分享丨實驗室常用加熱設備，你都了解嗎？

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實驗室的加熱設備有多種，如電爐、電熱板、加熱套等，本文著重介紹各設備的結構、性能和使用方法與(yu) 注意事項，還不趕緊收藏起來。

    電爐同煤氣燈一樣，是化驗室中常用的加熱設備。電爐主要是靠一條電阻絲(si) （常用的為(wei) 鎳鉻合金絲(si) ）通上電流產(chan) 生熱量的，這條電阻絲(si) 常稱為(wei) 電爐絲(si) 。

    另有一種能調節不同發熱量的電爐，常稱為(wei) “萬(wan) 用電爐"。其外形如圖1所示。爐盤在上方，爐盤下裝有一個(ge) 單刀多位開關(guan) ，開關(guan) 上有幾個(ge) 接觸點，每兩(liang) 個(ge) 接觸點間裝有一段附加電阻，附加電阻是用多節瓷管套起來的，避免相互接觸和跟電爐外殼接觸而發生短路或漏電傷(shang) 人。借滑動金屬片的轉動來改變和爐絲(si) 串聯的附加電阻的大小，以調節通過爐絲(si) 的電流強度，達到調節電爐發熱量的目的。萬(wan) 用電爐的線路如圖2所示。

    當金屬滑動片2處在斷電點3時，電路不通，電爐處於(yu) 關(guan) 閉位置。當金屬片轉至接觸點4時，全部附加電阻與(yu) 爐絲(si) 串聯，這時總電阻最大，通過的電流最小，所以爐絲(si) 放出熱量最少。當金屬片轉至接觸點5時，附加電阻減少一半，電流強度中等，電爐放出熱量也是中等。當金屬片轉至接觸點8時，附加電阻為(wei) 零，電流強度達到最大，電爐放出熱量也最大。

    如果化驗室中沒有萬(wan) 用電爐，也可以將普通電爐接上功率相當或比它大的自耦調壓器。調節輸出電壓，這樣可以任意改變電流強度，亦即可任意改變電爐的發熱量，比萬(wan) 用電爐更方便。

    1－調溫旋鈕；2－金屬滑動片；3－斷電點；4－接線柱（也是金屬滑動片接觸點）；5－中點接線柱；6－附加電阻；7－電爐絲(si) ；8－接觸點

    電熱板和電加熱套

    電熱板實際上就是一個(ge) 封閉式的電爐，一般外形為(wei) 長方形或者圓形，可調節溫度，板上可同時放置比較多的加熱物體(ti) ，而且沒有明火。電熱板是最近10年來，被國內(nei) 實驗室所認可和接受的一種常規消解設備。電熱板控溫好、穩定性高、安全性強，可很大程度上幫實驗人員解決(jue) 電爐消解所麵臨(lin) 的一些問題。但是電熱板也存在一些缺點：能耗大、熱能利用率低、加熱的有效麵積小、處理樣品量有限、實驗結果的均一性不強。

    電加熱套是加熱圓底燒瓶進行蒸餾的專(zhuan) 用設備，外殼做成半球形，內(nei) 部由電熱絲(si) 、絕緣材料和絕熱材料等組成，根據燒瓶大小選用合適的電加熱套，使用時常連接自耦調壓器，以調節所需溫度。

    電爐、電熱板和電加熱套使用注意事項

    （1）電源電壓應和電爐、電熱板和電加熱套本身規定的電壓相符。

    （2）加熱容器是玻璃製品或金屬製品時，電爐上應墊上石棉網，以防受熱不勻導致玻璃器皿破裂和金屬容器觸及電爐絲(si) 引起短路和觸電事故。

    （3）使用電爐、電熱板和電加熱套的連續工作時間不宜過長，以免影響其使用壽命。

    （4）電爐凹槽中要經常保持清潔，及時清除灼燒焦糊物（清除時必須斷電），保持爐絲(si) 導電良好。電爐和電加熱套內(nei) 防止液體(ti) 濺落導致漏電或影響其使用壽命。

