一、簡介
 

在實驗操作過程中，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，就是用來模擬恒溫環(huán)境來實現(xiàn)操作，而且有的應用要求溫度穩(wěn)定性更高，波動要盡量小。

先來看看標準中的定義：

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)試驗需要設定溫度，通過電器箱內的溫度控制器控制溫度，主要用于干燥、濃縮、蒸餾、浸漬化學試劑，也可用于水浴恒溫加熱和其他溫度試驗。水浴鍋工作空間的試驗物品放置形式分為有孔和無孔兩種結構，有孔的又分為簡單單孔、單列多孔和雙列多孔等形式。

 

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

從定義上來看，基本沒有本質區(qū)別，恒溫槽結構更加復雜，功能更加齊全，應用更加專業(yè)。

二、分類

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

1.按介質分類

水浴鍋/恒溫槽按照所使用的導熱介質的不同，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熱介質的凝固點、沸點、閃點、粘度以及恒溫槽主體結構材料的耐熱性、加熱系統(tǒng)的發(fā)熱功率、制冷設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。通過磁場帶動桶內的磁鐵轉動，從而使攪拌葉片旋轉，讓導熱介質導流筒內循環(huán)，使得工作區(qū)域內的溫度均勻。下攪拌式恒溫槽的優(yōu)點是工作臺面比較寬敞、噪音較小，溫場性能良好。

2）上攪拌式恒溫槽也稱側攪拌恒溫槽，內部由兩個中間相隔上下聯(lián)通的導流筒組成。攪拌電機安裝在一個導流筒的中心的上方位置，通過一個較長的轉軸帶動攪拌葉片旋轉，使得導熱介質在兩個導流筒之間循環(huán)流動。上攪拌式恒溫槽的優(yōu)點是電機攪拌裝置安裝和維護簡單，不需要經(jīng)常維護，攪拌效果明顯，液面可以達到上蓋板位置，溫場性能，特別是垂直溫差性能遠優(yōu)于磁力攪拌式。

3）分體循環(huán)式恒溫槽由主/副兩個槽體構成，兩個槽體通過兩條流通管路連接。副槽配有控溫裝置和循環(huán)泵，主槽帶有攪拌裝置。設定溫度、啟動循環(huán)泵后，副槽和主槽的內的介質不斷循環(huán)交換，實現(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。電機易脫速空轉、攪拌系統(tǒng)需要經(jīng)常維護等問題。
上攪拌式恒溫槽,由于電機安裝位置偏心且較高，存在一定的振動和噪音問題。

 

三、應用

水浴鍋/恒溫槽廣泛用于干燥、濃縮、蒸餾、浸漬化學試劑、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，是生物、遺傳病毒、水產、環(huán)保、醫(yī)藥、衛(wèi)生、生化實驗室、分析室教育科研的必備工具。

普通水浴加熱實驗不需要外校，但是在使用時要用外校過的溫度計確認其溫度；

如果是要求保溫的話（比如誤差1℃），用做檢定、校準各類溫度計所需要的恒溫設備,就需要做驗證、校準。

 

四、關鍵參數(shù)

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

國內標準

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方法

3、JJF 1030-2010恒溫槽技術性能測試規(guī)范

國際標準

1、   DIN 12876 重力對流和強制循環(huán)水槽

2、   ASTM E715-80（Reapproved2016）

從標準來看，國內標準的技術參數(shù)相對比較寬泛，國外標準相對較嚴格；校準規(guī)范要比行業(yè)標準與推薦標準要求更高，全國各省區(qū)市也有適合自己區(qū)域的校準規(guī)范。在具體應用或者選購時，還需要具體問題具體分析，按照應用需求指標，來選取相應的參考標準，采購適宜的水浴鍋或恒溫槽。

在之前的推送中曾經(jīng)介紹過Memmert的水浴油浴產品，不同凡響的實驗室水浴油浴

Memmert水浴油浴設計獨到，利用三面加熱設計原理，結合無攪拌槳理念，確保溫控系統(tǒng)免受加熱介質的影響同時，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，加熱元件既不會腐蝕，也不會影響傳熱介質，易于清潔，還能達到較高的操控安全性。

三面加熱技術示意圖

基于上述設計，在溫度梯度推動下，自然而然形成循環(huán)，無需附加攪拌裝置，即可對溫浴中的傳熱介質（水或礦物油）及待測樣品進行溫度控制。在溫度 95℃時水槽內任何兩點之間的最大溫差是有0.36℃！選配上恰當?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合型溫控設備。

配置有尖頂蓋與多個試管架的Memmert水浴WNE

 

Memmert卓越型水浴系列WNE與油浴ONE系列產品有兩個Class A級四線制PT100 溫度傳感器（IEC 60751），分別負責溫度測量與監(jiān)控報警，各司其職、互為備份；實現(xiàn)控制系統(tǒng)溫度偏差校準功能。具有較高的標準適應性及校準靈活性。

配置有多孔平頂蓋的Memmert水浴WNE

 

Memmert水浴/恒溫浴的主要技術特點如下：

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

• 六個型號尺寸，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)控及自動補水系統(tǒng)

• 選配件豐富，適應性強：尖頂平頂蓋、半導體制冷、搖床、試管架、錐形瓶夾具等等

• 內外腔均為不銹鋼，穩(wěn)定牢固、耐腐蝕、易于清潔。

   

五、使用安全注意事項

• 水浴鍋/恒溫槽用水需要滿足相應的潔凈要求，實驗結束后及時排空介質，并清潔內腔；

• 水浴鍋/恒溫槽液面可以保持在規(guī)定范圍內，不能太多，以免溢出，試驗臺相對水平，沒有明顯振動。

• 實驗過程中要密切觀察，當工作腔內介質蒸發(fā)，液位低于最低刻度線時，應及時補充。必要時可選配液位監(jiān)控及自動補水系統(tǒng)（需工廠安裝，采購時選定）。

• 高溫使用過程中，人體不要直接接觸水浴鍋/恒溫槽的上部，以免燙傷。

• 電線、插頭損壞或電器設備故障，應有專業(yè)人員修理。使用供應商廠家未推薦的附件會造成一定的質量風險。

• 使用環(huán)境需要有良好的接地保護措施。

 

 

參考文獻:

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恒溫槽技術性能測試規(guī)范;

7. JJF (閩)1094-2018 電熱恒溫水浴鍋校準規(guī)范;

8. JJF (遼)118-2011 電熱恒溫水浴鍋校準規(guī)范;

9. JJF (新)08-2017 電熱恒溫水浴鍋校準規(guī)范;

10. JJF (黑) 001-2019 實驗室用電熱恒溫水浴鍋校準規(guī)范;

11. JB/T 5376-1991 低溫恒溫槽技術條件,已廢止;

12. JB/T 5377-1991 恒溫水槽技術條件,已廢止;

13. JB/T 9518-1999 恒溫油槽技術條件,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)