EYELA的生化培養箱(例如BOD系列、BIL系列、BIP系列等)是用于微生物培養、種子發芽、水質分析(BOD測定)、昆蟲和小型動物飼養等實驗的精密設備。其核心工作原理是創造一個用戶設定好的、穩定且均勻的溫度、濕度和潔凈環境,并維持這個環境不受外界干擾。
您可以將其理解為一個非常精密、干凈且可控的“空調房"。
它的工作原理主要由以下幾個系統協同合作實現:
這是培養箱最基本也是最關鍵的功能。
加熱:通常采用電熱絲加熱。當箱內溫度低于設定溫度時,控制系統會通電給加熱元件,使其發熱。
制冷:部分型號(如BOD系列)具備制冷功能,可用于環境溫度以上的恒溫控制(如4℃、10℃等)。制冷系統通常采用壓縮機制冷,其原理和冰箱、空調類似,通過壓縮制冷劑循環來吸收箱內的熱量。
控制大腦——PID控制器:這是溫度控制精準的關鍵。它不僅僅是在溫度低時加熱、溫度高時制冷那么簡單。
P(比例): 控制輸出功率與當前溫差成比例,快速縮小溫差。
I(積分): 消除靜態誤差。即使溫差很小但持續存在,積分作用會逐漸加大輸出,直到消除誤差。
D(微分): 預測溫度變化趨勢。如果溫度正在快速上升,微分會提前減小加熱功率或啟動制冷,防止溫度過沖。
EYELA先進的PID控制器能夠通過算法自整定(Auto-tuning) 參數,找到適合當前環境的最佳P、I、D值,從而實現極其快速、平穩且精準的溫度恢復,波動極小(通常可達±0.1℃~±1.0℃,視型號而定)。
對于需要控制濕度的生化培養箱(如BIL系列),其原理是:
加濕:箱體內有一個獨立的水盤或蒸汽發生器。當濕度傳感器檢測到箱內濕度低于設定值時,控制系統會加熱水盤產生純凈的水蒸氣,并通過風扇將水蒸氣均勻擴散到箱內各個角落。
除濕:當濕度過高時,系統會啟動壓縮機制冷。箱內潮濕的空氣遇到冷的蒸發器(制冷系統的部件)時,水分會冷凝成水珠析出,并流回儲水盤,從而降低箱內空氣的絕對濕度。之后空氣再被加熱到設定溫度,相對濕度也就隨之降低了。
為了保證箱體內每個角落的溫度和濕度都高度一致,培養箱設計了強制的空氣循環系統。
風扇:箱體內部裝有一個低噪音、長壽命的風扇。
風道設計:EYELA通常采用強制對流設計。空氣被風扇吸入,經過加熱/制冷元件以及濕度發生器,變成設定好的溫濕度空氣,然后通過精心設計的風道或夾層,從箱體兩側或后壁的孔隙中均勻、柔和地吹入工作室,確保沒有死角,避免了局部溫度過高或過低的問題。
這是生化培養箱區別于普通烘箱或培養箱的重要特點,旨在為樣品(尤其是細胞、微生物)提供一個潔凈的環境。
HEPA高效空氣過濾器:很多EYELA生化培養箱(如BIP系列)配備HEPA過濾器。循環的空氣在進入工作室之前會先通過HEPA過濾器,可以去除99.97%以上直徑大于等于0.3μm的微粒(如細菌、真菌孢子、灰塵),有效防止交叉污染。
紫外殺菌燈(UV燈):部分型號可選配紫外燈。在實驗前后,可以開啟紫外燈對箱內空腔進行照射滅菌,進一步確保環境的無菌性。
內腔材料:內膽通常采用304或316不銹鋼,表面光滑、無縫、耐腐蝕且易于清潔消毒。
用戶設定:您通過前面板的數字控制器(或旋鈕,在老型號上)設定所需的溫度(如37.0℃)和濕度(如95%RH)。
實時監控:箱內的溫度傳感器(如鉑電阻PT100)和濕度傳感器持續將當前環境數據反饋給微電腦控制器。
智能調節:控制器將反饋值與設定值進行比較,通過先進的PID算法,計算出最佳操作指令:
命令加熱器工作或壓縮機啟動。
命令加濕水盤加熱或壓縮機除濕。
均勻擴散:風扇將經過調節的空氣吹過HEPA過濾器,并通過風道系統均勻地送入工作室的每一個角落。
持續循環:這個過程7x24小時不間斷地循環,同時控制系統持續監控和微調,以抵抗外界環境變化(如開門、室溫波動)帶來的干擾,最終將內部環境穩定在您設定的參數上。
高精度控制:得益于PID控制,溫度波動極小。
均勻性:獨特的風道設計確保工作室內部各點溫差極小。
防污染設計:HEPA過濾和可選UV燈,提供潔凈環境。
直觀易用:大屏幕數字顯示,操作簡單, often帶有定時、程序編程、報警等功能。
安全可靠:通常具備獨立超溫保護器,即使主控制系統失效,也能在溫度異常過高時切斷電源,保護您珍貴的樣品和設備安全。