在正式進入流程之前,理解為何要校準、校準的目標是什么、以及所校準的參數(shù)范圍是非常重要的。
保證參數(shù)精度:隨著使用時間、傳感器漂移、環(huán)境變化、老化效應等因素,培養(yǎng)箱內(nèi)部測量 / 控制系統(tǒng)可能出現(xiàn)偏差。校準可以修正這些偏差,使設備輸出 / 顯示更符合真實值。
保證實驗可靠性:細胞培養(yǎng)、藥物實驗、生物檢測等對溫度和 CO? 濃度等控制要求很高。校準能減少由于設備誤差帶來的實驗差異或失敗風險。
滿足質(zhì)量管理 / 監(jiān)管要求:很多科研機構、GMP 實驗室、規(guī)范實驗室要求定期校準,并保存校準記錄以備審查。
監(jiān)控設備狀態(tài) / 漂移趨勢:通過定期校準,可以監(jiān)測傳感器漂移、控制系統(tǒng)性能退化的趨勢,提前做維護或更換。
保持設備性能穩(wěn)定性:校準可以優(yōu)化控制回路、減少誤差累積,提高設備長期穩(wěn)定性。
對于 371 型(屬 370 系列家族)培養(yǎng)箱,常見可以校準 / 標定的參數(shù)包括:
溫度校準(TEMPCAL):校正箱內(nèi)溫度顯示 / 控制系統(tǒng)偏差。
CO? 校準(CO?CAL / IR CAL / T/C CO? 校準):若設備配備 CO? 控制功能(熱導式 sensor 或紅外傳感器),允許對 CO? 顯示 / 控制偏差進行標定。
濕度校準(RH 校準 / RH CAL):若設備含濕度選件,允許對濕度顯示進行校正(注意該濕度通常為顯示用途,不一定用于控制)。
在校準過程中,設備的控制功能會暫時停止進入穩(wěn)定狀態(tài),避免調(diào)整過程對系統(tǒng)的擾動影響控制回路。Thermo Fisher Documents+2Thermo Fisher Scientific+2
校準頻率通常視使用強度、實驗需求精度和環(huán)境穩(wěn)定性而定。廠商建議至少每年校準一次;對于剛安裝設備,則在穩(wěn)定期結(jié)束后應進行完整校準。Thermo Fisher Documents+2ManualsLib+2
在實際校準操作之前,要做好充分準備,以確保校準的有效性和安全性。
設備應處于正常運行狀態(tài),并已按設定溫度、CO?、濕度(如有)穩(wěn)定運行一段時間。若為新安裝設備,建議預熱并穩(wěn)定 ≥ 12 小時,再進入校準操作。Thermo Fisher Documents+2ManualsLib+2
若設備已經(jīng)在運行狀態(tài),只需在顯示溫度 / CO?/ 濕度達到設定值后,再讓設備額外穩(wěn)定 2 小時以上,以保證參數(shù)進入熱 / 氣平衡狀態(tài)。Thermo Fisher Documents+2ManualsLib+2
關閉箱門、避免頻繁擾動操作期間,不要打開門、插拔樣品或更改參數(shù)。
必須選用 已校準 / 溯源標準儀器 作為參考(例如高精度鉑電阻溫度計、標準 CO? 濃度測量儀 / 氣體分析儀、濕度計等)。
確保參考儀器在使用前已通過校準證書驗證其有效性。
準備適用于采樣 / 測量的取樣管線、接口、過濾裝置等,確保測量過程中不引入外界誤差。
對于 CO? 測量 (特別是熱導型 / 紅外型),應考慮取樣方式、取樣管路長度、流速、溫濕度匹配等因素,以避免測量誤差。
實驗室環(huán)境溫度應保持相對穩(wěn)定,避免空調(diào)出風、陽光直射、門窗開閉等劇烈擾動。
校準過程中禁止開關門、插拔試劑或樣品操作。
操作人員應習慣無塵 / 無振動操作,以防干擾儀器或培養(yǎng)箱狀態(tài)。
熟悉設備控制面板、操作菜單、按鍵順序等,以便準確進入校準菜單。
設備控制面板上通常有若干模式鍵 / 菜單:RUN(運行模式)、SET(設定模式)、CAL(校準模式)、CONFIG(配置模式)等。校準時需進入 CAL 模式,選擇對應參數(shù)(TEMPCAL / CO2CAL / RH CAL)進行標定。校準過程中,設備自動停止控制功能,僅顯示當前參數(shù),等待用戶輸入校正值。Thermo Fisher Documents+2ManualsLib+2
若在 5 分鐘之內(nèi)無用戶操作,設備可能自動退出校準模式返回 RUN 模式并恢復控制功能。Thermo Fisher Documents+1
