一、定義
恒溫槽是一種能夠提供恒定溫度的槽體,通常用于需要維持低溫或常溫條件的化學(xué)、生物、物理實(shí)驗(yàn)室。它可結(jié)合多種儀器進(jìn)行多功能化學(xué)反應(yīng)作業(yè)及藥物儲(chǔ)存。恒溫槽的控溫精度較高,如控溫精度可以達(dá)到0.1℃甚至0.01℃。
二、技術(shù)要求與性能特點(diǎn)
恒溫槽的技術(shù)要求主要體現(xiàn)在溫度控制精度上。最新版的國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)溫度控制精度提出了更高要求,低溫、高溫和常溫恒溫槽的控制精度分別達(dá)到了0.01℃、0.1℃和0.01℃。為實(shí)現(xiàn)這一精度要求,普遍采用電阻絲加熱、壓縮機(jī)制冷的方法,輔以PID微機(jī)自整定精確溫度控制方式,將溫度穩(wěn)定在所需要的設(shè)定溫度上。同時(shí),還配備有高穩(wěn)定的鉑電阻PRT或其他溫度傳感器,用于實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的控制和自動(dòng)保護(hù)功能。
其性能特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:首先,它擁有大屏幕背光液晶顯示,設(shè)定溫度、實(shí)際溫度、加熱功率、工作狀態(tài)等信息清晰明了;其次,高性能單片微機(jī)控制、自整定PID控制技術(shù)使得能夠?qū)崿F(xiàn)快速而穩(wěn)定的溫度控制;此外,還具備過溫過壓雙重保護(hù)功能,保證了設(shè)備的長期不間斷可靠運(yùn)行。
三、應(yīng)用領(lǐng)域
恒溫槽在多個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。在工業(yè)生產(chǎn)中,如制藥、化工和冶金等行業(yè),能夠精確控制生產(chǎn)過程中的溫度,保證產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。在生物實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域,可維持生物樣品的特定溫度環(huán)境,如保存生物試劑、細(xì)胞培養(yǎng)等,為科研工作者提供穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)條件。此外,在醫(yī)療檢測領(lǐng)域,也能為血液檢測、細(xì)菌培養(yǎng)等實(shí)驗(yàn)提供恒定的溫度環(huán)境,確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。
四、影響控溫精度的因素
雖然恒溫槽在實(shí)驗(yàn)室溫度控制中表現(xiàn)出色,但仍有多種因素可能影響其控溫精度。首先,實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境因素,如溫度、濕度和氣壓等,都會(huì)對(duì)控溫精度產(chǎn)生影響。環(huán)境溫度的高低會(huì)直接影響內(nèi)部元件的溫度,進(jìn)而影響整個(gè)系統(tǒng)的控溫精度。環(huán)境濕度過高或過低也會(huì)影響內(nèi)部元件的性能,特別是加熱元件和傳感器。此外,氣壓的高低也會(huì)影響內(nèi)部元件的溫度和性能。
其次,槽體本身的材質(zhì)和制造工藝也會(huì)對(duì)控溫精度產(chǎn)生影響。高質(zhì)量的材質(zhì)和良好的制造工藝能夠減少熱量的傳遞和散失,提高保溫性能和控溫精度。
此外,控制系統(tǒng)也是影響控溫精度的關(guān)鍵因素??刂葡到y(tǒng)中的傳感器需要定期校準(zhǔn),以保證其準(zhǔn)確性和靈敏度。同時(shí),控制算法的優(yōu)化也是提高控溫精度的重要途徑。通過采用先進(jìn)的控制算法和精確的傳感器技術(shù),可以進(jìn)一步提高控溫精度和穩(wěn)定性。
五、恒溫槽的五點(diǎn)常見問題:
1、控溫原理:
設(shè)備通過電子繼電器對(duì)加熱器自動(dòng)調(diào)節(jié),當(dāng)設(shè)備因熱量向外擴(kuò)散等原因使體系溫度低于設(shè)定值時(shí),繼電器迫使加熱器工作,到體系再次達(dá)到設(shè)定的溫度時(shí),又自動(dòng)停止加熱。通過攪拌器使熱量均勻。恒溫控制器在控溫的同時(shí),地反應(yīng)了被控溫部位的溫度值。
2、使得某個(gè)體系能夠維持在高于室溫的恒溫狀態(tài)方法:
?。?)體系-環(huán)境之間靜態(tài)的理想絕熱。
?。?)體系-環(huán)境之間動(dòng)態(tài)的近似絕熱;當(dāng)體系會(huì)連續(xù)、穩(wěn)定地向環(huán)境散熱時(shí),環(huán)境通過另外的方式向體系連續(xù)、穩(wěn)定地傳遞幾乎等量的熱量。
?。?)實(shí)驗(yàn)書中所介紹的繼電器式的控溫裝置。
3、使用溫度計(jì)時(shí)要注意什么?
?。?)不得隨意旋轉(zhuǎn),溫度計(jì)屬于較貴重儀器,使用時(shí)膽大心細(xì),輕拿輕放,必要時(shí)握其中部。
?。?)調(diào)節(jié)時(shí),注意防止聚冷聚熱,以免溫度計(jì)炸裂。
?。?)溫度計(jì)要垂直,否則毛細(xì)管易折斷。
?。?)調(diào)好的溫度計(jì),一定要放在溫度計(jì)架上,勿使毛細(xì)管中的水銀柱再與槽中的水銀相接,否則,還須重新調(diào)節(jié)。
4、如何提高靈敏度?
?。?)恒溫介質(zhì):介質(zhì)流動(dòng)性好,熱容大,則靈敏度高。
?。?)定溫計(jì):其熱容小,與恒溫介質(zhì)的接觸面大,水銀與鉑絲和毛細(xì)管壁間的粘附作小,靈敏度高。
?。?)加熱器:加熱功率越小靈敏度越高。
?。?)攪拌器:攪拌速度須足夠大,使恒溫介質(zhì)各部分溫度能盡量一致。
(5)部件位置:加熱器放在攪拌器附近,使熱量迅速傳到各部份。定溫計(jì)要放在加熱器附近,測定溫度的溫度計(jì)應(yīng)放在被研究體系的附近。
5、槽中水的溫度、加熱電壓是否有特殊要求?為什么?
恒溫槽中水的溫度應(yīng)與室溫相差不宜過大,以減少對(duì)環(huán)境的散熱速度;加熱電壓也不能太小和太大。否則會(huì)使得散熱速度過大、加熱速度也過大且加熱慣性大,使得控溫時(shí)靈敏度降低。加熱電壓太小時(shí),會(huì)使得體系的溫度偏低時(shí)間相對(duì)較長,或達(dá)不到所設(shè)定的溫度。