    消化爐

    消化爐采用井式電加熱方式，使樣品在井式電加熱爐內(nei) 加熱取得較佳熱效應，縮短樣品消化煮解時間，從(cong) 而提高了蛋白質等有機物質含量測定的檢測速度。加熱體(ti) （模塊）采用紅外石英管，耐強酸強堿，防爆裂，壽命長，符合CE標準。特點是消化管受熱麵積大、溫差小，樣品消化一致性好，熱效率高，有利於(yu) 樣品的消煮。控溫采用數顯控溫儀(yi) ，控溫準，升溫快。同時消化管內(nei) 溢出的SO2等有害氣體(ti) ，通過消化爐上的排汙收集管經抽濾泵排入下水道，有效地抑製有害氣體(ti) 的外逸。

    樣品的消化步驟

    稱取經粉碎通過40-60目/寸的試樣0.3-1g，無損地放入已洗淨烘幹的消化管內(nei) ，加水、催化劑和10mL硫酸。

    1、將消化管分別放入各個(ge) 消化架的各個(ge) 孔內(nei) ，然後置於(yu) 消化器上，放上已裝好密封圈的排汙管。

    2、打開抽氣三通進水（自來水），使抽氣三通處於(yu) 吸氣狀態。

    3、再接通電源，打開各自控製開關(guan) ，轉動電位器，調節指示電壓為(wei) 220V，使其快速消化。

    4、在消化初始階段，需注意觀察，防止試樣因急速加熱而飛濺（緩解方法：可在消化至飛濺時關(guan) 機5min後再開機繼續加熱）。

    5、消化結束後，消化管及排汙管和整個(ge) 拖架一起移到冷卻架上進行冷卻。注意：在冷卻過程中，排汙管必須保持吸氣狀態（千萬(wan) 不能將消化管放入水中冷卻）。

    6、防止廢氣逸出。

    7、儀(yi) 器使用結束後，填寫(xie) 使用與(yu) 維護記錄。

    消化爐的維護與(yu) 保養(yang)

    1、消化爐的加熱溫度不可超過500℃，防止儀(yi) 器發生損壞。

    2、消化爐在使用過程中，出現不正常現象時，應及時關(guan) 閉電源，檢查故障原因。

    3、在沒有專(zhuan) 業(ye) 維修工程師在場的情況下，不得私自拆卸消化爐。

    4、消化爐的維修及保養(yang) 需填寫(xie) 記錄。

    馬弗爐

    也稱高溫電爐，常用於(yu) 稱量分析中灼燒沉澱、測定灰分等工作。

    熱力絲(si) 結構的馬弗爐，最高使用溫度為(wei) 950℃，短時間可以用到1000℃。矽碳棒式馬弗爐的發熱元件是爐內(nei) 的矽碳棒，最高使用溫度為(wei) 1350℃，常用工作溫度為(wei) 1300℃。馬弗爐根據使用需求又分為(wei) 固定溫度升溫和程序溫度升溫兩(liang) 種類型。

    馬弗爐的爐膛是由耐高溫而無漲縮碎裂的氧化矽結合體(ti) 製成的。爐膛內(nei) 外壁之間有空槽，爐絲(si) 串在空槽中，爐膛四周都有爐絲(si) ，如圖所示。所以，通電以後，整個(ge) 爐膛周圍被均勻加熱而產(chan) 生高溫。

    爐膛形狀

    矽碳棒式馬弗爐，發熱元件矽碳棒（一般配鉑-鉑銠熱電偶）分布在爐膛兩(liang) 側(ce) 。電阻絲(si) 式馬弗爐一般配鎳鉻-鎳鋁熱電偶。

    矽碳棒式馬弗爐爐膛的外圍包覆耐火磚、耐火土、石棉板等，以減少熱量的損失。外殼包上帶角鐵的骨架和鐵皮，爐門用耐火磚製成，中間開一個(ge) 小孔，嵌一塊透明的雲(yun) 母片，以觀察爐內(nei) 升溫情況。當爐膛內(nei) 呈暗紅色時，為(wei) 600℃左右；達到深桃紅色時，為(wei) 800℃左右；淺桃紅色時，為(wei) 1000℃左右。

