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恒温槽调节及影响恒温槽灵敏度的因素考察

一、实验目的

1、了解恒温槽的构造及恒温原理,考察恒温槽灵敏度的影响因素,掌握恒温槽的使用方法。
2、学习使用热敏电阻及自动平衡记录仪测定温差的方法。


二、实验原理

恒温槽装置,由槽体、恒温介质、加热器(或冷却器)、温度指示器、搅拌器和温度控制器等部分组成。继电器需要和接触温度计、加热器配套使用。接触温度计是一支可以导电的特殊温度计,又称为导电表或水银控制器。

它有两个电极,一个固定与底部的水银球相连,另一个可调电极是金属丝,由上部伸入毛细管内。顶端有一磁铁,可以旋转螺旋丝杆,用以调节金属丝的高低位置,从而调节设定温度。当温度升高时,毛细管中水银柱上升与金属丝接触,两电极导通,使继电器线圈中电流断开,加热器停止加热,当温度降低时,水银柱与金属丝断开,继电器线固通过电流,使加热器线路接通,温度又回升。

如此,不断反复,使恒温槽控制在一个微小的温度区间波动,被测体系的温度也就限制在一个相应的微小区间内,从而达到恒温的目的。


恒温槽的温度控制装置属于“通”“断”类型,当加热器接通后,恒温介质温度上升,热量的传递使水银温度计中的水银柱上升。但热量的传递需要时间,因此常出现温度传递的滞后,往往是加热器附近介质的温度超过设定温度,所以恒温槽的温度超过设定温度。同理,降温时也会出现滞后现象。由此可知,恒温槽控制的温度有一个波动范围,并不是控制在某一固定不变的温度。

为了考察诸因素对恒温槽灵敏度的影响,需要用热敏电阻测量恒温槽内介质温度的涨落,一般要配用不平衡电桥和自动记录仪。


影响恒温槽灵敏度的因素很多,大体有:(1)加热器的功率;(2)搅拌器的转速;(3)恒温介质的流动性;(4)各部件的位置;(5)环境温度与设定温度的差值。



三、实验仪器

实验仪器恒温槽、不平衡电桥、记录仪、变压器、变阻箱、电子继电器、热敏电阻


四、操作步骤

1、安装恒温槽,将加热圈放入槽体,安装接触温度计、温度计,固定搅拌器,安装搅拌杆,调节各连线布局合理。

2、调节恒温槽至30°C。顺时针转动接触温度计上方磁铁,调节标铁位置,使其上连低于指定温度1-2°C。接通电源,打开搅拌器开关,调节转速,打开电子继电器开关。黄灯亮,加热器开始加热,黄灯灭,观察水银温度计,若低于30°C,以逐步逼近的调节方法,使恒温槽温度恒定在30°C±0.1°C的范围内。恒温槽温度达到30°C后,固定温度计螺钉。

3、将甲电池连接至电桥上,将电阻箱与电桥相连,接好热敏电阻,将记录仪信号线接至电桥上,将电压器与电子继电器相连。打开电源,调节好记录仪,调节加热器电压为220伏,正常搅拌速度,打开电桥开关至通路。根据热敏电阻阻值,调节电阻箱数值,观察记录仪画出的温度波动曲线。其它条件不变,调节电压为80伏,观察记录仪画出的温度波动曲线,考察加热功率对恒温槽的影响。恢复加热器电压220伏,降低搅拌器转速,观察记录仪画出的温度波动曲线,考察搅拌速度对恒温槽的影响。


五、实验数据处理

实验数据处理实验中记录的不同条件下恒温槽温度波动峰。从记录纸上读出各条件下温度波动的峰高数,计算温度波动值。


实验结果说明,低的加热功率及高的搅拌速率有利于提高恒温槽的灵敏度,实验中采取的220V、正常搅拌(恒温介质液面刚有小漩涡)条件下,能够满足一般实验要求恒温槽温度波动在±0.1°C的灵敏度要求范围。


六、分析及结论

根据实验得知,影响恒温槽灵敏度的因素很多,大体有:

1、恒温介质的流动性:流动性好,传热性能好,则控温灵敏度高;
2、加热器的功率:功率适宜,热容量小,则控温灵敏度高;
3、搅拌器的转速:搅拌速率要足够大,才能保证恒温槽内温度均匀。


上海知信实验仪器技术有限公司专业生产制造高低温实验室恒温槽(智能恒温循环器),厂家直销,品质高价格优,欢迎来电咨询。

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