實驗室烘箱原理

一臺好的實驗室烘箱將持續(xù)多年日復(fù)一日的大量使用，因此在選擇最適合您需求的烘箱時值得花很多心思。這篇博文列出了您在尋找用于骨料、土壤、混凝土或瀝青測試的烘箱時需要考慮的一些最重要的功能。

測試應(yīng)用

建筑材料測試應(yīng)用使用實驗室烘箱在受控溫度下干燥材料并加熱瀝青材料以進行處理和測試。在加熱集料、土壤和瀝青時遵循測試協(xié)議并避免可能改變其特性的高溫非常重要。這些烘箱被其他行業(yè)用于金屬和其他材料的熱處理、退火和調(diào)節(jié)等應(yīng)用。

溫度范圍

將實驗室烘箱與您的應(yīng)用相匹配時，最大溫度額定值是首要考慮因素。您顯然需要一個最高溫度等于或略高于測試方法要求的最高溫度的烘箱。但具有較高溫度范圍的型號可能并不總能提供您在較低溫度下所需的最佳穩(wěn)定性和均勻性性能。此外，這些烘箱可能會使用更昂貴的組件并且操作起來可能更昂貴。

許多烘箱型號還列出了最低工作溫度。這是烘箱將按照規(guī)定的規(guī)格執(zhí)行的最低溫度。在尋找使用不同測試方法測試各種材料的烘箱時，最低溫度會發(fā)揮作用。

對流烘箱的類型

熱量通過重力對流或機械通風(fēng)（強制通風(fēng)）分布在整個實驗室烘箱的腔室中以加熱內(nèi)容物。

• • 重力爐依靠加熱空氣的溫度和密度差異在室內(nèi)循環(huán)。這種自然循環(huán)會導(dǎo)致溫度穩(wěn)定性和均勻性水平降低，并且會導(dǎo)致腔室中偶爾出現(xiàn)死點。另一方面，重力對流烘箱是簡單干燥應(yīng)用或強氣流可能取代輕質(zhì)樣品材料的情況的理想選擇。它們的購買和操作通常更經(jīng)濟。
  • 強制空氣烘箱有動力鼓風(fēng)機，通過腔室中的特殊擋板主動分配空氣以產(chǎn)生均勻的加熱。具有多個樣品、更高水分含量以及所需精度或均勻性水平的應(yīng)用將受益于強制空氣對流。在決定烘箱時查看測試方法，許多 ASTM 和 AASHTO 標準要求強制通風(fēng)設(shè)計。

腔室選擇

腔室體積和尺寸是需要考慮的重要因素。腔室需要適應(yīng)樣品的大小和形狀，您應(yīng)該考慮在給定時間需要加載的樣品數(shù)量。如果您根據(jù)一個太小的數(shù)字選擇腔室尺寸，您的工作流程就會受到阻礙。過大的腔室意味著浪費您實驗室的空間和更高的運行成本來加熱未使用的腔室區(qū)域。在外部，烘箱需要適合可用的地板空間和天花板間隙，并且您必須能夠通過可用的門洞將其移入。大多數(shù)烘箱室設(shè)計用于接受額外的架子并重新定位現(xiàn)有的架子。

均勻性和穩(wěn)定性

實驗室烘箱中的均勻性是衡量室內(nèi)各點溫度保持一致性的指標。冷點或熱點會影響整體準確度并可能影響測試結(jié)果。所有信譽良好的烘箱制造商都會標明其實驗室型號和一些工業(yè)型號的均勻度等級。穩(wěn)定性是恒溫器或控制器在烘箱中保持的設(shè)定點之上和之下的溫度范圍。

能源需求

在購買之前，您應(yīng)該了解實驗室電源的容量和配置以及烘箱的電源要求。您可能需要在安裝前計劃電氣升級或修改。對于某些烘箱，在啟動期間，電流消耗可能會超過規(guī)定的規(guī)??格。當預(yù)計會有大容量的腔室或連續(xù)操作時，并且可以容忍降低的均勻性時，燃氣烘箱也可能是一種選擇。

通風(fēng)

如果加熱樣品產(chǎn)生的煙霧在實驗室中是不受歡迎的或有害的，則必須將烘箱的廢氣排放到外面。在某些情況下，烘箱可以放置在具有足夠容量的通風(fēng)櫥下，并且許多烘箱都可以選擇通過內(nèi)置端口直接強制排氣。某些型號包括防爆電機選項，當材料或煙霧特別易揮發(fā)時需要。水分含量高的樣品也可能需要通風(fēng)以獲得足夠的干燥性能。安全有效的通風(fēng)可能需要暖通空調(diào)專業(yè)人員的服務(wù)來設(shè)計和安裝最佳系統(tǒng)。

恢復(fù)時間

頻繁打開烘箱門以添加或移除樣品會給系統(tǒng)帶來額外的負擔(dān)，因為它試圖彌補損失的熱量。較短的溫度恢復(fù)時間是理想的性能特征，但它確實需要額外的能量。如果您的規(guī)格要求高水平的均勻性和準確性，則更短的恢復(fù)時間對您很重要。否則，可以通過限制開門頻率并在腔室中保持足夠的樣品負載來令人滿意地控制熱損失。

材料

許多實驗室烘箱采用不銹鋼內(nèi)飾和擱架結(jié)構(gòu)，以防止腐蝕和變質(zhì)。如果您的材料不是特別具有腐蝕性，您可以考慮將內(nèi)部鍍層或鍍鋅鋼的模型作為經(jīng)濟的選擇。雙壁結(jié)構(gòu)的烘箱和外柜之間的絕緣良好，運行更經(jīng)濟、更均勻，外表面溫度更低，安全性更高。

控制選項

提供多種控制器選項，從帶雙金屬恒溫器的簡單模擬刻度盤到帶數(shù)據(jù)記錄、校準程序、自診斷功能，甚至遠程 Web 訪問的高精度可編程數(shù)字 PID 控制器。相當整潔的東西，但你必須平衡功能的成本和收益。如果您每天要處理大量樣品，或者您的實驗室“人員不足”，那么烘箱具有定時、自動甚至遠程操作和溫度保護設(shè)置點將會很有幫助。如果入門級技術(shù)人員會使用烘箱，也許越簡單越好。關(guān)鍵是要仔細考慮可用的選項并做出明智的決定。