恒溫槽的恒溫原理

        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)，作范圍一般在5 ~95℃，但不能覆蓋常用的0℃，而較多恒溫槽使用防凍液代替水。根據(jù)相關(guān)研究，凍液與水按1: 1 混合，在- 30℃ 時(shí)性能仍正常。槽的表面溫場與室溫及介質(zhì)蒸發(fā)量有關(guān)。根據(jù)參考獻(xiàn)3，常壓下純防凍液表面張力46. 49 mN/ m（而純水表面張力0. 728 mN/ m（20℃），防凍液與水合后會大大增加水表面張力，造成分子內(nèi)聚力增加，從而使得蒸發(fā)量小于純水，故其垂直溫場優(yōu)于純水。此項(xiàng)性能對于射流結(jié)構(gòu)恒溫槽尤其明顯。筆者進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，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，波動性為8 mK；無覆蓋物時(shí)，垂直均勻性為28 mK，波動性為12 mK。

        先進(jìn)的濾波技術(shù)克服了電源噪聲干擾和雜散的電磁干擾和無線電干擾。采用比例積分控制功能來控制供給恒溫槽加熱器的功率，精密的工廠調(diào)試幾乎消除了過沖的影響，使得恒溫槽能夠在到達(dá)溫度設(shè)定點(diǎn)之后迅速達(dá)到其最高的溫度穩(wěn)定性。恒溫槽性能的一個(gè)關(guān)鍵因素在于我們的熱端口技術(shù)。它將制冷螺旋管和加熱器呈夾層形安裝在恒溫槽不銹鋼筒的側(cè)面，鋼筒的底部變成了熱交換端口，大部分熱量通過這個(gè)端口進(jìn)出恒溫槽。鋼筒周圍良好的絕緣設(shè)計(jì)最大限度地減少了熱量泄露。

        由此可見，無覆蓋物的影響相當(dāng)可觀。這在某些無法遮蓋槽面進(jìn)行檢測工作的情況下需要注意。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，低粘度硅油是一種不錯(cuò)的選擇。