賽默飛(Thermo Fisher Scientific)Legend Micro 21R 高速冷凍離心機(jī)是一款高性能微量離心設(shè)備,廣泛應(yīng)用于分子生物學(xué)、細(xì)胞學(xué)、蛋白質(zhì)工程及臨床分析等領(lǐng)域。其最大轉(zhuǎn)速可達(dá) 21,100 rpm,最大離心力 25,000×g,溫度控制范圍為 –10 ℃ 至 +40 ℃,并配備高效制冷系統(tǒng)以保持樣品低溫穩(wěn)定。
在設(shè)備運(yùn)行過程中,溫度控制系統(tǒng)是影響樣品安全與實(shí)驗(yàn)精度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為確保離心過程的溫度穩(wěn)定性與操作安全,Legend Micro 21R 內(nèi)置了多重 溫度報(bào)警系統(tǒng)(Temperature Alarm System),可實(shí)時監(jiān)測并反饋溫度異常情況。該系統(tǒng)通過智能傳感、動態(tài)補(bǔ)償與多級報(bào)警機(jī)制,有效防止樣品因溫度異常而失活或?qū)嶒?yàn)失敗。
在高速離心條件下,離心腔體與轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生摩擦熱,同時壓縮機(jī)制冷又導(dǎo)致局部冷凝。若溫度控制失衡,將直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果與設(shè)備壽命。
溫度報(bào)警系統(tǒng)的意義主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
保護(hù)樣品活性
對溫度敏感的樣品(如蛋白質(zhì)、RNA、酶等)在高溫環(huán)境下易變性或降解。報(bào)警機(jī)制可防止溫度超限導(dǎo)致樣品失活。
維護(hù)設(shè)備安全
當(dāng)制冷系統(tǒng)過載、溫控失靈或傳感器異常時,溫度報(bào)警能及時提醒,避免壓縮機(jī)損壞或主板燒毀。
保障實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠性
溫度波動會導(dǎo)致離心結(jié)果偏差,通過實(shí)時監(jiān)測與報(bào)警反饋可保持恒定溫控,提高實(shí)驗(yàn)重復(fù)性。
符合質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)
溫度報(bào)警系統(tǒng)符合 GLP、GMP 及 ISO 17025 等實(shí)驗(yàn)室管理規(guī)范的安全要求,為設(shè)備認(rèn)證與審計(jì)提供數(shù)據(jù)支撐。
Legend Micro 21R 的溫度報(bào)警系統(tǒng)由以下主要模塊組成:
| 模塊名稱 | 功能描述 |
|---|---|
| 溫度傳感器(Thermal Sensor) | 實(shí)時檢測腔體與轉(zhuǎn)子溫度,傳輸至控制芯片。 |
| 主控處理單元(MCU) | 接收溫度信號,與設(shè)定溫度進(jìn)行比對。 |
| PID 控制算法模塊 | 調(diào)節(jié)制冷壓縮機(jī)與風(fēng)扇速度,實(shí)現(xiàn)溫度動態(tài)平衡。 |
| 報(bào)警模塊(Alarm Unit) | 當(dāng)溫度偏差超過閾值時觸發(fā)聲光報(bào)警與顯示提示。 |
| 記錄模塊(Memory Unit) | 儲存報(bào)警時間、溫度值及錯誤類型,便于追溯。 |
溫控系統(tǒng)采用閉環(huán)反饋機(jī)制。傳感器實(shí)時采集腔體溫度信號,經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換后傳輸至微處理器??刂茊卧ㄟ^比例–積分–微分(PID)算法計(jì)算偏差值,動態(tài)調(diào)節(jié)制冷系統(tǒng)功率與循環(huán)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速,從而維持恒定溫度。
