實(shí)驗(yàn)室離心機(jī)是將樣品進(jìn)行分離的儀器,廣泛應(yīng)用干生物醫(yī)學(xué)、石油化工、農(nóng)業(yè)、食品衛(wèi)生等領(lǐng)域,它利用不同物質(zhì)在離心力場中沉淀速度的差異,實(shí)現(xiàn)樣品的分析分離。離心機(jī)自問世以來,歷經(jīng)低速、調(diào)整、超速的變遷,其進(jìn)展主要體現(xiàn)在離心設(shè)備和離心技術(shù)兩方面,二者相輔相成。從轉(zhuǎn)速看,臺式離心機(jī)基本屬于低速、高速離心機(jī)的范疇,因此具有低速和高速離心機(jī)的技術(shù)特點(diǎn),其結(jié)構(gòu)主要由電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、轉(zhuǎn)頭和系統(tǒng)控制等幾部分組成。通用臺式離心機(jī)的發(fā)展已經(jīng)模糊了低速、高速量離心機(jī)的界線,眾多的轉(zhuǎn)頭為科研人員提供相當(dāng)廣泛的應(yīng)用范圍,成為科研實(shí)驗(yàn)室首選機(jī)型。
交流變頻調(diào)速將逐步取代直流調(diào)速。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)是離心機(jī)的核心部分,由控制、功率驅(qū)動和電機(jī)三大要素組成,主要是控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。在離心機(jī)的發(fā)展進(jìn)程中直流調(diào)速功不可沒,其主要特點(diǎn)是具有良好的起制動、調(diào)速范圍寬、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、理論和實(shí)踐都比較成熟等,因此八十年代前在離心機(jī)中得到廣泛的應(yīng)用,至今仍在應(yīng)用和不斷的改進(jìn),如改進(jìn)直流電機(jī)銅頭和碳刷的耐磨性,以延長電機(jī)的壽命和碳刷的更換周期等。
可控直流調(diào)速是經(jīng)典的直流調(diào)速方案,結(jié)構(gòu)簡單、技術(shù)成熟,基本滿足離心機(jī)調(diào)速的需求,因此在國內(nèi)外離心機(jī)中得到廣泛的應(yīng)用。其主要缺點(diǎn)是,整流波形差、電流脈動大、輕負(fù)載時(shí)易出現(xiàn)斷流現(xiàn)象、為維持直流電機(jī)電流的連續(xù),需加一笨重的平滑電感,增加了儀器的體積和重量。八十年代后,隨著全控功率器件的發(fā)展,如功率晶體管和場效應(yīng)管等,開關(guān)功率變換技術(shù)逐漸在離心機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)中得到應(yīng)用,這種技術(shù)主要是通過高頻直流斬波,調(diào)節(jié)脈沖占寬比,改變輔出電壓,為直流電機(jī)供電。由于開關(guān)頻率很高,一般小于50KHZ僅靠電機(jī)自身的電感濾波,即可獲得平滑的直流電流,克服了直流調(diào)速的缺點(diǎn),因此轉(zhuǎn)速更平滑,調(diào)速范圍更寬。
開環(huán)調(diào)速是最簡單的調(diào)速方案,甚至十幾個(gè)分立器件或一個(gè)集成塊即可組成一個(gè)系統(tǒng),所以至今國內(nèi)某些低價(jià)位的離心機(jī)仍采用這種方案,其主要缺點(diǎn)是需要手動調(diào)速,不能控制電機(jī)的電流,轉(zhuǎn)速精度和技術(shù)附加值都比較低。鑒于開環(huán)調(diào)速的局限性,國內(nèi)外大部分離心機(jī)普遍采用既有電流反饋又有轉(zhuǎn)速反饋的雙閉環(huán)調(diào)速方案,其主要優(yōu)點(diǎn)是自動調(diào)速、升速快、轉(zhuǎn)速超調(diào)小、精度高、限流功能避免電機(jī)過電流損壞。
雖然直流調(diào)速歷史悠久、技術(shù)成熟、但直流電機(jī)機(jī)械整流子換向是其致命的弱點(diǎn),限制了電機(jī)的轉(zhuǎn)速,整流子帶來干擾,需要更換碳刷等,使得早期的超速或高速離心機(jī)不得不采用如齒輪變速的間接提速方案或其它方法,增加了成本和體積,降低了壽命和可靠性。七十年代末,國外超速離心機(jī)中率先采用變頻調(diào)速技術(shù),主要通過改變感應(yīng)電機(jī)的供電頻率調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。由于感應(yīng)電機(jī)無需機(jī)械整流子,不僅免去更換碳刷之煩,而且提高了電機(jī)轉(zhuǎn)速,甚至十幾萬轉(zhuǎn)的超速離心機(jī),也能直接驅(qū)動,大大簡化離心機(jī)的結(jié)構(gòu)。變頻調(diào)速的技術(shù)關(guān)鍵:一是全控功率器件的發(fā)展和應(yīng)用,簡化了調(diào)速的技術(shù)關(guān)鍵:一是全控功率器件的發(fā)展和應(yīng)用,簡化了逆變器的主電路;二是SPWM技術(shù)改進(jìn)了逆變器的性能指標(biāo);三是控制技術(shù)的發(fā)展,如矢量控制技術(shù)等,使感應(yīng)電機(jī)的控制性能達(dá)到或超過直流電機(jī)的水平;四是變頻調(diào)速專用大規(guī)模集成電路和微處理器大大簡化了變頻電路,目前變頻調(diào)速完全可以和直流調(diào)速相媲美。九十年代后,國外主要離心機(jī)廠商的全線產(chǎn)品幾乎都采用變頻調(diào)速的技術(shù),不論超速、高速,還是低速離心機(jī),我國也將變頻調(diào)速離心機(jī)列為攻關(guān)計(jì)劃,部分廠家已經(jīng)推出變頻調(diào)速離心機(jī)。根據(jù)交流電機(jī)不同,變頻調(diào)速也有所區(qū)別,目前變頻調(diào)速離心機(jī)中所用電機(jī)主要有三種:異步感應(yīng)電機(jī)、無刷直流電機(jī)和可變磁阻電機(jī)。1988年2、多功能、自動化和微機(jī)控制