這是校準流程中最基礎、最關鍵的一步。以下是建議的操作步驟與注意細節(jié)。
確認箱體溫度已穩(wěn)定至設定溫度,并運行至少 2 小時以上(或新安裝設備 ≥ 12 小時)。Thermo Fisher Documents+2Thermo Fisher Scientific+2
參考溫度計置于箱體中心位置,遠離壁面和對流通道邊緣,避免貼近加熱壁、門邊等。探頭最好處于代表性空氣流動位置,不靠近箱壁。Thermo Fisher Documents+2ManualsLib+2
按 Mode 鍵,直至控制面板上 CAL 指示燈點亮。Thermo Fisher Documents+1
使用左右箭頭鍵 (← / →) 切換至 “TEMPCAL XX.X” 參數(shù)菜單。Thermo Fisher Documents+1
使用上下箭頭鍵 (↑ / ↓) 調(diào)整顯示值至參考溫度計(標準儀器)所測得的實際溫度值(精確至小數(shù)點后一位或與顯示器精度一致)。Thermo Fisher Documents+2Thermo Fisher Scientific+2
按 Enter 鍵保存校正值。Thermo Fisher Documents+1
按 Mode 鍵或者左右箭頭鍵切換至 RUN 模式(或跳出校準菜單返回運行狀態(tài))。Thermo Fisher Documents+2Thermo Fisher Scientific+2
校準完成后,設備會恢復其溫度控制功能,并使用更新后的 calibration 值參與控制回路。
校準過程中,控制系統(tǒng)暫停,加熱 / 控制輸出停止,目的是讓顯示或測量值與外部參考一致,不被內(nèi)部控制功能干擾。Thermo Fisher Documents+1
若輸入偏差較大(如多 ℃),建議先校正為中間值,觀察重穩(wěn)態(tài)后再次微調(diào),避免一次性大幅校正導致控制震蕩。
完成校準后應讓系統(tǒng)再穩(wěn)定一定時間(如 1–2 小時)觀察箱內(nèi)溫度行為,并與參考儀器比較驗證校正是否有效。
記錄校準前后偏差、校正值、溫度點、參比儀器編號與測量條件。建議多點校準(如不同溫度點)以評估溫控線性偏差情況。
如果設備具備 CO? 控制功能,則須對 CO? 顯示 / 控制系統(tǒng)進行校準。由于不同型號使用的 CO? 傳感器類型不同(熱導式 / T/C 型,或紅外 (IR) 型),校準細節(jié)略有差異。
對于 370 / 371 型設備,通常使用 熱導式 (Thermal Conductivity, T/C) CO? 傳感器。此類傳感器受溫度和濕度影響較大,因此在校準前必須保證溫度 / 濕度穩(wěn)定。Thermo Fisher Documents+2Thermo Fisher Scientific+2
若你所用的型號配備 IR 型 CO? 傳感器(通常在 380 / 381 型號中見得較多),該類型不受箱體溫度或濕度變化的影響但仍可能受到溫度漂移影響,因此在改變溫度設定后,也建議重新校準 CO?。Thermo Fisher Documents+2ManualsLib+2
在校準 CO? 之前,應保證溫度已校準并穩(wěn)定,濕度穩(wěn)定(如設備帶濕度選件)等條件滿足。Thermo Fisher Documents+2Thermo Fisher Scientific+2
在箱體溫度與濕度穩(wěn)定條件下,用參考 CO? 儀器通過取樣口或者采氣管測定箱內(nèi) CO? 濃度(建議重復測 3 次并取平均值)。Thermo Fisher Documents+2ManualsLib+2
按 Mode 鍵進入 CAL 模式。Thermo Fisher Documents+1
使用左右箭頭鍵 (← / →) 切換至 “CO? CAL XX.X” 或 “CO2CAL XX.X” 菜單顯示。Thermo Fisher Documents+2Thermo Fisher Scientific+2
使用上下箭頭鍵 (↑ / ↓) 調(diào)整顯示值至參考 CO? 儀器測得的實際 CO? 濃度值。Thermo Fisher Documents+1
按 Enter 鍵保存校正值。Thermo Fisher Documents+1
按 Mode 鍵或左右箭頭鍵返回 RUN 模式。Thermo Fisher Documents+1
完成 CO? 校準后,控制系統(tǒng)將依據(jù)新的校正值進行 CO? 控制輸出。
