二氧化碳培养箱控制模式介绍
目前,自动CO2培养箱中的传感器主要有三种:热导传感器、红外线传感器和超声波传感器。
热导(TC)是通过电阻的变化来检测CO2浓度。传感器内固定两根表面有防腐涂层的电阻丝,阻值相同,一根密封,一根漏电。两根电阻丝被用作电桥的两臂。加入CO2后,泄漏电阻丝的电阻发生变化,电桥的平衡被破坏。根据信号大小的变化,测量CO2浓度。热导传感器简单、成本低、线性度好,应用广泛。缺点是反应慢(所以只能慢慢充气),会腐蚀,容易漂移到零。所以一般仪器使用说明书上要求使用2-6个月后做零点校正。否则,就会出现错误。
红外(TR)传感器以红外线为介质,通过CO2气体对红外线的吸收来测量CO2浓度。其线性好,灵敏度高,可测量0-20ppm,结构复杂,价格昂贵,因此广泛用于测量空气和温室中的CO2。但在CO2培养箱中并没有广泛使用,因为培养室的温度和湿度较高,传感器本身无法放入培养室。气体要用气泵从培养室抽出,加热或冷却防止水蒸气凝结,检测后再送回培养室。传感器里还有同步电机,所以运动部件多,电路复杂,影响使用寿命。
超声波传感器利用超声波作为检测手段来检测CO2浓度。超声波通过不同介质时的传播速度不同,通过空气时为334M/ min,通过CO2时为274.6M/ min。这种差异用于检测CO2浓度的变化。超声波传感器无运动部件,高湿度不受影响,使用寿命长。有几部国产的。
以上三种形式都可以检测CO2浓度,各有利弊。实现自动控制,可以检测CO2浓度,检测结果与设定值进行对比补充,使其保持在设定范围内,在控制形式上是一个闭环。这三种CO2培养箱精度高、稳定、省气,现代实验室应选择全自动CO2培养箱。
还有一种气体分配式CO2培养箱,是早期传感器技术落后的产物。气体分布型CO2培养箱使用两个玻璃管流量计对培养室进行连续充气。时间长了,培养室内的CO2浓度接近流量计的气体分配比,室内的CO2浓度无法检测、显示和反馈,在控制形式上是一个开环。由于CO2气体的温度和压力变化,流量计应随时手动调节,也称为手动式。这类CO2培养箱精度低,稳定性差,耗气量大,回收慢,但价格相对便宜,适合短期培养。