淺析不同溫度范圍恒溫槽的介質(zhì)及其相應(yīng)均勻性

  恒溫槽，顧名思義就是能提供恒定溫度的槽體。恒溫槽特別適用于需要維持低溫、常溫條件下工作的化學(xué)、生物、物理實(shí)驗(yàn)室，是醫(yī)藥衛(wèi)生、化學(xué)工業(yè)、食品工業(yè)、冶金工業(yè)、大專院校、科研、遺傳工程、高分子工程等實(shí)驗(yàn)室的必備設(shè)備。恒溫槽可以結(jié)合旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，真空冷凍干燥箱、循環(huán)水式真空泵，磁力攪拌器等儀器，進(jìn)行多功能化學(xué)反應(yīng)作業(yè)及藥物儲存。

  恒溫槽可分為恒溫空氣（通常稱作恒溫箱）、恒溫液體（通常稱作恒溫槽）。由于恒溫的液體溫度范圍不同，又分為低溫恒溫槽（一般是-40℃～100℃）、超級恒溫槽（一般是室溫～300℃）。又因?yàn)?/span>100℃以上的液體介質(zhì)不能用水而用油，通常又稱為油槽。

  目前恒溫槽使用的介質(zhì)大致有酒精、水、防凍液、食用油、硅油、汽缸油等。水是最廉價(jià)的的介質(zhì)，作用范圍一般在5 ~95℃，但不能覆蓋最常用的0℃，而較多恒溫槽使用防凍液代替水。使用純水和防凍液（按水和防凍液1: 1 混合）的垂直溫場分別15 mK 和32 mK。

  當(dāng)恒溫介質(zhì)蒸發(fā)量大時(shí)，需要遮蓋槽面以改善垂直溫場。筆者對某射流結(jié)構(gòu)的恒溫槽（98 ℃）進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示：槽面有覆蓋場時(shí)，垂直均勻性為12 mK，波動(dòng)性為8 mK；無覆蓋物時(shí)，垂直均勻性為28 mK，波動(dòng)性為12 mK。

在高溫時(shí)，選擇蒸發(fā)量小的工作介質(zhì)可以減小此類影響，低粘度硅油是一種選擇。筆者對某廠家恒溫槽，使用低粘度硅油作介質(zhì)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示：在-30℃時(shí)，垂直物均勻性為4 mK，波動(dòng)性為12 mK；在100℃，垂直均勻性為2 mK，波動(dòng)性為5 mK。

  食用油也是一種廉價(jià)導(dǎo)熱介質(zhì)，在100 ~200 ℃工作范圍得到廣泛使用。但電熱絲通電后溫度很高，食用油極易炭化，形成黏性大的顆粒，纏繞在加熱絲上，使其導(dǎo)熱性變差，降低槽溫穩(wěn)定性。更重要的是降低了加熱絲之間絕緣電阻，導(dǎo)致不安全。因此在100 ~300 ℃工作范圍建議使用硅油，并周期更換。

        高精度恒溫槽是一種高精度的恒溫設(shè)備，并不是標(biāo)準(zhǔn)器，它需要高精度讀數(shù)儀器與相對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)器配合使用完成檢測工作，因制冷溫度段不同，結(jié)構(gòu)不同，檢測范圍要求比較寬的，需要選擇多個(gè)不同溫度的槽體，來滿足所需要的溫度范圍。