    馬弗爐使用方法

    爐內(nei) 的溫度控製目前普遍采用溫度控製器。溫度控製器主要是由一塊毫伏表和一個(ge) 繼電器組成，連接一支相匹配的熱電偶進行溫度控製，其接線如圖所示。

    熱電偶裝在瓷管中並從(cong) 馬弗爐的後部中間小孔伸進爐膛內(nei) 。熱電偶隨著爐溫不同產(chan) 生不同的電勢，電勢的大小直接用溫度數值在控製器表頭上顯示出來。當指示溫度的指針（上指針）慢慢上升與(yu) 事先調好的控製溫度指針（下指針）相遇時，繼電器立即動作切斷電路，停止加熱。當溫度下降上下指針分開時，繼電器又使電路重新接通，電爐又繼續加熱。如此反複動作，就可達到自動控溫目的。一般在灼燒前，將控溫指針撥到預定溫度的位置，從(cong) 到達預定溫度時計算灼燒時間。

    溫度控製器接線示意圖溫度控製器接線示意圖

    熱電偶工作的原理是：用兩(liang) 條不同金屬的導線連成一個(ge) 閉合電路，在其中一個(ge) 接點加熱，另一接點處於(yu) 不加熱（冷點）狀態，由於(yu) 不同金屬中的電子濃度和運動速度不同，就產(chan) 生了電子擴散現象，在閉合電路中就形成了電流，產(chan) 生了溫差電動勢。這兩(liang) 種不同金屬所接成的電路稱為(wei) 熱電偶。把一個(ge) 毫伏表接在熱電偶兩(liang) 端用以測量溫差電動勢的大小，冷點和熱點溫差越大，毫伏數越大。毫伏表上的刻度按照所配用的熱電偶的特性劃成相應的溫度數值，可以直接讀出溫度值。

    馬弗爐使用注意事項

    1、馬弗爐必須放置在穩固的水泥台上，將熱電偶棒從(cong) 馬弗爐背後的小孔插入爐膛內(nei) ，將熱電偶的專(zhuan) 用導線接至溫度控製器的接線柱上。注意正、負極不要接錯，以免溫度指針反向而損壞。

    2、查明電爐所需電源電壓，配置功率合適的插頭、插座和保險絲(si) ，並接好地線，避免危險。爐前地上應鋪一塊厚膠皮布，這樣操作時較安全。

    3、灼燒完畢後，應先拉下電閘，切斷電源。但不應立即打開爐門，以免爐膛驟然受冷碎裂。一般可先開一條小縫，讓其降溫快些，最後用長柄坩堝鉗取出被燒物件。

    4、馬弗爐在使用時，要經常照看，防止自控失靈，造成電爐絲(si) 燒斷等事故。晚間無人值守時，切勿啟用馬弗爐。

    5、爐膛內(nei) 要保持清潔，爐子周圍不要堆放易燃易爆物品。

    6、馬弗爐不用時，應切斷電源，並將爐門關(guan) 好，防止耐火材料受潮氣侵蝕。

    電熱恒溫水（油）鍋

    電熱恒溫水（油）浴鍋常作蒸發和恒溫加熱用，有單孔和多孔的。常作蒸發和恒溫加熱用，有單孔和多孔的。

    電熱恒溫水浴鍋一般都采用水槽式結構。分內(nei) 外兩(liang) 層，內(nei) 層用鋁板或不鏽鋼板製成內(nei) 膽。膽內(nei) 底部設有電熱管和托架。電熱管是銅質管，管內(nei) 裝有電爐絲(si) 並用絕緣材料包裹，有導線連接溫度控製器。外殼用薄鋼板製成，外殼與(yu) 內(nei) 膽之間填充石棉等絕熱材料。溫度控製器的全部電器部件均裝在水浴鍋右側(ce) 的電器箱內(nei) ，控製器所帶的感溫管則插在內(nei) 膽中。電器箱表麵顯示和操作麵板。水浴鍋左下側(ce) 有放水閥門。

