循環(huán)水浴是一種廣泛應用于實驗室的設備,通過精確控制水溫為實驗提供一個穩(wěn)定且均勻的溫度環(huán)境。
一、原理及類型
循環(huán)水浴的工作原理基于熱傳導和流體力學。其核心部件包括循環(huán)泵、加熱/制冷系統(tǒng)和溫度控制裝置。循環(huán)泵使水在浴槽內(nèi)不斷循環(huán),確保水溫均勻分布;加熱/制冷系統(tǒng)通過加熱器或制冷器將水溫調(diào)節(jié)至設定值;溫度控制裝置通過傳感器反饋實際溫度,并與設定溫度進行比較,從而精確控制加熱/制冷系統(tǒng)的工作時間和頻率。
根據(jù)功能和溫度范圍,可以分為多種類型:
1、恒溫循環(huán)水?。河址Q恒溫循環(huán)水槽,自帶制冷和加熱系統(tǒng),通過微控制器技術(shù)結(jié)合PID控制方式對水槽內(nèi)液體進行高精度控溫。這種設備通常用于需要精確溫度控制的實驗。
2、高低溫循環(huán)水?。菏且环N能夠在較大溫度范圍內(nèi)工作的設備,適用于需要高溫或低溫環(huán)境的實驗。這種設備廣泛應用于化學、生物、物理等領(lǐng)域的實驗室中。
3、多功能循環(huán)水浴:除了基本的溫度控制功能外,還可以與其他設備相連,作為恒溫源配套使用,如旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器、電泳儀等。
二、應用場景
1、化學合成:用于控制反應溫度,以提高合成產(chǎn)物的純度和產(chǎn)率。例如,在有機合成反應中,溫度對反應速率和產(chǎn)物選擇性有重要影響,循環(huán)水浴能夠提供穩(wěn)定的溫度環(huán)境,確保實驗結(jié)果的準確性。
2、生物實驗:用于細胞培養(yǎng)、酶活性測定、PCR擴增等需要精確控溫的實驗。細胞培養(yǎng)需要在特定溫度下進行,以保持細胞的正常生長和代謝活動;酶活性測定則需要在特定溫度下測量酶的活性,以確保實驗結(jié)果的可靠性。
3、物理實驗:用于研究材料在不同溫度下的物理性質(zhì),如熱膨脹系數(shù)、熱導率等。這些性質(zhì)的研究對于材料科學和工程領(lǐng)域具有重要意義。
4、工業(yè)生產(chǎn):循環(huán)水浴在工業(yè)生產(chǎn)中也有廣泛應用,如用于電源、分子泵、離子泵等設備的循環(huán)冷卻。這些設備在工作過程中會產(chǎn)生大量熱量,需要通過循環(huán)水浴進行散熱,以確保設備的正常運行。
三、操作步驟
1、檢查設備:在使用前,檢查電源、水源和溫度傳感器等是否正常工作。確保設備放置在通風干燥處,周圍無其他物體遮擋。
2、加入水:向水槽內(nèi)加入適量的清潔水,通常加入至總高度的1/2-2/3處。最好使用溫水,以縮短加熱時間和節(jié)約用電。
3、接通電源:將電源開關(guān)撥至“開”位置,電源指示燈亮表示電源接通。此時,溫控儀面板會有數(shù)字顯示,表示電源已接通。
4、設定溫度:將溫度控制器的溫度按鈕按下,此時數(shù)字顯示的溫度為實際測定溫度。旋轉(zhuǎn)溫度調(diào)節(jié)旋鈕,選擇所需的工作溫度。再次按下設定按鈕,此時數(shù)字顯示的溫度為水槽內(nèi)測定的溫度。加熱指示燈亮,表示電熱管的電源已經(jīng)接通正在加熱。
5、等待恒溫:當水槽內(nèi)測定溫度達到設定溫度時,加熱中斷,加熱指示燈滅。在標準環(huán)境下通電60分鐘后,溫度可保持穩(wěn)定。此時,循環(huán)水浴已進入恒溫控制狀態(tài)。
6、開始實驗:將實驗樣品放入水槽中,開始實驗。在實驗過程中,可以通過溫控儀表觀察實際溫度,并根據(jù)需要進行調(diào)整。
7、結(jié)束實驗:實驗結(jié)束后,將溫控旋鈕置于最小值,切斷電源。關(guān)閉電源開關(guān),拔掉電源插頭。若水浴鍋較長時間不使用,請將水槽中的水排出,用軟布擦干凈并晾干。
四、注意事項
1、溫度范圍控制:操作過程中,不應超過最高溫度和最低溫度范圍,以避免設備損壞或危險發(fā)生。
2、防止環(huán)境污染:不要將水浴液倒入排水口或倒出設備,以防止污染環(huán)境。使用完畢后,應將水槽內(nèi)的水排出并妥善處理。
3、避免隨意拆卸:在操作過程中,不應隨意打開或拆卸循環(huán)水浴的零部件,以免損壞設備或造成觸電危險。
4、正確使用電源:應選用電源功率大于或等于儀器的總功率,并確保電源有良好的接地裝置。設備應放置在固定的平臺上,電源電壓必須與產(chǎn)品要求的電壓相符。
5、液體介質(zhì)液面控制:使用時液體介質(zhì)液面不得低于臺面3cm,以確保循環(huán)泵的正常工作和設備的穩(wěn)定性。
6、溫度設定與修改:在溫控儀表上設定所需溫度時,應通過上下鍵進入設定值修改狀態(tài),修改完成后按SET鍵保存退出。不要隨意按下SET鍵,以免影響溫度控制的準確性。
7、長期不使用的處理:長期不使用儀器時,必須放掉儀器內(nèi)的液體,用軟布擦干凈并晾干,以防止設備腐蝕和損壞。
8、安全接地:為了確保安全,應接好地線。使用前檢查接地裝置是否良好,確保設備在接地良好的環(huán)境下運行。
五、維護保養(yǎng)
1、定期檢查:定期檢查設備的電源、水源、溫度傳感器等部件是否正常工作。如發(fā)現(xiàn)異常,應及時聯(lián)系維修人員進行處理。
2、清潔保養(yǎng):使用完畢后,應將水槽內(nèi)的水排出,用軟布擦干凈并晾干。定期清理水槽內(nèi)的污垢和雜質(zhì),保持設備的清潔和衛(wèi)生。
3、更換配件:如發(fā)現(xiàn)設備的某個部件損壞或失效,應及時更換新的配件。確保設備的各個部件都處于良好的工作狀態(tài)。
4、防腐蝕處理:長期不使用的設備應進行防腐蝕處理??梢詫⑺蹆?nèi)的水排出后,用防腐蝕劑進行涂抹或浸泡,以防止設備腐蝕和損壞。
5、定期校準:定期對溫度控制裝置進行校準,確保設備的溫度控制精度符合實驗要求。校準前應先將設備預熱至穩(wěn)定狀態(tài),然后按照校準步驟進行操作。