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超级恒温水浴

发布时间：2009/12/14 阅读次数：890 字体大小: 【小】【中】【大】

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超级恒温水浴

一．使用范围

超级恒温水浴（以后简称恒温水浴）适用于生物、化学、物理、植物、化工等科学研究上直接加热和辅助加热的精密恒温之用。

二．结构

普通恒温水浴的结构是由浴槽、温度计、搅拌器、加热器、接触温度计（或称导电温度计）和继电器等部分组成。其结构图、装置示意图、实物图如下：


装置示意图		实物图

仪器面板图

仪器面板说明图

三．工作原理

恒温水浴的工作原理简述如下：

一．浴槽

浴槽包括容器和液体介质。如果要求设定的温度与室温相差不大，通常可用20dm³ 的圆形玻璃缸作容器。若设定的温度较高（或较低），则应对整个槽体保温，以减少热量传递速度，提高恒温精度。

恒温水浴以蒸馏水为工作介质。如对装置稍加改动并选用其它合适液体作为工作介质，则上述恒温浴可在较大的温度范围内使用。

二．温度计

观察恒温浴的温度可选用分度值为0.1℃的水银温度计，而测量恒温浴的灵敏度时应采用贝克曼温度计，温度计的安装位置应尽量靠近被测系统。所用的水银温度计读数应加以校正。

三．搅拌器

搅拌器以小型电动机带动，其功率可选40W，用变速器或变压器来调节搅拌速度。搅拌器一般应安装在加热器附近，使热量迅速传递，以使槽内各部位温度均匀。

四．加热器

在要求设定温度比室温高的情况下，必须不断供给热量以补偿水浴向环境散失的热量。电加热器的选择原则是热容量小，导热性好，功率适当。如果容量为20dm³的浴槽，要求恒温在20~30℃之间，可选用200∽300W的电加热器。室温过低时，则应选用较大功率或采用两组加热器。

五．水银接触温度计。水银接触温度计又称水银导电表。其结构如图所示。

水银接触温度计示意图

水银接触温度计实物图

接触温度计重要部分的结构图

水银球上部焊有金属丝，温度计上半部有另一金属丝，两者通过引出线接到继电器的信号反馈端。接触温度计的顶部有一磁性螺旋调节帽，用来调节金属丝触点的高低。同时，从温度计调节指示螺母在标尺上的位置可以估读出大致的控温设定温度值。浴槽温度升高时，水银膨胀并上升至触点，继电器内线圈通电产生磁场，加热线路弹簧片跳开，加热器停止加热。随后浴槽热量向外扩散，使温度下降，水银收缩并与触点脱离，继电器的电磁效应消失，弹簧弹回，而接通加热器回路，系统温度又开始回升。这样接触温度计反复工作。而且系统温度得到控制。可以说它是恒温浴的中枢，对恒温起着关键作用。

六. 继电器

继电器必须与加热器和接触温度计相连，才能起到控温作用。实验室常用的继电器有电子管继电器和晶体管继电器。

衡量恒温水浴的品质好坏，可以用恒温水浴灵敏度来衡量。通常以实测的最高温度与最低温度值之差的一半数值来表示其灵敏度。

四．使用方法

1．在初次使用前，应先将恒温器电源插头用万用表作一次安全检查，用测量电阻之一挡，量插头上相，中，地，相互之间是否有短路或绝缘不良现象。

2．按规定加入蒸馏水（水位离盖板约30-43毫米）将电源插头接通电源，开启控制箱上的电源开关及电动泵开关，使槽内的水循环对流。

3．调节恒温水浴至设定温度。假定室温为20℃，欲设定实验温度为25℃，其调节方法如下：先旋开水银接触温度计上端螺旋调节帽的锁定螺丝，再旋动磁性螺旋调节帽，使温度指示螺母位于大约低于欲设定实验温度2~3℃处（如23℃），开启加热器开关加热（为节约加热时间，最好灌入较所需恒温温度约低数度的热水），如水温与设定温度相差较大，可先用大功率加热（仪器面板上加热器开关位于“通”位置），当水温接近设定温度时，改用小功率加热（仪器面板上加热器开关位于“加热”位置）。注视温度计的读数，当达到23℃左右时，再次旋动磁性螺旋调节帽，使触点与水银柱处于刚刚接通与断开状态（恒温指示灯时明时灭）。此时要缓慢加热，直到温度达25℃为止，然后旋紧锁定螺丝。

