恆溫槽

什麼是恆溫槽？恆溫槽顧名思義就是能提供恆定溫度的槽體。可分為恆溫空氣（通常稱作恆溫箱）、恆溫液體（通常稱作恆溫槽）。由於恆溫的液體溫度範圍不同，又分為低溫恆溫槽（一般是-40℃～100℃，見下圖）、超級恆溫槽（一般是室溫～300℃，見上圖）。又因為100℃以上的液體介質不能用水而用油，通常又稱為油槽。恆溫槽的同名也有很多，比如恆溫水油槽、恆溫水浴鍋、恆溫水箱、恆溫循環器、電熱恆溫水浴等等，它們一般都是通過電阻絲來加熱、壓縮機製冷，輔助配以PID控制器，恆定一個比較標準的溫度，從而達到實驗目的。

恆溫槽要求對槽內液體的溫度精確控溫（控溫精度是0.1 ℃甚至是0.01℃）。最常用的是用電阻絲加熱、壓縮機製冷的方法，輔以PID微機自整定精確溫度控制方式，將恆溫槽的溫度穩定在所需要的設定溫度上。

恆溫槽一般都配備有高穩定的鉑電阻PRT或其他溫度感測器，以分別用來實現對恆溫槽的溫度控制和自動保護功能。控制器使用特殊的雜訊抑制電路，因此能夠檢測出高穩定性恆溫槽所要求的微小的電阻變化。儀器內部使用交流電橋測量溫度來減小熱電勢。定製的、高精度、低溫度係數的電阻保證了溫度設定點的短期和長期穩定性。

先進的濾波技術克服了電源雜訊干擾和雜散的電磁干擾和無線電干擾。採用比例積分控制功能來控制供給恆溫槽加熱器的功率，精密的工廠調試幾乎消除了過沖的影響，使得恆溫槽能夠在到達溫度設定點之後迅速達到其最高的溫度穩定性。恆溫槽性能卓越的一個關鍵因素在於我們的熱埠技術。它將製冷螺旋管和加熱器呈夾層形安裝在恆溫槽不鏽鋼筒的側面，鋼筒的底部變成了熱交換埠，大部分熱量通過這個埠進出恆溫槽。鋼筒周圍良好的絕緣設計最大限度地減少了熱量泄露。

一般的安全保護措施是採取過溫過壓雙重保護功能。一但超過極限溫度或是電源電壓，就會啟動自動斷電保護，保證其長期不間斷可靠運行。

各種恆溫槽廣泛使用於精細化工、生物工程、醫藥食品、冶金、石油、農業等領域。為用戶提供高精度的恆溫場源，是研究院、高等院校、工礦企業實驗室、質檢部門理想的恆溫設備。

目前國內生產的恆溫槽技術可靠，性能溫定。可滿足絕對多數用戶的不同需要。

1. 特有的大屏幕背光液晶顯示，設定溫度、實際溫度、加熱功率、工作狀態等信息清晰明了；

2. 高性能單片微機控制、自整定PID調節，進口鉑電阻測溫，控溫精度高、波動度小；

3. 高性能攪拌電機，低雜訊、低發熱、全封閉、高壽命；

4. 不鏽鋼台板、內膽，有效避免腐蝕、生鏽等現象；

5. 具有斷偶保護、超溫報警功能，提供多項安保措施；

6. 儀器工作穩定可靠，操作方便安全。

目前恆溫槽使用的介質大致有酒精、水、防凍液、食用油、硅油、汽缸油等。水是最廉價的的介質，作範圍一般在5 ~95℃，但不能覆蓋最常用的0℃，而較多恆溫槽使用防凍液代替水。根據有關研究，凍液與水按1: 1 混合，在- 30℃ 時性能仍正常。槽的表面溫場與室溫及介質蒸發量有關。根據參考獻3，常壓下純防凍液表面張力46. 49 mN/ m（而純水表面張力0. 728 mN/ m（20℃），防凍液與水合後會極大增加水表面張力，造成分子內聚力增加，從而使得蒸發量小於純水，故其垂直溫場優於純水。此項性能對於射流結構恆溫槽尤其明顯。筆者進行相關實驗，使用純水和防凍液（按水和防凍液1: 1 混合）的垂直溫場分別15 mK 和32 mK。當恆溫介質蒸發量大時，需要遮蓋槽面以改善垂直溫場。筆者對某射流結構的恆溫槽（98 ℃）進行相關實驗，結果顯示：槽面有覆蓋場時，垂直均勻性為12 mK，波動性為8 mK；無覆蓋物時，垂直均勻性為28 mK，波動性為12 mK。

由此可見，無覆蓋物的影響相當可觀。這在某些無法遮蓋槽面進行檢測工作的情況下需要注意。

在高溫時，選擇蒸發量小的工作介質可以減小此類影響，低粘度硅油是一種選擇。筆者對某廠家恆溫槽，使用低粘度硅油作介質實驗，結果顯示：在-30℃時，垂直物均勻性為4 mK，波動性為12 mK；在100℃，垂直均勻性為2 mK，波動性為5 mK。

食用油也是一種廉價導熱介質，在100 ~200 ℃工作範圍得到廣泛使用。但電熱絲通電后溫度很高，食用油極易炭化，形成黏性大的顆粒，纏繞在加熱絲上，使其導熱性變差，降低槽溫穩定性。更重要的是降低了加熱絲之間絕緣電阻，導致不安全。因此在100 ~300 ℃工作範圍建議使用硅油，並周期更換。

在使用恆溫槽進行測試過程中，需要各種各樣的輔助設備。例如，液位提升器、恆溫槽支架等。這些附件可以幫助您提高實驗室的工作效率，便於進行測試操作。