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設備原理設備結構該設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，二氧化碳擾流風扇、二氧化碳濃度探頭、二氧化碳濃度信號處理板、二氧化碳排氣口，箱體部分包括注水口、溢水口、箱體外套、箱體內腔、門、箱體內腔設有分層欄及水盤。設備電路原理圖如圖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信號輸入與輸出snwi一EEP11.2.1水位控制設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，當水位低于正常水位時，干簧管斷開，干簧管兩根引線，一根21#接+24V,另一根209#為輸出，當水位正常時，V209為+24V,當缺水時，V209為0V,控制器以此探測設備的水位是否正常。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)箱采用水套式設計，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。該設備有三個溫度探頭，探頭一用于探測箱體內的溫度，探頭二用于探測箱體控制器的溫度，探頭三用于探測二氧化碳探頭腔的溫度。探頭一的信號送到控制器并顯示在觸摸顯示屏上，同時控制器將此信號與設定的溫度值比較，并結合水位參數(shù)，控制可控硅的通斷，實現(xiàn)加熱管是否得電，最終實現(xiàn)對溫度的控制?？刂破鬈浖O定當設備缺水時，控制器使可控硅斷開，并報警，避免干燒。另外如圖所示，設備在主加熱管串入了保護可調溫度開關，正常情況下，該開關處于閉合狀態(tài)，當箱內的溫度高于此可調溫度開關設定的溫度時，此開關斷開，保護了PLC控制器失控的時候，加熱管也不能得電。從此可知，此可調溫度開關的溫度應設定比實驗要求的溫度稍高一點即可。1.2.3CO濃度控制箱體內的CO是通過管路輸入的，此管路依次是CO氣瓶、減壓閥、CO進氣222口、針形流量控制閥、電磁閥、箱體腔進氣口、擾流風扇、箱體腔出氣口、CO2排氣口⑶。CO濃度探頭將檢測信號傳到信號處理板，處理板將濃度信號轉換成2電壓信號，此電壓信號經(jīng)205#,206#傳給控制器PLC，PLC將其與設定的值比較，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，此信號是低電平時，可控硅1腳輸出高平，電磁閥得電。需要說明的是CO探頭適應的濃度較低，一般5%左右，如果濃度較大則會對探頭造成不可恢復性的損壞［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電磁閥以點動的方式通斷,2并用擾流風扇進一步將CO氣體混勻，以保證進入箱體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)箱是通過增濕盤的蒸發(fā)作用產(chǎn)生濕氣的（其產(chǎn)生的相對濕度水平可達95%左右，但開門后濕度恢復速度很慢）。因為濕度蒸發(fā)面積越大，越容易達到最大相對飽和濕度，開關門后的濕度恢復的時間越短。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飽和濕度。2操作常規(guī)：使用管理二氧化碳培養(yǎng)箱應由專人負責，設備的開關和調節(jié)旋扭一旦固定后，不要隨意扭動，以免影響箱內環(huán)境參數(shù)。箱子的放置要水平，避免陽光直射和灰塵等，要保證儀器周圍的氣流循環(huán)，后部及側面應留出5cm的空隙。加入水箱的水必須是蒸餾水或無離子水，防止礦物質儲積在水箱內產(chǎn)生腐蝕作用。溫度控制培養(yǎng)箱溫度調整是依靠加熱管完成的，只能加熱升溫，如果室溫超過設定的溫度，培養(yǎng)箱內的溫度將超溫失控，室溫最少應低于箱內最低設定溫度5°C⑸，即如果箱內設定溫度為37C，那么室溫不得高于32C。濕度控制箱內濕度對于培養(yǎng)工作來說是一項非常重要然而又經(jīng)常被忽略的因素。因為飽和濕度環(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，有利于細胞生長，足夠的濕度水平并且要有足夠快的濕度恢復速度（如在開關門后）才能保證不會由于過度干燥而導致培養(yǎng)失敗。所以二氧化碳培養(yǎng)箱使用過程中，在箱內托盤中放足夠的火菌水（3/2至全盤），使箱內成為飽和濕度環(huán)境。樣本多時，箱內分區(qū)存放，培養(yǎng)物用筐或瓷盤存放，這樣存取快速，縮短開門時間，減少箱內氣體和濕度變化，節(jié)省氣體，穩(wěn)定了細胞生長環(huán)境。2.4二氧化碳輸入壓力控制如果CO探頭接觸CO濃度過高會嚴重損害探頭，所以要嚴格控制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，即反時針關閉，順時2針開啟，在每次更換氣瓶前必須將減壓閥反時針松開至游離狀態(tài)，安裝好氣瓶后再慢慢順時針加壓至0.06MPa。嚴格避免超壓情況發(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、化學性污染、物理性污染和氣溶膠污染［6］。使用前箱內應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，需要加強生物安全操作相關的培訓，特別是進實驗室前的培訓，并且定期進行考核檢查是十分必要的。3總結根據(jù)設備原理，操作過程中要保證保護可調溫度開關應將溫度調整至比設定溫度稍高的溫度（稍高0.5C）；要保證正確的減壓閥操作，否則可能損壞價格昂貴的CO探頭。當設備發(fā)生2故障時，應根據(jù)設備原理判斷故障點所在部分，然后畫出這部分的電路圖，維修思路會更加清晰，避免引發(fā)二次故障，造成不必要的更大的損失。例如當二氧化碳深度顯示過高時，即使打開培養(yǎng)箱門，CO深度仍然大于20%，這說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，表明是檢測器端故障，更換探頭后，2設備恢復正常。另一次故障為