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上海一恒科学仪器有限公司多室多温数控恒温水浴锅的研制与开发

[导读]针对当前常用上海一恒科学仪器有限公司恒温水浴锅结构及功能上的局限性, 研究开发出了新型多室多温数控恒温水浴锅.所研发的新型系列产品注重高效节能, 设计人性化, 实现了恒温水浴锅的多室多温集中数控, 比同类产品适用性更广

针对当前常用恒温水浴锅结构及功能上的局限性, 研究开发出了新型多室多温数控恒温水浴锅.所研发的新型系列产品注重高效节能, 设计人性化, 实现了恒温水浴锅的多室多温集中数控, 比同类产品适用性更广.实践证明, 该系列产品动态响应好, 温度分辨率小于0.1℃, 恒温波动度在±0.2℃之间, 满足了各相关领域对水浴恒温设备的温控要求, 具有较好的社会效益、经济效益和市场前景.

恒温水浴锅 (水浴槽) 广泛应用于生产单位、医疗单位、质监部门、科研部门和大专院校, 进行蒸馏、干燥、浓缩、恒温加热各种溶液、浸渍药品和生物制剂以及其他温度试验等, 是生物、遗传、病毒、水产、环保、医药、卫生、生化实验室、分析实验室进行教学、科研的必备设备.

1 水浴锅应满足的功能要求

为了满足生产、科研及教学各方面的不同需要, 恒温水浴或油浴锅应具备以下基本功能.

1.1 温控精确稳定

根据不同的需要, 恒温水浴设备应具备加热和恒温两项基本功能.在现有的技术条件下, 采用传统的机械触点控制式温控系统、单片机系统以及模糊控制系统[1,2,3], 各类水浴锅基本上都能够使设备的温控精度达到±0.1 ℃~±1 ℃, 加热温度范围为室温+5 ℃~+99 ℃, 基本能够满足各种使用要求.本研发的新型设备, 在采用相关精密元器件的基础上, 利用数控技术, 实现了多点集中温度控制设计, 更能够完全达到这一基本要求.

1.2 材质防腐耐用

由于是水浴加热设备, 一般要求水浴锅的加热内胆材质既耐高温耐腐蚀, 又表面光洁便于清洗, 因此, 当今各类水浴锅内胆大都采用不锈钢材质, 既耐腐防锈, 又便于清洁.在加热及温控系统方面, 相关元器件的使用寿命应在10年以上, 有的设备安全使用寿命甚至已达到40年以上.

1.3 加热空间充裕

恒温水浴设备应用于多个领域, 因此需要加热的器物的数量和体积范围较大.为了满足多种需要, 不同类型的水浴设备其加热内胆体积范围各不相同.目前大多数水浴锅都采用公用一个水浴内胆, 多个加热孔面板的结构方式, 以基本满足多器皿同时加热的要求.

1.4 使用安全方便

在实验室安全管理中, 人的因素起着决定性的作用[4], 但实验设备自身的安全防护功能同样至关重要.同所有电气实验设备一样, 水浴恒温设备在设计制造中应特别注重操作使用安全性能, 要最大限度地消除各种安全隐患.应针对不同的使用对象, 将设备的使用操作方法尽可能简化;还应在设备的整体重量和外形尺寸上使其更加人性化.

1.5 注重低碳节能

目前, 全社会都在为实现低碳经济而努力.所谓低碳经济, 是指在不影响经济和社会发展的前提下, 通过技术创新和制度创新, 尽可能最大限度地减少温室气体的排放, 从而减缓全球气候变化, 实现经济和社会清洁发展与可持续发展[5].在水浴恒温设备的设计制造中节能空间很大, 因此, 在新型产品的设计改造中应充分考虑这一因素.

2 现有水浴恒温设备的特点及不足

目前国内用于以上方面的恒温水浴及油浴设备, 不论是恒温水浴槽, 还是精密恒温水浴器, 大都是不同规格型号的单温控单槽多孔水浴设备, 加热温度范围为室温+5 ℃~+99 ℃, 温控精度为±0.1 ℃~±1 ℃.这类设备虽然基本满足了相关科研及教学需要, 但存在如下显著的缺点.

2.1 单一温度加热

现有的各类水浴恒温设备虽然有多孔可供同时加热恒温, 但各孔同属一个水槽, 只能有一个温度, 不能满足多温度同时加热恒温的要求;目前虽然已有三孔三温恒温水浴锅面市 (图1) , 但其采用的是单温单控的温控系统, 受其限制, 其加热室数量必然有限, 否则设备的整体结构无法实现合理紧凑.

2.2 温度调控缓慢

通用的恒温水浴设备一般应具有多种使用范围.而使用现有的大多数水浴设备, 当只需要加热恒温单个容器中的少量溶液或物质时, 也得调控整个水槽中的10升~20升水温, 这就必然是既用水量大、浪费能源, 又耗时较长, 无法达到既节能又快速升温的操作要求.

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