恒溫培養箱是生命科學實驗中維持細胞、微生物及組織樣品生長條件的核心設備。其穩定性與精確性直接決定實驗結果的可重復性和數據可靠性。賽默飛(Thermo Fisher Scientific)3111型培養箱以溫度控制精度高、結構合理、長期運行穩定而聞名。然而,任何精密設備在長期運行過程中都會受到環境變化、元件老化及傳感器漂移的影響,導致讀數與實際值產生偏差。
**校準(Calibration)**的目的在于通過標準測量手段驗證并修正設備的控制精度,使其重新符合技術規范要求。本文將系統介紹3111培養箱的校準原理、操作步驟、數據判斷方法以及日常維護經驗,幫助使用者建立科學、規范的設備校準流程。
| 項目 | 技術指標 |
|---|---|
| 型號 | Thermo Scientific 3111 |
| 控溫范圍 | 室溫 +5℃ ~ 55℃ |
| 控溫精度 | ±0.1℃ |
| 溫度均勻性 | ≤±0.3℃ |
| 加熱方式 | 空氣夾套式恒溫系統 |
| 濕度控制 | 自然蒸發型 RH≥90% |
| 容積 | 184L |
| 傳感器類型 | PT100熱電阻 |
| 電源 | 220V±10%,50Hz |
| 推薦環境溫度 | 18~30℃ |
溫度校準:每6個月一次;
濕度校準:每12個月一次;
傳感器驗證:每年進行一次漂移檢測;
全面校準與驗證:設備連續使用超過2年后應進行綜合性能測試。
3111培養箱采用PT100鉑電阻作為溫度傳感器,通過檢測腔體空氣溫度信號并與設定值比較,系統以PID算法調節加熱功率。當傳感器老化、信號線電阻增加或外部環境改變時,顯示溫度可能偏離實際值。
溫度校準的本質是使用標準溫度計或溫度記錄儀與培養箱顯示溫度對比,計算偏差并通過內部調節菜單修正系統顯示,使顯示值與實測值一致。
3111培養箱采用自然蒸發加濕方式,通過底部加濕盤維持高濕環境。濕度傳感器位于腔體中部,用于監測相對濕度。由于濕度受溫度影響顯著,校準時需確保溫度恒定。校準原理是以標準濕度計或飽和鹽溶液法為參考,通過數據比對修正傳感器讀數。
| 項目 | 允許誤差 |
|---|---|
| 溫度 | ±0.3℃ |
| 濕度 | ±3%RH |
若偏差超過上述范圍,則需重新調整或更換傳感器。
環境溫度:22±2℃;
相對濕度:50~70%;
實驗室應無強烈氣流與陽光直射;
校準前設備應連續運行至少4小時,確保溫度穩定。
| 儀器名稱 | 型號/規格 | 精度 | 校準狀態 |
|---|---|---|---|
| 標準溫度計/探頭 | Pt100 Class A | ±0.05℃ | 有效期內 |
| 多通道溫度記錄儀 | Testo 176T4或同等 | ±0.1℃ | 有效期內 |
| 標準濕度計 | HM-34或同類儀器 | ±1%RH | 有效期內 |
| 飽和鹽溶液裝置 | NaCl、MgCl?等 | ±2%RH | 自檢合格 |
| 秒表與數據記錄表 | / | / | - |
按照《JJF 1101-2019 溫度計檢定規程》要求,布點應反映腔體各區域溫度分布。
| 編號 | 位置描述 |
|---|---|
| T1 | 左上角前部 |
| T2 | 中上層中央 |
| T3 | 右上角后部 |
| T4 | 左中層前部 |
| T5 | 腔體中心(參考點) |
| T6 | 右中層后部 |
| T7 | 左下層前部 |
| T8 | 中下層中央 |
| T9 | 右下層后部 |
布點完成后,固定探頭位置并記錄編號。
開機并設定目標溫度(常規37.0℃);
讓設備穩定運行至少2小時;
確認顯示溫度波動≤±0.1℃后開始測量。
將標準溫度探頭置于9個布點;
同步記錄顯示溫度(顯示屏讀數)與標準溫度;
連續記錄30分鐘,每分鐘一次。
示例數據(單位:℃):
| 點位 | 顯示溫度 | 實測平均溫度 | 偏差 |
|---|---|---|---|
| T1 | 36.98 | 36.90 | -0.08 |
| T2 | 36.97 | 36.96 | -0.01 |
| T3 | 37.00 | 37.02 | +0.02 |
| T4 | 36.95 | 36.90 | -0.05 |
| T5 | 36.96 | 36.94 | -0.02 |
| T6 | 37.01 | 37.00 | -0.01 |
| T7 | 36.92 | 36.89 | -0.03 |
| T8 | 36.97 | 36.94 | -0.03 |
| T9 | 37.02 | 37.03 | +0.01 |
平均偏差 = (Σ偏差)/9 = -0.022℃。
偏差小于±0.3℃,說明設備整體性能合格;但若顯示溫度與實際值存在系統性偏差(如整體偏高或偏低),需進入內部校準菜單進行修正。
按住“SET”鍵3秒進入系統設置;
選擇“CAL”菜單(Calibration);
輸入校準模式密碼(默認0001或由工程師設置);
屏幕顯示“Temperature Offset”;
輸入修正值(例如:-0.02);
按“ENTER”確認并退出;
重新運行并驗證校準效果。
重復第2步測量,確認偏差已減小至±0.1℃以內。記錄最終數據并填寫《設備溫度校準記錄表》。
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