低溫恒溫槽原理

一、原理

1. 制冷原理

低溫恒溫槽采用機械壓縮式制冷系統或液氮制冷系統。其中，機械壓縮式制冷系統主要由壓縮機、蒸發器、冷凝器和節流閥等組成。其工作原理如下：

首先，壓縮機將低溫低壓的制冷劑吸入，經過壓縮后變為高溫高壓的氣體；然后，氣體進入蒸發器，在蒸發器內與外界熱量交換，從而降低內膽中的溫度；接著，制冷劑以液態形式進入冷凝器，在與外界熱量交換的過程中釋放熱量，并將液態制冷劑轉化為氣態；最后，制冷劑通過節流閥回到壓縮機中重新循環。

液氮制冷系統則是利用液氮的極低溫度來降低內膽中的溫度。液氮具有的致凍能力，在接觸樣品時會迅速蒸發并帶走樣品周圍的熱量，從而使樣品降溫。

2. 加熱原理

低溫恒溫槽采用電加熱或水循環加熱。其中，電加熱是將電能轉化為熱能，通過加熱棒或電熱絲等將內膽中的溫度升高；水循環加熱則是將水從水箱中抽出，通過管道循環流動并在內膽中散發熱量，從而升高內膽中的溫度。

3. 溫度控制原理

低溫恒溫槽采用PID控制器或微處理器控制器來精確地控制內膽中的溫度。其中，PID控制器是一種反饋控制系統，通過不斷調節輸出量來使被控對象達到設定值；微處理器控制器則是利用微處理器來進行計算和控制。

在PID控制器中，P、I、D三個參數分別代表比例、積分和微分。比例參數表示系統對誤差的反應速度；積分參數表示系統對誤差的積累程度；微分參數表示系統對誤差變化率的反應速度。通過對這三個參數進行合理調節，可以實現精確的溫度控制。

二、使用注意事項

1. 在使用低溫恒溫槽時應注意安全事項，如避免觸碰冷凍表面、避免液氮泄漏等。

2. 在使用液氮制冷系統時，應注意及時補充液氮，避免因液氮不足導致溫度波動。

3. 在使用電加熱或水循環加熱時，應注意避免過度加熱，以防損壞樣品。

4. 在使用溫度控制器時，應注意合理調節PID參數，以實現精確的溫度控制。