一、简介
在实验操作过程中,经常用到水浴锅,有的地方称之为电热恒温水浴锅,也有地方叫做恒温槽,总之,就是用来模拟恒温环境来实现操作,而且有的应用要求温度稳定性更高,波动要尽量小。
先来看看标准中的定义:
水浴锅通常由水槽、管状加热器、托架、电器箱、放水管等组成,根据试验需要设定温度,通过电器箱内的温度控制器控制温度,主要用于干燥、浓缩、蒸馏、浸渍化学试剂,也可用于水浴恒温加热和其他温度试验。水浴锅工作空间的试验物品放置形式分为有孔和无孔两种结构,有孔的又分为简单单孔、单列多孔和双列多孔等形式。
恒温槽是以液体为导热介质,通过温度控制系统以及搅拌或射流装置的作用,达到设定温度或设定温度变化速率,并保持其内部工作区域的温度均匀和稳定。
从定义上来看,基本没有本质区别,恒温槽结构更加复杂,功能更加齐全,应用更加专业。
二、分类
水浴锅/恒温槽可以按照使用介质分类,也可以按照搅拌方式和循环方式等多种形式分类。
1.按介质分类
水浴锅/恒温槽按照所使用的导热介质的不同,可分为恒温水槽、恒温油槽、酒精低温槽等类型。恒温槽的使用温度范围受导热介质的凝固点、沸点、闪点、粘度以及恒温槽主体结构材料的耐热性、加热系统的发热功率、制冷设备的制冷能力等多方面的因素限制。
2.按搅拌和循环方式分类
水浴锅/恒温槽按搅拌和循环方式的不同,可分为下搅拌式、上搅拌式、分体循环式和射流式等类型。
1)下搅拌式恒温槽,又称磁搅拌恒温槽。通过磁场带动桶内的磁铁转动,从而使搅拌叶片旋转,让导热介质导流筒内循环,使得工作区域内的温度均匀。下搅拌式恒温槽的优点是工作台面比较宽敞、噪音较小,温场性能良好。
2)上搅拌式恒温槽也称侧搅拌恒温槽,内部由两个中间相隔上下联通的导流筒组成。搅拌电机安装在一个导流筒的中心的上方位置,通过一个较长的转轴带动搅拌叶片旋转,使得导热介质在两个导流筒之间循环流动。上搅拌式恒温槽的优点是电机搅拌装置安装和维护简单,不需要经常维护,搅拌效果明显,液面可以达到上盖板位置,温场性能,特别是垂直温差性能远优于磁力搅拌式。
三、应用
水浴锅/恒温槽广泛用于干燥、浓缩、蒸馏、浸渍化学试剂、浸渍药品和生物制品,也可以用于恒温加热和其它温度试验,是生物、遗传病毒、水产、环保、医药、卫生、生化实验室、分析室教育科研的必备工具。
普通水浴加热实验不需要外校,但是在使用时要用外校过的温度计确认其温度;如果是要求保温的话(比如误差1℃),用做检定、校准各类温度计所需要的恒温设备,就需要做验证、校准。
四、关键参数
衡量水浴锅/恒温槽性能优劣的主要性能指标有温度均匀性、温度波动性,有些高精度恒温槽还具有控制升、降温速率的功能,对于加热升温时间有着相当的性能。
国内标准
1、GB/T 28850/26808/28853 恒温槽与恒温循环装置
2、水利SL144.6-2008电热恒温水浴锅校验方法
3、JJF 1030-2010恒温槽技术性能测试规范
国际标准
1、 DIN 12876 重力对流和强制循环水槽
2、 ASTM E715-80(Reapproved2016)
从标准来看,国内标准的技术参数相对比较宽泛,国外标准相对较严格;校准规范要比行业标准与推荐标准要求更高,全国各省区市也有适合自己区域的校准规范。在具体应用或者选购时,还需要具体问题具体分析,按照应用需求指标,来选取相应的参考标准,采购适宜的水浴锅或恒温槽。
在之前的推送中曾经介绍过Memmert的水浴油浴产品,不同凡响的实验室水浴油浴
Memmert水浴油浴设计独到,利用三面加热设计原理,结合无搅拌桨理念,确保温控系统免受加热介质的影响同时,获得较好的温度均匀性和操控稳定性,加热位于深拉肋骨背后,因此,加热元件既不会腐蚀,也不会影响传热介质,易于清洁,还能达到较高的操控安全性。