當(dāng)系統(tǒng)檢測到溫度偏離設(shè)定范圍(例如 ±2 ℃ 以上)且持續(xù)一定時間(通常為 30 秒)時,即觸發(fā)報(bào)警。顯示屏上會出現(xiàn)相應(yīng)代碼,并伴隨蜂鳴提示。
根據(jù)異常來源和報(bào)警級別,Legend Micro 21R 的溫度報(bào)警可分為以下幾類:
定義: 實(shí)際溫度高于設(shè)定溫度閾值(+2~+5 ℃)。
原因可能包括:
壓縮機(jī)散熱不良或冷凝器積塵。
環(huán)境溫度過高(>35 ℃)。
風(fēng)扇轉(zhuǎn)速過低導(dǎo)致空氣循環(huán)不暢。
控制電路異常或溫度傳感器失靈。
影響: 樣品過熱、活性喪失。
顯示代碼: 通常為 “E03” 或 “TEMP HI”。
定義: 實(shí)際溫度低于設(shè)定溫度閾值(–3 ℃ 以下)。
可能原因:
PID 控制參數(shù)偏差導(dǎo)致過度制冷。
溫度傳感器漂移。
環(huán)境溫度過低。
影響: 樣品可能結(jié)冰或結(jié)構(gòu)受損。
顯示代碼: “E04” 或 “TEMP LO”。
定義: 傳感器開路、短路或信號丟失。
表現(xiàn): 顯示屏溫度閃爍或固定在異常數(shù)值。
影響: 系統(tǒng)失去溫控能力。
顯示代碼: “E05” 或 “SENSOR ERR”。
定義: 壓縮機(jī)長時間高負(fù)載運(yùn)行,溫度仍無法下降。
可能原因:
冷凝器堵塞、制冷劑泄漏。
環(huán)境散熱不良。
影響: 壓縮機(jī)過熱或損壞。
顯示代碼: “E06” 或 “REFR ERR”。
設(shè)備運(yùn)行時持續(xù)監(jiān)控以下三項(xiàng)指標(biāo):
設(shè)定溫度(Tset)
實(shí)際溫度(Tact)
偏差值 ΔT = |Tact – Tset|
當(dāng) ΔT > 設(shè)定容差(一般為 2 ℃)并持續(xù) 30 秒以上,系統(tǒng)立即進(jìn)入報(bào)警模式。
Legend Micro 21R 采用兩級報(bào)警機(jī)制:
| 級別 | 條件 | 系統(tǒng)反應(yīng) |
|---|---|---|
| 一級報(bào)警(提示級) | ΔT 超過 1 ℃ | 屏幕閃爍提示但不停止運(yùn)行 |
| 二級報(bào)警(保護(hù)級) | ΔT 超過 2 ℃ 持續(xù) 30 s | 設(shè)備自動停機(jī)并啟動聲光報(bào)警 |
若溫度在 60 秒內(nèi)回歸正常范圍,報(bào)警自動解除。
若持續(xù)異常,則需人工干預(yù)并復(fù)位。
當(dāng)溫度報(bào)警出現(xiàn)時,操作人員應(yīng)按以下步驟處理:
查看顯示屏錯誤代碼,判斷報(bào)警來源(高溫、低溫或傳感器故障)。
立即按下 STOP 鍵停止運(yùn)行,確保樣品安全。
檢查室溫是否超過建議范圍(10–35 ℃)。
確認(rèn)設(shè)備周圍通風(fēng)口暢通。
打開設(shè)備背部通風(fēng)板,清潔冷凝器表面灰塵。
檢查壓縮機(jī)是否運(yùn)行(可聽到輕微嗡鳴聲)。
若壓縮機(jī)持續(xù)過熱,應(yīng)關(guān)閉電源冷卻 30 分鐘后重啟。
查看傳感器是否松動或被冷凝水覆蓋。
若讀數(shù)不穩(wěn)定,應(yīng)聯(lián)系專業(yè)技術(shù)人員更換傳感器。
故障排除后,按住“CLEAR”或“RESET”鍵3秒,系統(tǒng)清除報(bào)警。
運(yùn)行測試程序,驗(yàn)證溫度能否在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)保持穩(wěn)定。
| 報(bào)警類型 | 可能原因 | 處理方法 |
|---|---|---|
| TEMP HI | 冷凝器堵塞 | 清潔散熱片并保證通風(fēng) |
| TEMP HI | 環(huán)境溫度過高 | 改善實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)條件 |
| TEMP HI | 壓縮機(jī)老化 | 聯(lián)系售后更換壓縮機(jī) |
| TEMP LO | PID 參數(shù)漂移 | 重新校準(zhǔn)控制系統(tǒng) |
| TEMP LO | 環(huán)境溫度過低 | 調(diào)整室溫至 20 ℃ 左右 |
