循环水浴是一种广泛应用于实验室的设备,通过精确控制水温为实验提供一个稳定且均匀的温度环境。
一、原理及类型
循环水浴的工作原理基于热传导和流体力学。其核心部件包括循环泵、加热/制冷系统和温度控制装置。循环泵使水在浴槽内不断循环,确保水温均匀分布;加热/制冷系统通过加热器或制冷器将水温调节至设定值;温度控制装置通过传感器反馈实际温度,并与设定温度进行比较,从而精确控制加热/制冷系统的工作时间和频率。
根据功能和温度范围,可以分为多种类型:
1、恒温循环水浴:又称恒温循环水槽,自带制冷和加热系统,通过微控制器技术结合PID控制方式对水槽内液体进行高精度控温。这种设备通常用于需要精确温度控制的实验。
2、高低温循环水浴:是一种能够在较大温度范围内工作的设备,适用于需要高温或低温环境的实验。这种设备广泛应用于化学、生物、物理等领域的实验室中。
3、多功能循环水浴:除了基本的温度控制功能外,还可以与其他设备相连,作为恒温源配套使用,如旋转蒸发器、电泳仪等。
二、应用场景
1、化学合成:用于控制反应温度,以提高合成产物的纯度和产率。例如,在有机合成反应中,温度对反应速率和产物选择性有重要影响,循环水浴能够提供稳定的温度环境,确保实验结果的准确性。
2、生物实验:用于细胞培养、酶活性测定、PCR扩增等需要精确控温的实验。细胞培养需要在特定温度下进行,以保持细胞的正常生长和代谢活动;酶活性测定则需要在特定温度下测量酶的活性,以确保实验结果的可靠性。
3、物理实验:用于研究材料在不同温度下的物理性质,如热膨胀系数、热导率等。这些性质的研究对于材料科学和工程领域具有重要意义。
4、工业生产:循环水浴在工业生产中也有广泛应用,如用于电源、分子泵、离子泵等设备的循环冷却。这些设备在工作过程中会产生大量热量,需要通过循环水浴进行散热,以确保设备的正常运行。
三、操作步骤
1、检查设备:在使用前,检查电源、水源和温度传感器等是否正常工作。确保设备放置在通风干燥处,周围无其他物体遮挡。
2、加入水:向水槽内加入适量的清洁水,通常加入至总高度的1/2-2/3处。最好使用温水,以缩短加热时间和节约用电。
3、接通电源:将电源开关拨至“开”位置,电源指示灯亮表示电源接通。此时,温控仪面板会有数字显示,表示电源已接通。
4、设定温度:将温度控制器的温度按钮按下,此时数字显示的温度为实际测定温度。旋转温度调节旋钮,选择所需的工作温度。再次按下设定按钮,此时数字显示的温度为水槽内测定的温度。加热指示灯亮,表示电热管的电源已经接通正在加热。
5、等待恒温:当水槽内测定温度达到设定温度时,加热中断,加热指示灯灭。在标准环境下通电60分钟后,温度可保持稳定。此时,循环水浴已进入恒温控制状态。
6、开始实验:将实验样品放入水槽中,开始实验。在实验过程中,可以通过温控仪表观察实际温度,并根据需要进行调整。
7、结束实验:实验结束后,将温控旋钮置于最小值,切断电源。关闭电源开关,拔掉电源插头。若水浴锅较长时间不使用,请将水槽中的水排出,用软布擦干净并晾干。
四、注意事项
1、温度范围控制:操作过程中,不应超过最高温度和最低温度范围,以避免设备损坏或危险发生。
2、防止环境污染:不要将水浴液倒入排水口或倒出设备,以防止污染环境。使用完毕后,应将水槽内的水排出并妥善处理。
3、避免随意拆卸:在操作过程中,不应随意打开或拆卸循环水浴的零部件,以免损坏设备或造成触电危险。
4、正确使用电源:应选用电源功率大于或等于仪器的总功率,并确保电源有良好的接地装置。设备应放置在固定的平台上,电源电压必须与产品要求的电压相符。
5、液体介质液面控制:使用时液体介质液面不得低于台面3cm,以确保循环泵的正常工作和设备的稳定性。
6、温度设定与修改:在温控仪表上设定所需温度时,应通过上下键进入设定值修改状态,修改完成后按SET键保存退出。不要随意按下SET键,以免影响温度控制的准确性。
7、长期不使用的处理:长期不使用仪器时,必须放掉仪器内的液体,用软布擦干净并晾干,以防止设备腐蚀和损坏。
8、安全接地:为了确保安全,应接好地线。使用前检查接地装置是否良好,确保设备在接地良好的环境下运行。
五、维护保养
1、定期检查:定期检查设备的电源、水源、温度传感器等部件是否正常工作。如发现异常,应及时联系维修人员进行处理。
2、清洁保养:使用完毕后,应将水槽内的水排出,用软布擦干净并晾干。定期清理水槽内的污垢和杂质,保持设备的清洁和卫生。
3、更换配件:如发现设备的某个部件损坏或失效,应及时更换新的配件。确保设备的各个部件都处于良好的工作状态。
4、防腐蚀处理:长期不使用的设备应进行防腐蚀处理。可以将水槽内的水排出后,用防腐蚀剂进行涂抹或浸泡,以防止设备腐蚀和损坏。
5、定期校准:定期对温度控制装置进行校准,确保设备的温度控制精度符合实验要求。校准前应先将设备预热至稳定状态,然后按照校准步骤进行操作。