三面加热技术示意图
基于上述设计,在温度梯度推动下,自然而然形成循环,无需附加搅拌装置,即可对温浴中的传热介质(水或矿物油)及待测样品进行温度控制。在温度 95℃时水槽内任何两点之间的最大温差是有0.36℃!选配上恰当的选配件后可以组成摇床水浴/恒温槽,或低温循环水浴/恒温槽等具有多种功能的复合型温控设备。
配置有尖顶盖与多个试管架的Memmert水浴WNE
Memmert卓越型水浴系列WNE与油浴ONE系列产品有两个Class A级四线制PT100 温度传感器(IEC 60751),分别负责温度测量与监控报警,各司其职、互为备份;实现控制系统温度偏差校准功能。具有较高的标准适应性及校准灵活性。
配置有多孔平顶盖的Memmert水浴WNE
Memmert水浴/恒温浴的主要技术特点如下:
工作温度范围室温+10℃~100/200℃ (选配半导体制冷模块后可将温控下限降低到+10 °C)
六个型号尺寸,最小7L,最大45L;
温控精度及温度均一性、均匀性优良;
可选水位监控及自动补水系统
选配件丰富,适应性强:尖顶平顶盖、半导体制冷、摇床、试管架、锥形瓶夹具等等
内外腔均为不锈钢,稳定牢固、耐腐蚀、易于清洁。
五、使用安全注意事项
水浴锅/恒温槽用水需要满足相应的洁净要求,实验结束后及时排空介质,并清洁内腔;
水浴锅/恒温槽液面可以保持在规定范围内,不能太多,以免溢出,试验台相对水平,没有明显振动。
实验过程中要密切观察,当工作腔内介质蒸发,液位低于最低刻度线时,应及时补充。必要时可选配液位监控及自动补水系统(需工厂安装,采购时选定)。
高温使用过程中,人体不要直接接触水浴锅/恒温槽的上部,以免烫伤。
电线、插头损坏或电器设备故障,应有专业人员修理。使用供应商厂家未推荐的附件会造成一定的质量风险。
使用环境需要有良好的接地保护措施。
参考文献:
GB/T 28850-2012 恒温槽与恒温循环装置高温恒温槽;
GB/T 26808-2011 恒温槽与恒温循环装置低温恒温槽;
GB/T 28853-2012 恒温槽与恒温循环装置高温恒温循环装置;
DIN 12876-2001 Electricallaboratory devices - Laboratory circulators and baths - Part 1: Terms andclassification.
ASTM E715-80(Reapproved2016)Standard Specification forGravity-Convection and Forced-Circulation Water Baths.
JJF 1030-2010恒温槽技术性能测试规范;
JJF (闽)1094-2018 电热恒温水浴锅校准规范;
JJF (辽)118-2011 电热恒温水浴锅校准规范;
JJF (新)08-2017 电热恒温水浴锅校准规范;
JJF (黑) 001-2019 实验室用电热恒温水浴锅校准规范;
JB/T 5376-1991 低温恒温槽技术条件,已废止;
JB/T 5377-1991 恒温水槽技术条件,已废止;
JB/T 9518-1999 恒温油槽技术条件,已废止.
YY 91037-1999(原GB11240-1989) 电热恒温水浴锅,已废止;
YY 91038-1999(原GB11241-1989) 恒温水槽,已废止;
GB/T 30121-2013 工业铂热电阻及铂感温元件(IEC 60751 IDT)
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