众所周知,生化实验室使用大量化学试剂和精密仪器,它们对实验室温度有严格的要求。此,加强实验室温度控制系统的设计和实施已成为生化实验正常开展的前提。文分析了生化实验室恒温设计的可行性和常用的控制方法,并以一个实验室为例来讨论关键技术的实施。们希望本文将为促进现代实验室温度控制技术的发展并实现低碳节能提供理论参考。前,大多数用于计量验证的校准法规/规格要求环境条件,并且可以修改恒定生化温度腔室的当前温度系统。几何,热,力学和电的四个计量领域中,对测量环境温度的要求主要是长度测量领域。使在长度测量领域,大多数计量验证法规/校准规范也要求环境温度在20℃±2℃的范围内,其中只有少数几个有要求更高的温度。
如,JJGl46-2003“量具块”验证法规要求量具块的环境温度为20°C。热测量领域,环境温度通常不高。证具有相对较高的环境温度要求的辅助仪器,例如验证规则“设置数字温度指示” JJG617-1996,要求环境温度为20°C±2.0验证期间的°C;在机械计量领域,大多数计量验证要求环境温度为20°C±5.0°C。有少数验证元素要求环境温度为20°C±1.0° C或20°C±2.0°C,如JJG236-1994“标准头等舱标准活塞压力表的验证”。
规要求在验证期间环境温度为20°C±1.0°C;在电气测量领域,环境温度要求主要集中在20°C±2.0°C。些验证元件需要稍高的环境温度条件,例如JJGl25- 2004验证规定DC”,当对象处于0.005-0.01水平时,所需的环境温度为20°C±0.5°C,当对象处于0.02水平时,所需的环境温度20°C± 1.0℃,当被测物体为0.05时,环境温度必须为20℃ 2.0°C。们可以看到,如果将测得的环境温度设置为18°C和22° C,可以满足大多数验证程序的要求。于少量的过程和一些需要环境温度接近20°C的参数,我们可以采用局部二级恒定温度。行测量,也可以遵守法规或参数要求的环境温度。化实验室恒温系统中一般采用三种控制方式:位置调整方式,恒温阀芯PLC直方图控制方式和智能控制方式。
图分段方法也称为切换方法,即,当标志大于设置值时,系统关闭;当标志低时,系统打开。多数恒温恒湿的实验室单位都使用此方法,但是此方法的能耗很重要,控制时间很晚,而且备件也很昂贵。PLC直方图控制方法也称为动态调整方法。PLC单卡计算机是一种比较常见的仪器控制方法,PLC单卡计算机通过常规接口连接到计算机,有些用户错误地认为该计算机正在索引中运行实际上,在PLC直方图控制方法中,计算机的作用仅仅是简单的数据收集和参数修改,操作的实际控制只能由单板计算机执行。PLC。实验室恒温控制中,这种方法的控制原理是:空调的压缩机连续运转(空调机组具有制冷和除湿功能),因此温度指示器和温度实验室中的湿度低于正常实验室的要求,然后进行加热和加湿,最后加热能力大约等于制冷能力,而除湿能力大约等于加湿能力,使实验室指标达到动态平衡。
方法在制热过程中的冷却过程中,在加湿过程中的除湿过程中,通过相互损失能量达到目标平衡,因此该方法的能耗最大。
种控制方法中的一种。PLC单板计算机的计算相对简单,导致系统对外界的抗干扰能力低。能控制方法使用计算机控制系统,并配有高精度传感器。种控制方法打破了传统实验室在高温恒湿下高能耗的两种模式,这使实验室在恒温恒湿下可以实现节能,高效,环保和超低维护率。方法采用空调逆变器来调节空调的制冷量,在温度达到平衡后,空调的制冷量仅略大于新鲜空气干扰源和各种干扰源之和。验室的散热和热损失。算机跟踪并计算需要在线补充的热量,并通过加热智能模块来更改和控制电加热的功率,从而改变电加热操作的电压,从而使实验室指示器不会不受外部和内部干扰源的干扰,并且温度平衡系统温度控制的波动范围为±o.2℃。系统不仅提高了精度,减少了能耗,而且解决了传统恒温加湿实验室中的延迟控制问题。系统硬件结构的主要研究内容可以分为四个模块:(1)输入模块:数字温度传感器。
(2)输出模块:显示,报警电路,放大电路,V / I转换等(3)单个智能卡是整个系统的大脑,数据指令的顺序由此产生。(4)主机:通过RS485 / 232串行通讯,在主机和单片机之间进行双向信息传输,从而使操作员办公室可以进行时间控制实际实验室温度。外,单片机的外围电路包括供电电路(以提供5V的电压源),时钟电路(单片机通过总线通信获得时间值)。
警报电路(温度上限和下限警报)等。
料结构示意图如图1所示。
温度控制系统的实际设计过程中,与上述结构图相比,应简化模型图,以方便分析。统的。化的模型图如图2所示。
Sl8820是美国达拉斯半导体公司生产的新一代数字温度传感器,具有小型化,低功耗,高可靠性的优点。能强,抗干扰能力强,易于搭配微处理器等该设备使用对温度敏感的半导体元件,A / D转换器,存储器等。-4个非常小的集成电路芯片上,传感器直接发送温度信号的数字值。号传输使用由两条导电电缆组成的独特总线结构。控制器可以通过寻址设备来读取某个传感器的温度值,从而简化了信号采集系统的电路结构。较表明,独立的AT89S和AT89C系列在执行效率,抗干扰和低功耗方面表现出了强大的优势。AT89S51微控制器是AT89S系列微控制器中最具成本效益的芯片之一,具有充足的电源,丰富的技术信息和大存储容量,可避免频繁升级。于上述因素,AT89S51微控制器是该系统的理想选择。
助RS485 / 232串行通信,可以实现主机与单片机之间的双向信息传输。Maxim生产的MAX485芯片是一种用于RS-485通信的低功耗差分平衡收发器芯片。动器和接收器集成在芯片内部,符合RS-422A和RS-485通信标准。上所述,在生化实验温度系统的设计与实现中,我们必须根据实际情况改变冷却方式,这样可以节省大量的电,水,并在保证准确测量数据的基础上实现“低碳”测量。
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