離心機關鍵技術的應用和分析

         離心機是將樣品進行分離的儀器，廣泛應用干生物醫學、石油化工、農業、食品衛生等領域，它利用不同物質在離心力場中沉淀速度的差異，實現樣品的分析分離。離心機自問世以來，歷經低速、調整、超速的變遷，其進展主要體現在離心設備和離心技術兩方面，二者相輔相成。從轉速看，臺式離心機基本屬于低速、高速離心機的范疇，因此具有低速和高速離心機的技術特點，其結構主要由電機驅動系統、制冷系統、機械系統、轉頭和系統控制等幾部分組成，與落地式離心機相比只不過是尺寸和容量小一點罷了。通用臺式離心機的發展已經模糊了低速、高速、微量和大容量離心機的界線，眾多的轉頭為科研人員提供相當廣泛的應用范圍，成為科研實驗室機型。

　　我們結合國內外流行的臺式離心機．著重從功能結構，介紹臺式離心機的關鍵技術及其應用，并希望通過國內外流行機型的技術總結和比較，提供有益的選型建議。

　　1、交流變頻調速將逐步取代直流調速

　　轉速調節系統是離心機的核心部分，由控制、功率驅動和電機三大要素組成，主要是控制電機的轉速。在離心機的發展進程中直流調速功不可沒，其主要特點是具有良好的起制動、調速范圍寬、結構簡單、成本低、理論和實踐都比較成熟等，因此八十年代前在離心機中得到廣泛的應用較成熟等，因此八十年代前在離心機中得到廣泛的應用。

　　雖然直流調速歷史悠久、技術成熟、但直流電機機械整流子換向是其致命的弱點，九十年代后，國外主要離心機廠商的全線產品幾乎都采用變頻調速的技術，不論超速、高速，還是低速離心機，如德國Heraeus、Hettich等，我國也將變頻調速離心機列為攻關計劃，部分廠家已經推出變頻調速離心機，如上海安亭科學儀器廠，上海博翎儀器設備有限公司等。根據交流電機不同，變頻調速也有所區別，目前變頻調速離心機中所用電機主要有三種：異步感應電機、無刷直流電機和可變磁阻電機。1988年SORVALL應用無刷直流電機推出RC－285亞超速離心機，Beckman應用可變磁阻電機生產出轉速高達三萬轉的Avanti系列離心機，其起制動加減速率比同類離心機快一倍，但目前應用zui普及和zui成熟還是異步感應電機。　

　　2、多功能、自動化和微機控制

　　隨著離心機制造和應用技術的發展，離心機不僅在調速技術方面取得進展，而且在多功能和自動化方面也有長足進步，如可變速率制動、程序變速、直接輸入離心力、操作程序的存儲和調用、儀器狀態的自動診斷、要求盡可能全的顯示離心機的參數和狀態信息、更加完善的安全保護功能等，有些功能不僅是錦上添花，而且直接影響離心效果，如可變速率起制動和程序變速可以改善區帶離心效果和縮短離心時間等。

　　采用微機技術后，可由軟件替代硬件的功能或完成硬件難以實現的功能，如離心機程序控制、電機控制等，不僅大大簡化硬件的結構，而且多功能、自動化也成為現實。一般離心機微機控制系統的核心是單片微機，硬件系統包括：操作界面、電機控制界面、溫度控制界面、安全防護監控界面、系統監控等。　　離心機使用不當，如轉頭超速、超載、不平衡等，都有可能損壞儀器，甚至炸頭，威脅人身安全，所以廠商特別注意安全設計，上及各國也制定相應的安全標準，如德國的離心機意外事故防護規范（UVV，VBG7Z），離心機和離心管的工業標準（DIN58970，PARTI，2，3and4）。

　　3、環保主要表現在兩方面，

　　一是制冷系統采用無氟制冷劑或半導體（Peltier）制冷，但目前采用半導體制冷的離心機尚不多見；二是降噪音，一般通常談話聲為60分p，公共氣車行駛聲為70至80分貝，醫學研究表明，70分貝以上的噪音能干擾談話，造成心煩意亂，影響工作，甚至引起事故，根據我國產品質量檢驗機構計量認證技術考核規范（fiG102一90），測試實驗室的噪音不得大于70dBo通常離心機采用的降噪音措施有：外殼和轉動頭腔體加吸音涂層；采用堅固穩重的抗震底座與機械框架用彈性減震器隔離；應用無整流子電機等。一般經減震處理后，離心機的噪音可以限制在60分貝以內。