西蒙二氧化碳培養(yǎng)箱原理解析及故障處理

西蒙二氧化碳培養(yǎng)箱原理解析及故障處理1設(shè)備原理設(shè)備結(jié)構(gòu)該設(shè)備由控制部分和箱體部分組成。控制部分位于箱體的上部，包括PLC控制器、控制器風(fēng)扇、觸摸顯示屏、加熱可控硅、二氧化碳輸入口、二氧化碳流量閥、二氧化碳電磁閥，二氧化碳擾流風(fēng)扇、二氧化碳濃度探頭、二氧化碳濃度信號(hào)處理板、二氧化碳排氣口，箱體部分包括注水口、溢水口、箱體外套、箱體內(nèi)腔、門、箱體內(nèi)腔設(shè)有分層欄及水盤。設(shè)備電路原理圖如圖1、圖2。i：U■-rfi3EH-T<4Si'KCgNCINCiNCJCiCMi：U■-rfi3EH-T<4Si'KCgNCINCiNCJCiCMlKF占SOI■NC^JiCI!yx：25P2JQ才―GUT】￡VDCaziTic圖1電源及控制器PLCmatiiftBlL:-G—；rmatiiftBlL:-G—；r：:—- ；0—“ ；0一-T. | ^>3 | | ：：：：1 | |ZMTI| | :!翎円 -utmtifUF二朗姻厲jo"LMdEsalrci圖2信號(hào)輸入與輸出snwi一EEP11.2.1水位控制設(shè)備水位探頭位于箱體的上部，由干簧管及帶有磁環(huán)的浮子組成，當(dāng)水位低于正常水位時(shí)，干簧管斷開，干簧管兩根引線，一根21#接+24V,另一根209#為輸出，當(dāng)水位正常時(shí)，V209為+24V,當(dāng)缺水時(shí)，V209為0V,控制器以此探測(cè)設(shè)備的水位是否正常。1.2.2溫度控制常用的二氧化碳培養(yǎng)箱有兩種類型：即氣套式和水套式。西蒙二氧化碳培養(yǎng)箱采用水套式設(shè)計(jì)，其四周的箱體外套充滿了水，由于水具有較高的比熱容，這使箱體易于維持恒定的溫度。該設(shè)備有三個(gè)溫度探頭，探頭一用于探測(cè)箱體內(nèi)的溫度，探頭二用于探測(cè)箱體控制器的溫度，探頭三用于探測(cè)二氧化碳探頭腔的溫度。探頭一的信號(hào)送到控制器并顯示在觸摸顯示屏上，同時(shí)控制器將此信號(hào)與設(shè)定的溫度值比較，并結(jié)合水位參數(shù)，控制可控硅的通斷，實(shí)現(xiàn)加熱管是否得電，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的控制。控制器軟件設(shè)定當(dāng)設(shè)備缺水時(shí)，控制器使可控硅斷開，并報(bào)警，避免干燒。另外如圖所示，設(shè)備在主加熱管串入了保護(hù)可調(diào)溫度開關(guān)，正常情況下，該開關(guān)處于閉合狀態(tài)，當(dāng)箱內(nèi)的溫度高于此可調(diào)溫度開關(guān)設(shè)定的溫度時(shí)，此開關(guān)斷開，保護(hù)了PLC控制器失控的時(shí)候，加熱管也不能得電。從此可知，此可調(diào)溫度開關(guān)的溫度應(yīng)設(shè)定比實(shí)驗(yàn)要求的溫度稍高一點(diǎn)即可。1.2.3CO濃度控制箱體內(nèi)的CO是通過(guò)管路輸入的，此管路依次是CO氣瓶、減壓閥、CO進(jìn)氣222口、針形流量控制閥、電磁閥、箱體腔進(jìn)氣口、擾流風(fēng)扇、箱體腔出氣口、CO2排氣口⑶。CO濃度探頭將檢測(cè)信號(hào)傳到信號(hào)處理板，處理板將濃度信號(hào)轉(zhuǎn)換成2電壓信號(hào)，此電壓信號(hào)經(jīng)205#,206#傳給控制器PLC，PLC將其與設(shè)定的值比較，并根據(jù)此比較值決定電磁閥的通斷，由PLC的204#輸出電磁閥通斷信號(hào)，此信號(hào)是低電平時(shí)，可控硅1腳輸出高平，電磁閥得電。需要說(shuō)明的是CO探頭適應(yīng)的濃度較低，一般5%左右，如果濃度較大則會(huì)對(duì)探頭造成不可恢復(fù)性的損壞［4，］而氣瓶的C深度幾乎是100%的，為了保證輸入的濃度低，一方面要降低入口的CO2壓力，通過(guò)減壓閥將CO壓力降至0.06MPa左右；另一方面，控制器控制CO電磁閥以點(diǎn)動(dòng)的方式通斷,2并用擾流風(fēng)扇進(jìn)一步將CO氣體混勻，以保證進(jìn)入箱體2的CO探頭接觸的氣體濃度足夠低。