低溫恒溫槽原理

一、原理

1. 制冷原理

低溫恒溫槽采用機械壓縮式制冷系統(tǒng)或液氮制冷系統(tǒng)。其中，機械壓縮式制冷系統(tǒng)主要由壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器和節(jié)流閥等組成。其工作原理如下：

首先，壓縮機將低溫低壓的制冷劑吸入，經(jīng)過壓縮后變?yōu)楦邷馗邏旱臍怏w；然后，氣體進入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器內(nèi)與外界熱量交換，從而降低內(nèi)膽中的溫度；接著，制冷劑以液態(tài)形式進入冷凝器，在與外界熱量交換的過程中釋放熱量，并將液態(tài)制冷劑轉(zhuǎn)化為氣態(tài)；最后，制冷劑通過節(jié)流閥回到壓縮機中重新循環(huán)。

液氮制冷系統(tǒng)則是利用液氮的極低溫度來降低內(nèi)膽中的溫度。液氮具有的致凍能力，在接觸樣品時會迅速蒸發(fā)并帶走樣品周圍的熱量，從而使樣品降溫。

2. 加熱原理

低溫恒溫槽采用電加熱或水循環(huán)加熱。其中，電加熱是將電能轉(zhuǎn)化為熱能，通過加熱棒或電熱絲等將內(nèi)膽中的溫度升高；水循環(huán)加熱則是將水從水箱中抽出，通過管道循環(huán)流動并在內(nèi)膽中散發(fā)熱量，從而升高內(nèi)膽中的溫度。

3. 溫度控制原理

低溫恒溫槽采用PID控制器或微處理器控制器來精確地控制內(nèi)膽中的溫度。其中，PID控制器是一種反饋控制系統(tǒng)，通過不斷調(diào)節(jié)輸出量來使被控對象達到設(shè)定值；微處理器控制器則是利用微處理器來進行計算和控制。

在PID控制器中，P、I、D三個參數(shù)分別代表比例、積分和微分。比例參數(shù)表示系統(tǒng)對誤差的反應(yīng)速度；積分參數(shù)表示系統(tǒng)對誤差的積累程度；微分參數(shù)表示系統(tǒng)對誤差變化率的反應(yīng)速度。通過對這三個參數(shù)進行合理調(diào)節(jié)，可以實現(xiàn)精確的溫度控制。

二、使用注意事項

1. 在使用低溫恒溫槽時應(yīng)注意安全事項，如避免觸碰冷凍表面、避免液氮泄漏等。

2. 在使用液氮制冷系統(tǒng)時，應(yīng)注意及時補充液氮，避免因液氮不足導(dǎo)致溫度波動。

3. 在使用電加熱或水循環(huán)加熱時，應(yīng)注意避免過度加熱，以防損壞樣品。

4. 在使用溫度控制器時，應(yīng)注意合理調(diào)節(jié)PID參數(shù)，以實現(xiàn)精確的溫度控制。