恒温恒湿培养箱是一种能够在箱体内精确控制温度和湿度条件的设备,在科学研究、工业生产和生物制药等领域发挥着至关重要的作用。 一、工作原理
1、温度控制
恒温恒湿培养箱多采用热力学原理。利用电加热元件或者制冷系统来调节箱内温度。压缩机式制冷系统通过蒸发器吸收热量,冷凝器释放热量来实现制冷效果。箱体内置温度传感器可以实时感知温度变化,将数据传送给温度控制器。温度控制器根据预设温度与实际温度的差值,对加热或制冷模块发出指令,使温度保持在设定范围内。一些培养箱采用PID控制或PID与模糊控制相结合的方式,这种控制算法能够更精准地实现温度的稳定控制。
2、湿度控制
主要包括加湿和除湿两个过程。加湿方式有超声波加湿、蒸汽加湿等。超声波加湿是通过超声高频振荡使水产生微小雾滴,增加空气湿度;蒸汽加湿则是利用蒸汽发生器将水转化为蒸汽后释放到箱内。除湿方面常采用冷冻除湿,即通过降低空气温度使水汽凝结成水滴排出。湿度传感器实时监测箱内湿度情况,当湿度偏离设定值时,控制系统自动调整加湿或除湿模块的工作状态。
3、气体循环
箱体内顶部的旋转风扇是保证气体均匀分布的关键部件。风扇将加热或制冷后的空气排入箱体,使整个箱体内的温度和湿度更加均匀,避免局部环境差异对箱内样品或培养物的影响。
二、核心技术
1、传感器技术
精确的温度和湿度传感器是核心部件。高精度的传感器能够快速、准确地反映箱内环境的温度和湿度变化,为控制器提供可靠的数据支持。
2、制冷系统技术
对于要求低温的培养箱,复叠式制冷技术是关键。它由高温和低温两部分制冷系统组合而成,高温部分制冷剂蒸发吸收低温部分制冷剂的热量汽化,低温部分制冷剂从箱内空气吸热制冷,通过蒸发冷凝器联系起来,满足特殊温度下的制冷需求。
3、控制系统技术
微电脑智能控制系统是当今主流技术。它可以对温度、湿度等参数进行精确设定和实时监控,并且具备超温报警、定时功能等多种操作保护功能,确保实验的安全和数据的准确性。
恒温恒湿培养箱的工作原理是通过温度、湿度控制和气体循环来实现箱内环境的稳定,而传感器、制冷和控制系统等技术则是其实现这些功能的核心保障。