифференцирующий блок

5, выходной сигнал которого определяется выражением

1709158 ления регулятора является функцией не только сигнала рассогласования, а еще и от крутизны пилообразного напряжения, и от сигнала ошибки, причем при увеличении д Т он плавно и оптималь ным образом увеличивается до значения. н еобходимого для обеспечения заданного режима замораживания, при д Т- О он имеет, за счет введения опорного сигнала в блок 13 суммирования, некоторое минимальное значение (фиг. 3).

Формула изобретения

Устройство для замораживания биоматериалов, содержашее камеру заморажйвания с датчиком температуры, блок сравнения, дифференциатор. задающий блок, последовательно соединенные первый компаратор, первый блок совпадения и первый исполнительный механизм, подсоединенный к камере замораживания, а также соединенные между собой второй блок совпадения и второй исполнительный механизм, подсоединенный к камере замораживания, и соединенные между собой второй компаратор и инвертор, выход последнего подключен к первому блоку совпадения, выход второго компаратора соединен с одним из входов второго блока совпадения, другой вход которого соединен

5 с выходом первого компаратора, подключенного к генератору пилообразного напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения сохранности биоматериалов при замораживании, оно снэбжено интегра10 тором, блоком задания реткимов и соединенными между собой блоком опорного сигнала и сумматором, второй вход последнего связан с выходом блока сравчения, два входа которого подключены соответственно

15 к датчику температуры и дифференциатору, выход последнего соединен с одним из входов интегратора, два других входа которого подключены соответственно к задающему блоку и первому выходу блока задания

20 режимов, соединенного с генератором пилообразного напряжения, а выход интегратора соединен с входом блока сравнения, выход которого связан с входом блока опорного сигнала.

1709158

Фиг.2

Составитель З.Райтруб

Техред М.Моргентал Корректор Л.Бескид

Редактор Л.Павлова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 419 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Гасударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.;4/5