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、生物、物理實驗室。它可結合多種儀器進行多功能化學反應作業及藥物儲存。恒溫槽的控溫精度較高,如控溫精度可以達到0.1℃甚至0.01℃。
二、技術要求與性能特點
恒溫槽的技術要求主要體現在溫度控制精度上。最新版的國家標準對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到了0.01℃、0.1℃和0.01℃。為實現這一精度要求,普遍采用電阻絲加熱、壓縮機制冷的方法,輔以PID微機自整定精確溫度控制方式,將溫度穩定在所需要的設定溫度上。同時,還配備有高穩定的鉑電阻PRT或其他溫度傳感器,用于實現對溫度的控制和自動保護功能。
其性能特點主要體現在以下幾個方面:首先,它擁有大屏幕背光液晶顯示,設定溫度、實際溫度、加熱功率、工作狀態等信息清晰明了;其次,高性能單片微機控制、自整定PID控制技術使得能夠實現快速而穩定的溫度控制;此外,還具備過溫過壓雙重保護功能,保證了設備的長期不間斷可靠運行。
三、應用領域
恒溫槽在多個領域有著廣泛的應用。在工業生產中,如制藥、化工和冶金等行業,能夠精確控制生產過程中的溫度,保證產品質量和生產效率。在生物實驗領域,可維持生物樣品的特定溫度環境,如保存生物試劑、細胞培養等,為科研工作者提供穩定的實驗條件。此外,在醫療檢測領域,也能為血液檢測、細菌培養等實驗提供恒定的溫度環境,確保檢測結果的準確性和可靠性。
四、影響控溫精度的因素
雖然恒溫槽在實驗室溫度控制中表現出色,但仍有多種因素可能影響其控溫精度。首先,實驗室的環境因素,如溫度、濕度和氣壓等,都會對控溫精度產生影響。環境溫度的高低會直接影響內部元件的溫度,進而影響整個系統的控溫精度。環境濕度過高或過低也會影響內部元件的性能,特別是加熱元件和傳感器。此外,氣壓的高低也會影響內部元件的溫度和性能。
其次,槽體本身的材質和制造工藝也會對控溫精度產生影響。高質量的材質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,控制系統也是影響控溫精度的關鍵因素。控制系統中的傳感器需要定期校準,以保證其準確性和靈敏度。同時,控制算法的優化也是提高控溫精度的重要途徑。通過采用先進的控制算法和精確的傳感器技術,可以進一步提高控溫精度和穩定性。
五、恒溫槽的五點常見問題:
1、控溫原理:
設備通過電子繼電器對加熱器自動調節,當設備因熱量向外擴散等原因使體系溫度低于設定值時,繼電器迫使加熱器工作,到體系再次達到設定的溫度時,又自動停止加熱。通過攪拌器使熱量均勻。恒溫控制器在控溫的同時,地反應了被控溫部位的溫度值。
2、使得某個體系能夠維持在高于室溫的恒溫狀態方法:
(1)體系-環境之間靜態的理想絕熱。
(2)體系-環境之間動態的近似絕熱;當體系會連續、穩定地向環境散熱時,環境通過另外的方式向體系連續、穩定地傳遞幾乎等量的熱量。
(3)實驗書中所介紹的繼電器式的控溫裝置。
3、使用溫度計時要注意什么?
(1)不得隨意旋轉,溫度計屬于較貴重儀器,使用時膽大心細,輕拿輕放,必要時握其中部。
(2)調節時,注意防止聚冷聚熱,以免溫度計炸裂。
(3)溫度計要垂直,否則毛細管易折斷。
(4)調好的溫度計,一定要放在溫度計架上,勿使毛細管中的水銀柱再與槽中的水銀相接,否則,還須重新調節。
4、如何提高靈敏度?
(1)恒溫介質:介質流動性好,熱容大,則靈敏度高。
(2)定溫計:其熱容小,與恒溫介質的接觸面大,水銀與鉑絲和毛細管壁間的粘附作小,靈敏度高。
(3)加熱器:加熱功率越小靈敏度越高。
(4)攪拌器:攪拌速度須足夠大,使恒溫介質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。定溫計要放在加熱器附近,測定溫度的溫度計應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與室溫相差不宜過大,以減少對環境的散熱速度;加熱電壓也不能太小和太大。否則會使得散熱速度過大、加熱速度也過大且加熱慣性大,使得控溫時靈敏度降低。加熱電壓太小時,會使得體系的溫度偏低時間相對較長,或達不到所設定的溫度。