影響生化培養(yǎng)箱溫度調(diào)節(jié)精度的主要因素
生化培養(yǎng)箱對溫度控制精度要求很高,一般要求其溫度控制誤差不大于±0.5℃。影響生化培養(yǎng)箱控溫性能的因素很多,在設計和維護中均需予以認真考慮。本文就生化培養(yǎng)箱控溫系統(tǒng)中測溫元件的相關方面對其溫控精度的影響進行了試驗研究。
1.測溫元件的時間常數(shù)
測溫元件反映機內(nèi)溫度,并向控溫系統(tǒng)輸入端饋送反饋溫度信號。測溫元件通過與生化培養(yǎng)箱內(nèi)空氣的熱交換來感知溫度,具有熱慣性,這樣當生化培養(yǎng)箱溫度變化時,測溫元件的輸出θf(溫度指示)總是滯后于箱內(nèi)溫度θo的變化,測溫元件的時間常數(shù)T2反映了這種熱慣性的大小,T2越大,滯后越嚴重。
這樣,從測溫元件得到的即時溫度指示值θf實際上并不是生化培養(yǎng)箱內(nèi)的真實溫度θo,兩者之間存在著差異。圖1給出了某生化培養(yǎng)箱在階躍溫度干擾(5℃)作用下機內(nèi)溫度真實值θo(t)(用PN結溫度計測得)與測溫元件測得值θf(t)(用電接點水銀溫度計測得)過渡過程的比較(設定溫度θi=30℃,曲線溫度坐標為與30℃的差值Δθ)。
由圖可見θo(t)和θf(t)兩曲線的振蕩周期相同,且都趨于同一穩(wěn)定值,不同的是θo(t)的振幅要比θf(t)的大得多,生化培養(yǎng)箱內(nèi)高的瞬時溫度達到30.8℃,而在這種情況下測溫元件的指示值僅為30.2℃。
這說明生化培養(yǎng)箱內(nèi)真實溫度的變化要比測溫元件反映出來的溫度指示值的變化大得多,而它們的差異程度取決于測溫元件的時間常數(shù)T2,其大則大之,小則小之。
生化培養(yǎng)箱內(nèi)溫度真實值與測量值之間這一無法直接看到的差異,在實際工作中務必充分注意,因為有時雖然測溫元件指示或記錄的溫度值是符合要求的,但實際上在一段時間中箱內(nèi)的真實溫度已大大超出了規(guī)定范圍。測溫元件的時間常數(shù)越大,這種情況越嚴重。