在校準過程中,建議 CO? 測量儀器采用適當取樣流速、溫度補償、管線最短、預處理過濾等方式,以降低額外誤差。
若 CO? 校準后仍存在較大偏差,應重做測量、校正;也應確認溫度 / 濕度是否仍穩(wěn)定。
校準后應讓系統(tǒng)在校正值下運行一段時間,以觀察是否有偏移或漂移趨勢。
若傳感器剛安裝或更換,可能存在“老化期”現(xiàn)象,建議在初期(如每周一次)檢測校準,并觀察其穩(wěn)定性趨勢。Thermo Fisher Documents+1
若設備溫度設定或濕度設定有較大變化,建議重新校準 CO? 以匹配控制條件。Thermo Fisher Documents+2ManualsLib+2
對于配備 IR 型 CO? 傳感器的型號(如 380 / 381 型號常見),校準流程類似:
在溫度 / 濕度穩(wěn)定狀態(tài)下,用參考 CO? 儀器測定箱內(nèi) CO? 濃度。Thermo Fisher Documents+2Thermo Fisher Scientific+2
進入 CAL 模式,在菜單切換至 “IR CAL XX.X”。Thermo Fisher Documents+2ManualsLib+2
調(diào)整顯示值至參考儀器測得的 CO? 濃度值。Thermo Fisher Documents+1
保存校正并退出至 RUN 模式。Thermo Fisher Documents+1
因為 IR 傳感器對溫濕度的干擾較小,其校準穩(wěn)定性通常較好。
如果 371 型培養(yǎng)箱帶有濕度 (RH) 顯示或監(jiān)測功能,則也可對濕度顯示進行校準調(diào)整。注意多數(shù)情況下該濕度功能僅用于顯示 / 記錄用途,不一定直接用于控制。Thermo Fisher Documents+2Thermo Fisher Scientific+2
在溫度穩(wěn)定后,確認濕度穩(wěn)定,一般建議等待至少 30 分鐘至 1 小時,以使?jié)穸忍筋^與腔內(nèi)氣體達到平衡狀態(tài)。Thermo Fisher Documents+2Thermo Fisher Scientific+2
濕度測量儀器應放置在箱體中心位置,并避免貼墻、靠近水盤或加熱壁。
進入 CAL 模式。Thermo Fisher Documents+1
使用左右箭頭鍵切換至 “RH XX %” 或 “RH CAL XX” 菜單。Thermo Fisher Documents+1
使用上下箭頭鍵調(diào)整顯示值至參考濕度儀器測得的濕度值(例如 %RH)。Thermo Fisher Documents+2Thermo Fisher Scientific+2
按 Enter 鍵保存校正值。Thermo Fisher Documents+1
返回 RUN 模式。Thermo Fisher Documents+1
若用戶沒有標準濕度測量儀器,也可采用一種近似方法進行校準:
在溫度穩(wěn)定狀態(tài)下,將水盤注滿水(期望濕度最大化),并使箱體內(nèi)部濕度與水源、水面處于飽和狀態(tài),此時箱體中的相對濕度值通常接近 95%。可將顯示濕度值調(diào)整為 95%。此法誤差可能較大,一般被允許在 ±5% RH 以內(nèi)。Thermo Fisher Documents+2Thermo Fisher Scientific+2
采用這種方法時應記錄校準方式與假設條件,以備后續(xù)驗證。
在完成各參數(shù)的校準操作后,還需進行驗證和記錄,以確保校準有效性與可追蹤性。
在完成校準后,讓設備重新運行一段時間(如 1–2 小時),觀察溫度、CO?、濕度等參數(shù)的穩(wěn)定性。
再次使用參比儀器在同一位置測量溫度 / CO? / 濕度,比較顯示值與參考值的偏差,確認校正是否達標。
若偏差仍較大,建議重新校準或查找系統(tǒng)故障(如傳感器故障、控制模塊異常、連接線問題等)。
可以進行多點驗證(在箱體不同位置)來確認溫度 / 濕度 / CO? 的均一性和線性偏差是否存在系統(tǒng)誤差。
校準過程中的記錄非常關鍵,應至少包括以下信息:
| 項目 | 內(nèi)容 |
|---|---|
| 校準日期 / 時間 | 記錄校準開始與結(jié)束的時間 |
| 操作人員 | 參與校準的人員姓名或編號 |
| 設備型號 / 編號 | 包括 371 型號、序列號、版本號等 |
