一、簡(jiǎn)介
 

在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，經(jīng)常用到水浴鍋，有的地方稱之為電熱恒溫水浴鍋，也有地方叫做恒溫槽，總之，就是用來(lái)模擬恒溫環(huán)境來(lái)實(shí)現(xiàn)操作，而且有的應(yīng)用要求溫度穩(wěn)定性更高，波動(dòng)要盡量小。

先來(lái)看看標(biāo)準(zhǔn)中的定義：

水浴鍋通常由水槽、管狀加熱器、托架、電器箱、放水管等組成，根據(jù)試驗(yàn)需要設(shè)定溫度，通過(guò)電器箱內(nèi)的溫度控制器控制溫度，主要用于干燥、濃縮、蒸餾、浸漬化學(xué)試劑，也可用于水浴恒溫加熱和其他溫度試驗(yàn)。水浴鍋工作空間的試驗(yàn)物品放置形式分為有孔和無(wú)孔兩種結(jié)構(gòu)，有孔的又分為簡(jiǎn)單單孔、單列多孔和雙列多孔等形式。

 

恒溫槽是以液體為導(dǎo)熱介質(zhì)，通過(guò)溫度控制系統(tǒng)以及攪拌或射流裝置的作用，達(dá)到設(shè)定溫度或設(shè)定溫度變化速率，并保持其內(nèi)部工作區(qū)域的溫度均勻和穩(wěn)定。

從定義上來(lái)看，基本沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別，恒溫槽結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，功能更加齊全，應(yīng)用更加專業(yè)。

二、分類

水浴鍋/恒溫槽可以按照使用介質(zhì)分類，也可以按照攪拌方式和循環(huán)方式等多種形式分類。

1.按介質(zhì)分類

水浴鍋/恒溫槽按照所使用的導(dǎo)熱介質(zhì)的不同，可分為恒溫水槽、恒溫油槽、酒精低溫槽等類型。恒溫槽的使用溫度范圍受導(dǎo)熱介質(zhì)的凝固點(diǎn)、沸點(diǎn)、閃點(diǎn)、粘度以及恒溫槽主體結(jié)構(gòu)材料的耐熱性、加熱系統(tǒng)的發(fā)熱功率、制冷設(shè)備的制冷能力等多方面的因素限制。

2.按攪拌和循環(huán)方式分類

水浴鍋/恒溫槽按攪拌和循環(huán)方式的不同，可分為下攪拌式、上攪拌式、分體循環(huán)式和射流式等類型。

1）下攪拌式恒溫槽，又稱磁攪拌恒溫槽。通過(guò)磁場(chǎng)帶動(dòng)桶內(nèi)的磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使攪拌葉片旋轉(zhuǎn)，讓導(dǎo)熱介質(zhì)導(dǎo)流筒內(nèi)循環(huán)，使得工作區(qū)域內(nèi)的溫度均勻。下攪拌式恒溫槽的優(yōu)點(diǎn)是工作臺(tái)面比較寬敞、噪音較小，溫場(chǎng)性能良好。

2）上攪拌式恒溫槽也稱側(cè)攪拌恒溫槽，內(nèi)部由兩個(gè)中間相隔上下聯(lián)通的導(dǎo)流筒組成。攪拌電機(jī)安裝在一個(gè)導(dǎo)流筒的中心的上方位置，通過(guò)一個(gè)較長(zhǎng)的轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)攪拌葉片旋轉(zhuǎn)，使得導(dǎo)熱介質(zhì)在兩個(gè)導(dǎo)流筒之間循環(huán)流動(dòng)。上攪拌式恒溫槽的優(yōu)點(diǎn)是電機(jī)攪拌裝置安裝和維護(hù)簡(jiǎn)單，不需要經(jīng)常維護(hù)，攪拌效果明顯，液面可以達(dá)到上蓋板位置，溫場(chǎng)性能，特別是垂直溫差性能遠(yuǎn)優(yōu)于磁力攪拌式。