| SENSOR ERR | 傳感器松動或損壞 | 重新連接或更換傳感器 |
| REFR ERR | 制冷劑泄漏 | 聯(lián)系專業(yè)工程師加注冷媒 |
每月清理冷凝器與進(jìn)風(fēng)口灰塵。
避免設(shè)備靠近墻壁或熱源,保持空氣流通。
每6個月使用標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)比對設(shè)備讀數(shù)。
偏差超過 ±1 ℃ 時應(yīng)重新標(biāo)定或更換傳感器。
每年檢測制冷劑壓力。
運(yùn)行噪音異常時及時檢修。
定期升級控制系統(tǒng)固件,優(yōu)化溫度控制算法與報(bào)警響應(yīng)速度。
設(shè)備自動記錄報(bào)警時間、溫度值及持續(xù)時長。
建議導(dǎo)出數(shù)據(jù),用于性能趨勢分析與維護(hù)計(jì)劃制定。
在設(shè)定 4 ℃ 運(yùn)行前,空載預(yù)冷 10–15 分鐘,讓腔體溫度穩(wěn)定。
頻繁啟動會導(dǎo)致壓縮機(jī)未能完全復(fù)位,易引發(fā)溫度異常。
保持實(shí)驗(yàn)室溫度恒定,避免陽光直射或靠近加熱設(shè)備。
離心結(jié)束后保持蓋門開啟,讓腔體自然干燥,防止冷凝水滴落至傳感器。
對于一般樣品,設(shè)定溫度 4 ℃ 即可,不宜過低;過低溫度會增加壓縮機(jī)負(fù)荷。
Legend Micro 21R 具備自動記錄與導(dǎo)出報(bào)警數(shù)據(jù)的功能。通過分析報(bào)警日志,可以預(yù)測設(shè)備性能變化,提前實(shí)施維護(hù)。
若高溫報(bào)警頻繁,說明制冷系統(tǒng)效率下降,應(yīng)進(jìn)行維護(hù)。
報(bào)警持續(xù)時間延長,表明溫控反饋速度變慢,可能與傳感器老化有關(guān)。
溫差波動超過 2 ℃ 可能預(yù)示壓縮機(jī)性能衰退。
通過導(dǎo)出的數(shù)據(jù)建立趨勢圖,可識別溫度偏差隨使用時間變化的規(guī)律,從而制定科學(xué)的保養(yǎng)周期。
設(shè)備發(fā)出蜂鳴聲并閃爍紅色指示燈,直觀提醒操作人員。
顯示屏實(shí)時顯示當(dāng)前溫度、設(shè)定溫度及偏差值,并以代碼形式顯示故障類型。
當(dāng)溫度異常嚴(yán)重或系統(tǒng)長時間無法恢復(fù)時,離心機(jī)自動停止運(yùn)行,保護(hù)樣品與電機(jī)。
所有報(bào)警信息自動保存,可在系統(tǒng)菜單中查看歷史記錄。即使斷電也不會丟失。
Legend Micro 21R 的溫度報(bào)警系統(tǒng)與以下安全模塊相互聯(lián)動:
不平衡報(bào)警系統(tǒng):若離心腔振動過大,會暫時關(guān)閉制冷功能以保護(hù)壓縮機(jī)。
蓋鎖安全系統(tǒng):蓋門未鎖定時溫控系統(tǒng)不啟動。
電壓監(jiān)控系統(tǒng):電源波動大時會自動調(diào)低壓縮機(jī)功率,防止過載。
這種多層次安全設(shè)計(jì)確保了離心機(jī)在復(fù)雜條件下依然穩(wěn)定、安全運(yùn)行。
所有使用人員應(yīng)熟悉報(bào)警代碼及處理流程。
實(shí)驗(yàn)室應(yīng)建立標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程(SOP),明確責(zé)任分工。
每季度進(jìn)行一次溫度報(bào)警應(yīng)急演練,確保人員能迅速應(yīng)對異常。
每次報(bào)警必須記錄并分析原因,維護(hù)工程師應(yīng)在日志中簽字確認(rèn)。
報(bào)警數(shù)據(jù)應(yīng)保存不少于 5 年,供審計(jì)與性能評估使用。
PID 智能控制算法:溫度響應(yīng)快,誤差小于 ±1 ℃。
雙傳感器設(shè)計(jì):分別監(jiān)測腔體與轉(zhuǎn)子溫度,確保真實(shí)反饋。
動態(tài)制冷補(bǔ)償:加速階段自動提高制冷功率,防止升溫。
斷電數(shù)據(jù)保持:報(bào)警信息與溫度曲線可在恢復(fù)供電后繼續(xù)記錄。
高效散熱系統(tǒng):冷凝器與風(fēng)道優(yōu)化設(shè)計(jì),保證長期穩(wěn)定運(yùn)行。