隨著離心機(jī)制造和應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展,離心機(jī)不僅在調(diào)速技術(shù)方面取得進(jìn)展,而且在多功能和自動化方面也有長足進(jìn)步,如可變速率起制動、程序變速、直接輸入離心力、操作程序的存儲和調(diào)用、儀器狀態(tài)的自動診斷、要求盡可能全的顯示離心機(jī)的參數(shù)和狀態(tài)信息、更加完善的安全保護(hù)功能等,有些功能不僅是錦上添花,而且直接影響離心效果,如可變速率起制動和程序變速可以改善區(qū)帶離心效果和縮短離心時(shí)間等。早期離心機(jī)控制系統(tǒng)由分立元件組成,電路復(fù)雜、成本高、許多功能難以實(shí)現(xiàn)。
采用微機(jī)技術(shù)后,可由軟件替代硬件的功能或完成硬件難以實(shí)現(xiàn)的功能,如離心機(jī)程序控制、電機(jī)控制等,不僅大大簡化硬件的結(jié)構(gòu),而且多功能、自動化也成為現(xiàn)實(shí)。一般離心機(jī)微機(jī)控制系統(tǒng)的核心是單片微機(jī),硬件系統(tǒng)包括:操作界面、電機(jī)控制界面、溫度控制界面、安全防護(hù)監(jiān)控界面、系統(tǒng)監(jiān)控等。操作界面管理鍵盤和顯示器,為便干用戶操作和監(jiān)視運(yùn)行參數(shù),操作界面應(yīng)遵循簡單扼要,邏輯性強(qiáng),參數(shù)一目了然的原則。
離心機(jī)使用不當(dāng),如轉(zhuǎn)頭超速、超載、不平衡等,都有可能損壞儀器,甚至炸頭,威脅人身安全,所以廠商特別注意安全設(shè)計(jì),國際上及各國也制定相應(yīng)的安全標(biāo)準(zhǔn),離心機(jī)和離心管的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
機(jī)械安全設(shè)計(jì)主要包括以下內(nèi)容:
①門鎖防護(hù)系統(tǒng),采用機(jī)械和電子雙層門鎖,要求門鎖關(guān)閉后,離心機(jī)才能啟動,電機(jī)停止動后, 才可以開蓋
②離心機(jī)腔體和蓋采用堅(jiān)固的裝甲鋼,以防轉(zhuǎn)頭飛逸心轉(zhuǎn)頭的不平衡檢測至關(guān)重要,轉(zhuǎn)頭的不平 衡會導(dǎo)致電機(jī)軸產(chǎn)生擺動,影響離心機(jī)壽命,嚴(yán)重時(shí),會折斷電機(jī)軸,甚至炸頭。一般通過檢測電機(jī)軸的擺動探知不平衡。
④提高離心機(jī)自身的抗不平衡能力,不僅可以提高離心機(jī)的堅(jiān)固性,同時(shí)由于轉(zhuǎn)頭操作時(shí),不需 嚴(yán)格的平衡,甚至目視平衡即可,因而方便了用戶操作。一般小型離心機(jī)將整個(gè)電機(jī)放在抗震 的彈性支架上,如橡膠墊等,高速離心機(jī)還往往采用揉性軸抗震。
⑤轉(zhuǎn)頭識別系統(tǒng)可以自動的鑒別轉(zhuǎn)頭,限制轉(zhuǎn)頭的最高轉(zhuǎn)速,有效地防止了用戶的誤操作。轉(zhuǎn)頭 識別的基本原理是為每一個(gè)轉(zhuǎn)頭設(shè)唯一的編碼,或在每一個(gè)轉(zhuǎn)頭底部鑲嵌一定數(shù)量的小磁鐵,用傳感,或是采用光電折射環(huán)傳感,更復(fù)雜的有超聲和無線射頻轉(zhuǎn)頭認(rèn)別,轉(zhuǎn)頭不用運(yùn)轉(zhuǎn) 即可識別,甚至連轉(zhuǎn)頭蓋是否蓋好都能探知。
環(huán)保主要表現(xiàn)在兩方面,
降噪音,一般通常談話聲為60分p,公共氣車行駛聲為70至80分貝,醫(yī)學(xué)研究表明,70分貝以上的噪音能干擾談話,造成心煩意亂,影響工作,甚至引起事故,根據(jù)我國產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)計(jì)量認(rèn)證技術(shù)考核規(guī)范(fiG102一90),測試實(shí)驗(yàn)室的噪音不得大于70dBo通常離心機(jī)采月的降噪音措施有:外殼和轉(zhuǎn)動頭腔體加吸音涂層;采用堅(jiān)固穩(wěn)重的抗震底座噸機(jī)與機(jī)械框架用彈性減震器隔離;應(yīng)用無整流子電機(jī)等。一般經(jīng)減震處理后,離心機(jī)的噪音可以限制在60分貝以內(nèi)。
嚴(yán)格的要求,取得標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證的產(chǎn)品可以取得用戶更多的信任。更多離心機(jī)資訊查看www.lingyi17.cn