3）分體循環(huán)式恒溫槽由主/副兩個(gè)槽體構(gòu)成，兩個(gè)槽體通過(guò)兩條流通管路連接。副槽配有控溫裝置和循環(huán)泵，主槽帶有攪拌裝置。設(shè)定溫度、啟動(dòng)循環(huán)泵后，副槽和主槽的內(nèi)的介質(zhì)不斷循環(huán)交換，實(shí)現(xiàn)主槽溫度的穩(wěn)定和均勻。
下攪拌式恒溫槽,由于攪拌力矩有限，液面容易形成漏斗狀，且中心出現(xiàn)空洞旋渦，液面高度偏低，與上蓋板有一定距離（偏低2cm左右）、垂直溫差性能受一定影響。電機(jī)易脫速空轉(zhuǎn)、攪拌系統(tǒng)需要經(jīng)常維護(hù)等問(wèn)題。
上攪拌式恒溫槽,由于電機(jī)安裝位置偏心且較高，存在一定的振動(dòng)和噪音問(wèn)題。

 

三、應(yīng)用

水浴鍋/恒溫槽廣泛用于干燥、濃縮、蒸餾、浸漬化學(xué)試劑、浸漬藥品和生物制品，也可以用于恒溫加熱和其它溫度試驗(yàn)，是生物、遺傳病毒、水產(chǎn)、環(huán)保、醫(yī)藥、衛(wèi)生、生化實(shí)驗(yàn)室、分析室教育科研的必備工具。

普通水浴加熱實(shí)驗(yàn)不需要外校，但是在使用時(shí)要用外校過(guò)的溫度計(jì)確認(rèn)其溫度；

如果是要求保溫的話（比如誤差1℃），用做檢定、校準(zhǔn)各類溫度計(jì)所需要的恒溫設(shè)備,就需要做驗(yàn)證、校準(zhǔn)。

 

四、關(guān)鍵參數(shù)

衡量水浴鍋/恒溫槽性能優(yōu)劣的主要性能指標(biāo)有溫度均勻性、溫度波動(dòng)性，有些高精度恒溫槽還具有控制升、降溫速率的功能，對(duì)于加熱升溫時(shí)間有著相當(dāng)?shù)男阅堋?/p>

國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)

1、GB/T 28850/26808/28853 恒溫槽與恒溫循環(huán)裝置

2、水利SL144.6-2008電熱恒溫水浴鍋校驗(yàn)方法

3、JJF 1030-2010恒溫槽技術(shù)性能測(cè)試規(guī)范

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)

1、   DIN 12876 重力對(duì)流和強(qiáng)制循環(huán)水槽

2、   ASTM E715-80（Reapproved2016）

從標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)參數(shù)相對(duì)比較寬泛，國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)較嚴(yán)格；校準(zhǔn)規(guī)范要比行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與推薦標(biāo)準(zhǔn)要求更高，全國(guó)各省區(qū)市也有適合自己區(qū)域的校準(zhǔn)規(guī)范。在具體應(yīng)用或者選購(gòu)時(shí)，還需要具體問(wèn)題具體分析，按照應(yīng)用需求指標(biāo)，來(lái)選取相應(yīng)的參考標(biāo)準(zhǔn)，采購(gòu)適宜的水浴鍋或恒溫槽。

在之前的推送中曾經(jīng)介紹過(guò)Memmert的水浴油浴產(chǎn)品，不同凡響的實(shí)驗(yàn)室水浴油浴

Memmert水浴油浴設(shè)計(jì)獨(dú)到，利用三面加熱設(shè)計(jì)原理，結(jié)合無(wú)攪拌槳理念，確保溫控系統(tǒng)免受加熱介質(zhì)的影響同時(shí)，獲得較好的溫度均勻性和操控穩(wěn)定性，加熱位于深拉肋骨背后，因此，加熱元件既不會(huì)腐蝕，也不會(huì)影響傳熱介質(zhì)，易于清潔，還能達(dá)到較高的操控安全性。

三面加熱技術(shù)示意圖

基于上述設(shè)計(jì)，在溫度梯度推動(dòng)下，自然而然形成循環(huán)，無(wú)需附加攪拌裝置，即可對(duì)溫浴中的傳熱介質(zhì)（水或礦物油）及待測(cè)樣品進(jìn)行溫度控制。在溫度 95℃時(shí)水槽內(nèi)任何兩點(diǎn)之間的最大溫差是有0.36℃！選配上恰當(dāng)?shù)倪x配件后可以組成搖床水浴/恒溫槽，或低溫循環(huán)水浴/恒溫槽等具有多種功能的復(fù)合型溫控設(shè)備。

