霉菌培养箱的技术原理主要包括以下几个方面:
温度控制:
加热元件:通常采用电加热管,如镍铬合金加热丝等。当电流通过加热管时,加热管产生热量,使培养箱内的温度升高。
温度传感器:一般使用铂电阻(Pt100)等温度传感器。它能实时监测培养箱内的温度,并将温度信号转换为电信号传递给控制系统。
控制系统:接收温度传感器的信号后,与设定的温度值进行比较。当实际温度低于设定温度时,控制系统控制加热元件工作,开始加热;当实际温度达到设定温度时,加热元件停止工作,保持温度稳定。一些先进的霉菌培养箱还具备PID(比例-积分-微分)控制算法,能够更精确地调节温度,减小温度波动。
湿度控制:
加湿器:常见的有超声波加湿器、蒸发式加湿器等。超声波加湿器通过高频振动将水转化为微小的水雾颗粒,散发到培养箱内增加湿度;蒸发式加湿器则是利用水的自然蒸发来提高湿度。
湿度传感器:用于检测培养箱内的实际湿度,并将湿度信号反馈给控制系统。
控制系统:根据湿度传感器的信号和设定的湿度值,控制加湿器的工作状态。当实际湿度低于设定湿度时,加湿器启动,增加箱内湿度;当实际湿度达到设定湿度时,加湿器停止工作,维持湿度稳定。例如,若设定湿度为80%RH,当传感器检测到湿度低于80%RH时,控制系统会开启加湿器,直到湿度达到80%RH为止。
气体控制(部分霉菌培养箱具备):
气体供应系统:对于需要特定气体环境的培养,如控制二氧化碳浓度等,培养箱会配备相应的气体供应装置,如二氧化碳气瓶、气体流量控制器等。
气体传感器:能够实时监测培养箱内气体的浓度,如二氧化碳传感器。
控制系统:依据气体传感器的检测信号和设定的气体浓度值,调节气体供应系统的流量,确保培养箱内气体浓度符合实验要求。例如,设定二氧化碳浓度为5%,当传感器检测到浓度低于5%时,控制系统会增加二氧化碳的供应流量,反之则减少流量。
光照控制(部分霉菌培养箱具备):
光源:通常采用LED灯作为光源,具有发热量低、寿命长、光强可调等优点。
光照强度调节装置:可以通过旋钮、按键或触摸屏等方式,调节LED灯的光照强度,以满足不同实验对光照条件的需求。
光照周期控制:能够设置光照的时间和黑暗的时间,模拟自然环境中的昼夜交替,例如设置光照12小时、黑暗12小时的周期。
其他方面:
箱体结构:箱体通常由不锈钢或其他材质制成,具有良好的保温性能和密封性,以减少热量散失和外界环境对箱内温度、湿度等条件的影响。箱体内部的工作室一般为镜面不锈钢,四周圆弧结构,便于清洁,且不易滋生细菌和霉菌。
空气循环系统:由循环风机和风道组成,能够使箱内的空气充分循环流动,保证温度、湿度和气体浓度的均匀性。这样可以避免出现局部温度、湿度差异过大的情况,有利于霉菌在整个培养空间内均匀生长。
控制系统:是霉菌培养箱的核心部分,除了上述对温度、湿度、气体和光照等参数的控制功能外,还具备一些其他功能,如超温保护、定时功能、故障报警等。超温保护功能可在温度失控时自动切断加热电源,防止温度过高对培养物造成损害;定时功能可以根据实验需求设定培养时间;当培养箱出现故障时,如传感器故障、温度异常等,故障报警功能会发出声光报警信号,提醒用户及时处理。
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