    電熱恒溫水浴鍋

    水浴鍋用電熱加溫。電源電壓為(wei) 220V。水浴鍋恒溫範圍為(wei) 37-100℃（需高於(yu) 室溫3℃），溫差為(wei) ±1℃。油浴鍋和水浴鍋構造相似，隻是把加熱介質由水變成了油。恒溫油浴鍋在實驗室中應用非常廣泛，是一種高溫恒溫設備，它是采用高溫加熱管對導熱油進行加熱，再通過精密的溫控儀(yi) 表對溫度進行精確的控製。油浴鍋所使用的油，要根據溫度和實驗要求來定。

    溫度低的用甘油，高的用棉籽油，一般情況下恒溫油浴鍋常用的油有：橄欖油、棉籽油、石蠟油、麻油、機油、變壓器油。這些油中橄欖油、棉籽油、麻油的閃點都在300℃左右，所以如果要進行高溫試驗，推薦使用這幾種油，否則當達到油的著火點時，會(hui) 非常危險。

    使用方法及注意事項

    1、水浴鍋的使用方法

    （1）關(guan) 閉放水閥門，將水浴鍋內(nei) 注入清水（最好用純水）至適當的深度，一般不超過水浴鍋容量的三分之二。

    （2）將電源插頭接在插座上，並在插座的粗孔安裝地線。

    （3）開啟電源開關(guan) 接通電源，調節調溫控製按鈕至設定溫度。

    （4）爐絲(si) 加熱後溫度的指數上升到控製的溫度時紅燈熄滅，此後紅燈就不斷熄亮，表示恒溫控製器發生作用。

    2、油浴鍋的使用方法

    （1）油浴鍋使用時必須先加油於(yu) 鍋內(nei) ，再接通電源，數字溫控表顯示實際測量溫度，調節旋鈕開關(guan) 。

    （2）同時觀察讀數至所需溫度值，當設定溫度值超過油溫時，加熱指示燈亮，表明加熱器已開始工作。

    （3）當油溫達到所需溫度時，恒溫指示燈亮，加熱指示燈熄。

    （4）應注意鍋內(nei) 油不能使電熱管漏出油麵，以免燒壞電熱管，造成漏電現象。

    3、水浴鍋的注意事項

    （1）切記水位一定保持不低於(yu) 電熱管，否則將立即燒壞電熱管。

    （2）控製箱內(nei) 部不可受潮，以防漏電和損壞控製器。

    （3）使用時應隨時注意水箱是否有滲漏現象。除了普通的電熱恒溫水浴鍋外，還有些精密試驗用的超級恒溫水浴鍋，它用電動循環泵進行攪拌，並有良好的自動控溫係統，恒溫波動度為(wei) ±0.05℃。

    4、油浴鍋的注意事項

    （1）在向油浴鍋內(nei) 注入液體(ti) 時，要控製液位，嚴(yan) 防過量溢出，夏天室內(nei) 與(yu) 室外溫度差異大，當實驗溫度達到300℃時，液位應控製在容積的80％左右。

    （2）禁止使用可燃性、揮發性高的油，所使用的油，要根據溫度和實驗要求來定。溫度低的用甘油，溫度高的用棉籽油。

    （3）油浴鍋不要在換氣差的場所使用，遠離火源、易產(chan) 生火花地點，以免引發火災。

    （4）禁止在無油的情況下空燒，會(hui) 引起漏電，發生火災，燒壞加熱管。禁止用濕手在濕氣過多的地方進行操作，有漏電觸電的危險。電源必須使用接地插頭。

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