配置有尖頂蓋與多個(gè)試管架的Memmert水浴WNE

 

Memmert卓越型水浴系列WNE與油浴ONE系列產(chǎn)品有兩個(gè)Class A級(jí)四線制PT100 溫度傳感器（IEC 60751），分別負(fù)責(zé)溫度測(cè)量與監(jiān)控報(bào)警，各司其職、互為備份；實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)溫度偏差校準(zhǔn)功能。具有較高的標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)性及校準(zhǔn)靈活性。

配置有多孔平頂蓋的Memmert水浴WNE

 

Memmert水浴/恒溫浴的主要技術(shù)特點(diǎn)如下：

• 工作溫度范圍室溫+10℃~100/200℃ (選配半導(dǎo)體制冷模塊后可將溫控下限降低到+10     °C)

• 六個(gè)型號(hào)尺寸，最小7L，最大45L；

• 溫控精度及溫度均一性、均勻性優(yōu)良；

• 可選水位監(jiān)控及自動(dòng)補(bǔ)水系統(tǒng)

• 選配件豐富，適應(yīng)性強(qiáng)：尖頂平頂蓋、半導(dǎo)體制冷、搖床、試管架、錐形瓶夾具等等

• 內(nèi)外腔均為不銹鋼，穩(wěn)定牢固、耐腐蝕、易于清潔。

   

五、使用安全注意事項(xiàng)

• 水浴鍋/恒溫槽用水需要滿足相應(yīng)的潔凈要求，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后及時(shí)排空介質(zhì)，并清潔內(nèi)腔；

• 水浴鍋/恒溫槽液面可以保持在規(guī)定范圍內(nèi)，不能太多，以免溢出，試驗(yàn)臺(tái)相對(duì)水平，沒(méi)有明顯振動(dòng)。

• 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要密切觀察，當(dāng)工作腔內(nèi)介質(zhì)蒸發(fā)，液位低于最低刻度線時(shí)，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充。必要時(shí)可選配液位監(jiān)控及自動(dòng)補(bǔ)水系統(tǒng)（需工廠安裝，采購(gòu)時(shí)選定）。

• 高溫使用過(guò)程中，人體不要直接接觸水浴鍋/恒溫槽的上部，以免燙傷。

• 電線、插頭損壞或電器設(shè)備故障，應(yīng)有專業(yè)人員修理。使用供應(yīng)商廠家未推薦的附件會(huì)造成一定的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。

• 使用環(huán)境需要有良好的接地保護(hù)措施。

 

 

參考文獻(xiàn):

1. GB/T 28850-2012 恒溫槽與恒溫循環(huán)裝置高溫恒溫槽；

2. GB/T 26808-2011 恒溫槽與恒溫循環(huán)裝置低溫恒溫槽；

3. GB/T 28853-2012 恒溫槽與恒溫循環(huán)裝置高溫恒溫循環(huán)裝置；

4. DIN 12876-2001 Electricallaboratory devices - Laboratory circulators and baths - Part 1: Terms andclassification.

5. ASTM E715-80（Reapproved2016）Standard Specification forGravity-Convection and Forced-Circulation Water Baths.

6. JJF 1030-2010恒溫槽技術(shù)性能測(cè)試規(guī)范;

7. JJF (閩)1094-2018 電熱恒溫水浴鍋校準(zhǔn)規(guī)范;

8. JJF (遼)118-2011 電熱恒溫水浴鍋校準(zhǔn)規(guī)范;

9. JJF (新)08-2017 電熱恒溫水浴鍋校準(zhǔn)規(guī)范;

10. JJF (黑) 001-2019 實(shí)驗(yàn)室用電熱恒溫水浴鍋校準(zhǔn)規(guī)范;

11. JB/T 5376-1991 低溫恒溫槽技術(shù)條件,已廢止;

12. JB/T 5377-1991 恒溫水槽技術(shù)條件,已廢止;

13. JB/T 9518-1999 恒溫油槽技術(shù)條件,已廢止.

14. YY 91037-1999(原GB11240-1989) 電熱恒溫水浴鍋,已廢止；

15. YY 91038-1999(原GB11241-1989) 恒溫水槽,已廢止；

16. GB/T 30121-2013 工業(yè)鉑熱電阻及鉑感溫元件(IEC 60751 IDT)