| 參考標準儀器信息 | 儀器型號、編號、校準證書編號與有效期 |
| 溫度 / CO? / 濕度設定值 | 校準前后的設定值 |
| 參考測量值 | 參比儀器測量值 (溫度 / CO? / 濕度) |
| 調(diào)整 / 校正值 | 在校準菜單中輸入 / 保存的校正值 |
| 校準前后偏差 | 校準前設備顯示值與參考值偏差;校準后驗證偏差 |
| 校準人員簽字 / 審核簽名 | 確保操作可追溯 |
| 備注 / 異常情況 | 若校準過程出現(xiàn)異常、難以校正或偏差過大,應在備注中注明原因與處理建議 |
這些校準記錄應歸檔保存,以便將來追蹤設備性能變化、支持質(zhì)量管理審計或設備維護決策。
在校準過程中可能遇到一些問題或誤差來源,以下是常見問題及防范建議。
若溫度 / 濕度 / CO? 尚未充分穩(wěn)定就進入校準,可能導致校準值偏離真實平衡狀態(tài)。
在重大設定更改(如溫度設定大幅改變、濕度調(diào)節(jié)改變、管路變動等)后,應重新讓系統(tǒng)穩(wěn)定再校準。
避免在波動期操作校準。
若參考儀器本身誤差較大或未校準,將直接影響校準結(jié)果的準確性。
使用多次測量取平均、驗證參考儀器性能是必要的。
在不同溫度 / CO? / 濕度區(qū)間應檢查參考儀器的準確性與線性響應。
長期使用或頻繁熱循環(huán)可能使設備自身溫度 / CO? / 濕度傳感器發(fā)生漂移或老化,校準范圍逐漸惡化。
若校準值頻繁變化較大,應考慮更換傳感器。
傳感器安裝位置不合理(靠近壁面、受屏蔽氣流干擾等)也可能導致偏差,應確保其位置具代表性。
若校正值輸入偏離原始設定過大,可能超出控制回路可接受調(diào)整范圍,導致設備無法穩(wěn)定控制。
在進行大幅度校正前,需要評估控制器的穩(wěn)定性與安全性。
控制器或主板故障、通信異常、線纜接觸不良等問題也可能導致校準失敗或偏差異常。
在校準菜單中輸入錯誤值、誤按 Enter / Mode 鍵、退出菜單過早、未保存校準值等操作失誤可能導致校準失敗。
校準過程中若不按鍵操作時間超過系統(tǒng)自動退出時間(如 5 分鐘),設備可能返回 RUN 模式,未保存校準值。Thermo Fisher Documents
校準過程應由熟練人員操作,嚴格按步驟執(zhí)行。
校準過程中若發(fā)生開門、氣流擾動、實驗室溫度突變、人員走動、空調(diào)出風等,都可能影響溫度 / 濕度 / CO? 平衡,導致校準值誤差。
應在校準期間盡量隔離外界干擾,確保環(huán)境穩(wěn)定。
為了保證設備性能與實驗質(zhì)量,合理制定校準頻次與維護計劃非常重要。
年度校準:對于一般用途實驗室,建議至少每年對溫度、CO?(如適用)、濕度進行完整校準與驗證。
首次安裝或重大維修后:新設備安裝、搬遷、維修、更換傳感器或控制器后,應立即進行完整校準。
頻繁使用 / 高精度需求:若設備被高頻使用、對溫控精度要求高、環(huán)境條件波動大,建議每 6 個月或更短周期校準一次。
漂移監(jiān)測:通過校準記錄趨勢分析,若發(fā)現(xiàn)校準偏差逐年增加、波動擴大,則應考慮提前維護或更換部件。
校準前驗證:在每次重大實驗前,可對溫度 / CO? 進行快速驗證,以判斷是否需要校準或調(diào)整。
校準是保障溫控 / CO? 控制精度和實驗可靠性的必要環(huán)節(jié)。
校準參數(shù)主要涵蓋溫度 (TEMPCAL)、CO? (CO?CAL / IR CAL)、濕度 (RH CAL),視設備選件而定。
校準前必須保證系統(tǒng)穩(wěn)定(溫度 / 濕度 / CO? 平衡、長時間預熱運行)。
校準過程中通過控制面板進入 CAL 模式,選擇對應參數(shù)菜單,輸入?yún)⒖純x器測得值并保存。
校準后應進行驗證測量并觀察系統(tǒng)運行狀態(tài),以確認校正有效性。
嚴格記錄校準前后數(shù)據(jù)、參比儀器信息、操作人員、校正值、偏差、日期時間等完整記錄。
注意校準過程中的誤差來源(如參考儀器誤差、操作誤差、傳感器漂移、環(huán)境擾動等),并采取防護策略。
根據(jù)設備使用強度與實驗精度需求制定合理的校準周期,并通過趨勢分析監(jiān)控設備狀態(tài)。
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