4．如需要用低于环境室温时可用恒温器上之冷凝管致冷，可外加和恒温器相同之电动水泵一只将冷水用橡胶皮管从冷凝筒进入嘴引入至冷凝管内致冷，同时在橡皮管上加管子夹一只，以控制冷水的流量，用冷水导入致冷一般只能达到20-15℃之间并须将电加热开关关断。

5．恒温器加热最好选用蒸馏水，切勿使用井水，河水，泉水等硬水，尚用自来水必须在每次使用后将该器内外进行清洗，防止筒壁积聚水垢而影响恒温灵敏度。

五、恒温水浴灵敏度曲线的绘制

一．原理

许多物理化学数据测定都需要在恒定温度下。欲控制温度，通常用以下两种方法：一是利用相变温度点来实现，二是利用电子调节系统，对加热器或致冷器的工作状态进行自动调节，来实现恒温的目的。本实验所用的恒温水浴通过电子继电器对加热器自动调节，来实现控温的目的。当恒温水浴因热量向外扩散等原因使体系温度低于设定值时，继电器迫使加热器加热，当体系再次达到设定温度时，加热器停止加热。这样周而复始，就可以使体系温度在一定范围内保持恒定。

普通恒温水浴的结构是由浴槽，温度计，搅拌器，加热器，接触温度计和继电器等部分组成。

二．数据处理

本实验用数字式贝克曼温度计测量温度，每隔30秒记一次数值，共记半小时，61个数据。将其与对应时间分两行或两列输入，如第一行输入时间，第二行输入温度。输入完毕后，选定所有数据，选“插入”中的“图表”，或单击工具栏中的“图表”符号。出现一个对话框，选择“标准类型”中的“XY散点图”，在出现的对话框上选择下图的第一行第二个，即带点的曲线图，再单击“完成”即可。

在空白处右击，选择“图表选项”，可以标出图表名称以及坐标轴代表的含义和单位，还可以选择网格线的格式。在两个坐标轴附近右击，可以调节坐标轴的刻度，字体大小等。由于比较简单，在这里不详细介绍了。

下面是数据和图：

时间（s）		0			30			60			90			120			150			180			210
温度(摄氏度)		35.133			35.162			35.143			35.151			35.16			35.147			35.159			35.16
240		270		300			330			360			390			420			450			480
35.15		35.16		35.165			35.155			35.159			35.164			35.152			35.172			35.185
510	540		570			600			630			660			690			720			750
35.177	35.181		35.186			35.176			35.191			35.197			35.182			35.193			35.199
780	810		840			870			900			930			960			990			1020
35.189	35.201		35.186			35.196			35.2			35.19			35.194			35.207			35.194
1050	1080		1110			1140			1170			1200			1230			1260			1290
35.202	35.189		35.201			35.205			35.203			35.188			35.193			35.193			35.192
1320	1350		1380			1410			1440			1470			1500			1530			1560
35.207	35.202		35.191			35.197			35.193			35.183			35.193			35.192			35.204
1590	1620		1650			1680			1710			1740			1770			1800
35.191	35.202		35.212			35.193			35.209			35.198			35.207			35.198

在图上找出最高点T2和最低点T1，灵敏度计算公式为S= T2—T1/2。从数据和图线看出T2 =35.212，T1=35.133，S= T2—T1/2=0.0395。

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