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      厭氧培養箱溫度的高精度控制

      作者:培養箱 日期:2014/5/6 9:31:33 信息來源:www.qb7b.com

      【提要】本文提出對厭氧培養箱進行箱內系統溫度初控的同時,對箱內培養罐溫度進行二次精控,并采用溫度發熱件均布方法,實現厭氧培養箱溫度的高精度控制。避免普通厭氧培養箱控溫過程中的溫度上沖、溫度振蕩及溫度場分布不均等現象。

       

      關鍵詞: 慶氮培養箱高精度溫度的控制

       

      1、前言

       

      厭氧培養箱廣泛應用于醫學、衛生防疫、食品、醫藥工業及環境保護等部門。它提供一個適當的溫度和氣體條件,以適應厭氧菌<或微需氧菌、需二氧化碳菌等) 的培養生長。目前,普通的厭氧培養箱一般是用常規溫控儀來斷續控制加熱器,繼而控制箱內溫度的。

       

      常規溫控儀精度約士1 ℃ ,加上溫控選擇盤精度(士2 ℃ ) ,溫控總誤差達士3 ℃ 左右。而且,斷續控溫以及溫度發熱件不均布會造成如下缺點:

       

      1、溫度發熱件剛斷電時,箱內溫度仍上沖,造成溫度振蕩波動。溫度精度低。

       

      2、箱內溫度場分布不均勻

      厭氧培養箱溫度的高精度控制


      我們設計的二次控溫程式以及溫度發熱件均布的方法,可有效地克服溫度上沖振蕩及溫度場分布不均的缺點。經安裝試用,效果較好。

       

      二次控溫程式是對培養箱內系統進行溫度初控的同時,對系統內各個培養罐進行二次精密控溫。二次精密控溫用正比于溫差的觸發脈沖個數來控制可控硅導通角,由可控硅向溫度加熱器進行非斷續式、電流按溫差大小變化的、向設定溫度逐步逼近式的供電。加之對其溫度發熱件進行周圍均布,基本克服了上述缺點。( 見圖1)

       

      2、箱內系統的溫度初控

       

      對箱內系統溫度初控仍采用常規斷續式控制加熱的方法(其設置溫度較培養罐內最終設定溫度低2 一一3 ℃ ) ,有關電路見圖2 。其中運算放大器IC 作為電壓比較器,晶體管B G 、和B G : 及繼電器J 為控制開關,高精度穩定度集成感溫元件A D 5 9 0( 環境溫度變化1 “K電流變化1 拜A,,精度戶0.01 腸) 及R l 組成溫度檢測電路,R Z 、D w、R 3 、R 4及R : 組成溫度設置電路。

      厭氧培養箱溫度的高精度控制


      當箱內系統溫度低于設置值時,A、B兩點電位有v A 咬v B 。經IC 放大,C 點輸出高電平。B G ,和B G Z導通,J 吸合,加熱件R LI開始加熱。當箱內系統溫度達到設置溫度值時,v A ) V B ,IC 輸出低電平。B G I和B G Z 由導通轉為截止,J 釋放,R L I停止加熱。

       

      以上過程不斷反復,把箱內系統溫度控制在設置值附近(控溫精度< 士1 ℃ )。


      3、培養罐內溫度的二次精控

       

      培養罐內溫度的二次精控由運放ICI 和IC : 檢測出設定溫度和實際溫度的電訊號差值,并經運放IC 3放大輸出差值訊號v 。(見圖3)。Vo 經v / F 變換成脈沖訊號,經光電禍合器禍合后去控制可控硅S CR 的導通角。溫差訊號V 。越大,V / F 變換后的脈沖訊號越密,S C R 導通角越大,流經發熱件R L Z 上電流越大,發出熱量越大。反之,v 。越小,v / F變換后的脈沖訊號越疏,SC R 導通角越小,sL :上電流越小,發熱量越小。也就是說,培養罐內設定溫度和實際溫度愈接近,vo 愈小,SC R 導通角愈小,S C R 主電路電流愈小,R L :發熱量愈小,從而逐步逼近所控溫度。最后當損失熱量和S L Z 供給熱量相等時,培養罐內溫度達到動態平衡,二次精控到位。

      厭氧培養箱溫度的高精度控制

      圖3 中,除采用集成感溫元件A D 5 90 外,R ,和R PI采用高穩定性能電阻元件,A 點電位可校準到0.1 夠精度。IC ,和IC : 采用具有自動克服失調、自動穩零的高性能電路(如MAx 4 2 5),能檢出微小溫差,進一步提高控溫精度。電壓基準的選擇和R ,、R l 。、R P: 采用高穩定性能電阻元件,保證了設定溫度的精度。N·c 是Ic l 、Ic : 內部開關消失調同步脈沖控制端(f = 3 0 0 ~ 4 0 o H z )。A U T o 一2 為自動穩零控制脈沖。光電禍合器和培養罐內采用直流供電防止小訊號干擾及提高操作安全性。二次控溫精度可達< 士0.4 ℃。


      4、培養罐內溫度發熱件均布對培養罐內溫度發熱件R L Z 進行六面均布,有效地改變了溫度場分布不均的缺點。溫度場均勻性可達到< 士0.2 ℃ 。

       

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