21.2.4濕度控制西蒙二氧化碳培養(yǎng)箱是通過(guò)增濕盤的蒸發(fā)作用產(chǎn)生濕氣的（其產(chǎn)生的相對(duì)濕度水平可達(dá)95%左右，但開門后濕度恢復(fù)速度很慢）。因?yàn)闈穸日舭l(fā)面積越大，越容易達(dá)到最大相對(duì)飽和濕度，開關(guān)門后的濕度恢復(fù)的時(shí)間越短。所以濕度蒸發(fā)面積大的培養(yǎng)箱較濕度蒸發(fā)面積小的培養(yǎng)箱更容易保持最大相對(duì)飽和濕度。2操作常規(guī)：使用管理二氧化碳培養(yǎng)箱應(yīng)由專人負(fù)責(zé)，設(shè)備的開關(guān)和調(diào)節(jié)旋扭一旦固定后，不要隨意扭動(dòng)，以免影響箱內(nèi)環(huán)境參數(shù)。箱子的放置要水平，避免陽(yáng)光直射和灰塵等，要保證儀器周圍的氣流循環(huán)，后部及側(cè)面應(yīng)留出5cm的空隙。加入水箱的水必須是蒸餾水或無(wú)離子水，防止礦物質(zhì)儲(chǔ)積在水箱內(nèi)產(chǎn)生腐蝕作用。溫度控制培養(yǎng)箱溫度調(diào)整是依靠加熱管完成的，只能加熱升溫，如果室溫超過(guò)設(shè)定的溫度，培養(yǎng)箱內(nèi)的溫度將超溫失控，室溫最少應(yīng)低于箱內(nèi)最低設(shè)定溫度5°C⑸，即如果箱內(nèi)設(shè)定溫度為37C，那么室溫不得高于32C。濕度控制箱內(nèi)濕度對(duì)于培養(yǎng)工作來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)非常重要然而又經(jīng)常被忽略的因素。因?yàn)轱柡蜐穸拳h(huán)境可以避免培養(yǎng)液中二氧化碳逃逸，培養(yǎng)液中pH值穩(wěn)定，有利于細(xì)胞生長(zhǎng)，足夠的濕度水平并且要有足夠快的濕度恢復(fù)速度（如在開關(guān)門后）才能保證不會(huì)由于過(guò)度干燥而導(dǎo)致培養(yǎng)失敗。所以二氧化碳培養(yǎng)箱使用過(guò)程中，在箱內(nèi)托盤中放足夠的火菌水（3/2至全盤），使箱內(nèi)成為飽和濕度環(huán)境。樣本多時(shí)，箱內(nèi)分區(qū)存放，培養(yǎng)物用筐或瓷盤存放，這樣存取快速，縮短開門時(shí)間，減少箱內(nèi)氣體和濕度變化，節(jié)省氣體，穩(wěn)定了細(xì)胞生長(zhǎng)環(huán)境。2.4二氧化碳輸入壓力控制如果CO探頭接觸CO濃度過(guò)高會(huì)嚴(yán)重?fù)p害探頭，所以要嚴(yán)格控制CO輸入壓力，規(guī)范更換2氣瓶的操作，2要熟悉減壓閥的功能及操作，即反時(shí)針關(guān)閉，順時(shí)2針開啟，在每次更換氣瓶前必須將減壓閥反時(shí)針?biāo)砷_至游離狀態(tài)，安裝好氣瓶后再慢慢順時(shí)針加壓至0.06MPa。嚴(yán)格避免超壓情況發(fā)生。2.5污染控制二氧化碳培養(yǎng)箱的污染分為生物性污染、化學(xué)性污染、物理性污染和氣溶膠污染［6］。使用前箱內(nèi)應(yīng)用消毒酒精或碘溶液徹底擦洗，防止其他微生物污染，另外三種污染以氣溶膠污染更為常見，需要加強(qiáng)生物安全操作相關(guān)的培訓(xùn)，特別是進(jìn)實(shí)驗(yàn)室前的培訓(xùn)，并且定期進(jìn)行考核檢查是十分必要的。3總結(jié)根據(jù)設(shè)備原理，操作過(guò)程中要保證保護(hù)可調(diào)溫度開關(guān)應(yīng)將溫度調(diào)整至比設(shè)定溫度稍高的溫度（稍高0.5C）；要保證正確的減壓閥操作，否則可能損壞價(jià)格昂貴的CO探頭。當(dāng)設(shè)備發(fā)生2故障時(shí)，應(yīng)根據(jù)設(shè)備原理判斷故障點(diǎn)所在部分，然后畫出這部分的電路圖，維修思路會(huì)更加清晰，避免引發(fā)二次故障，造成不必要的更大的損失。例如當(dāng)二氧化碳深度顯示過(guò)高時(shí)，即使打開培養(yǎng)箱門，CO深度仍然大于20%，這說(shuō)2明控制器的顯示已經(jīng)超出最大量程而溢出，先檢查205#，206#兩點(diǎn)間電位差，此電位差0V-5VDC線性輸出，顯示CO濃度為0%-20%，查知此電位差為5.23VDC，表明是檢測(cè)器端故障，更換探頭后，2設(shè)備恢復(fù)正常。另一次故障為