一、目的与范围

为保证赛默飞3131培养箱在细胞与微生物培养等应用中的温度、气体与湿度参数长期准确可靠，建立统一的传感器校准与功能核查流程。本文覆盖温度、CO₂（如配置）、湿度（如配置）三类测量与控制通道的校准准备、实施步骤、数据处理、验收准则、记录归档及再验证触发，不涉及维修层面的电路改造。

二、校准原则与方法学要点

1. 溯源性：全部比对器具须具备有效校准证书与不确定度说明，形成可追溯链。

2. 等工况性：尽量在与实际运行一致的腔体条件下进行（门体闭合、风道通畅、代表性负载）。

3. 多点覆盖：选择覆盖常用设定点及上下偏移的多点方案，以检验线性与补偿正确性。

4. 稳定判据：每点至少记录稳定后连续数据10–20分钟，变化率与标准差满足预设阈值方可读数。

5. “As Found/As Left”：在调整前后分别记录结果，保留修正前原始性能证据。

6. 调整优先级：能通过参数修正解决的，避免硬件更换；确需更换传感器时必须再验证。

7. 风险导向：关键工艺点（如37℃、5%CO₂）优先保证准确度与重复性。

三、环境与安全

1. 环境：实验室温度18–26℃，相对湿度30–70%，避免强气流与阳光直射干扰。

2. 供电与接地：稳定电源、独立接地；如用UPS，确认切换不引入显著扰动。

3. 气源（CO₂）：固定气瓶，使用合格减压阀，设置防回流，校准期间严禁明火。

4. 个体防护：佩戴手套、必要时护目镜；处理气路与热表面注意烫伤与压伤风险。

四、器具与文件清单

• 多通道温度记录仪或铂电阻标准温度计（带证书）；

• 高精度便携式CO₂分析仪、零气（N₂或洁净空气）及标准气（如5%±0.05%vol）；稳压流量器与检漏液；

• 湿度验证装置：经校准的温湿度记录仪，或标准盐溶液密闭容器（如MgCl₂、NaCl 等饱和溶液法）；

• 计时器、标识与封条、记录表单；

• 最新版本的校准SOP、风险评估与偏差处置表。

五、校准前准备

1. 外观与功能：检查门封、风扇、风道、搁板、水盘与排水；确认面板无报警。

2. 预热：将箱体设定至目标点，空载或规定负载下稳定≥60分钟。

3. 时间同步：校准前校准设备与培养箱系统时间，避免数据错位。

4. 采样点规划：温度建议9点布置（上中下、前中后），必要时根据实际载荷调整；CO₂采样于腔体代表性中心位置。

5. 数据表：准备As Found/As Left模板，含设备编号、序列号、使用环境、标准器具编号与有效期。

六、温度通道校准（必做）

6.1 目标与验收

• 常用设定点（如37℃）中心点偏差≤±0.3℃；稳态波动（RMS或峰—峰）≤0.3℃；

• 均匀性（最大点与最小点之差）≤1.0℃，对高要求工艺可收紧至≤0.5℃；

• 线性检查：多点拟合残差应在工艺限内；滞后与漂移可接受范围内且有解释。

6.2 步骤

1. 探头布点：将9支（或≥5支）探头固定在既定点位，避免贴壁与遮挡风道。

2. 稳定判定：每一设定点进入稳态后，连续记录不少于20分钟。

3. 多点方案：建议30℃、37℃、40℃三点；如需覆盖低温，可加25℃点。

4. 数据处理：计算各点偏差、均值、标准差、最大最小差；绘制空间分布与时间趋势。

5. 调整与修正：

• 若面板显示与标准偏差超限但空间一致性良好，可在允许的服务菜单内输入修正值；

• 如单侧偏差且随开门有延迟恢复，优先排查门封、风道与载荷分布；

• 传感器老化或接触不良，按维修流程更换并重复6.2流程。

6. 复核：完成调整后回到37℃点复测稳定性与均匀性，记录“As Left”。

6.3 注意事项

• 负载效应：大体积金属或液体会改变均匀性与恢复速度，必要时在典型负载下复测。

• 传感器位置：控制传感器与显示探头应避免被样品直接辐射或遮挡。

• 开门策略：校准期间尽量避免开门；确需操作，记录时间用于剔除扰动段。

七、CO₂通道校准（如配置）

7.1 目标与验收

• 在5%设定点，偏差≤±0.2–0.3%vol；

• 零点偏差≤±0.1%vol；跨度点（如10%）线性良好，残差在工艺允许范围；

• 恢复时间满足工艺上限；气路无可见泄漏。

7.2 步骤

1. 零点：以零气置换传感器采样端或腔体代表位置，待稳定后读取As Found零点；如偏差超限，执行零点校正。

2. 跨度：通入经溯源标准气体（如5%CO₂/N₂混合气），控制流量在推荐范围，待稳定后读取；必要时再用第二跨度点验证线性。

3. 腔内比对：恢复正常气源，设定5%运行；以便携分析仪通过采样管从腔体中心抽样，比对面板读数。

4. 泄漏检查：在全部接头处涂检漏液，观察是否起泡；检查减压阀一级、二级压力是否在目标范围。

5. 调整：

• 零点校正优先，其次跨度校正；

• 若腔内比对不一致而传感器与外部分析仪一致，排查混气与气流组织、湿度补偿。

6. 复测：完成调整后重复零点与跨度核查，记录As Left；对5%设定长稳观测≥20分钟。

7.3 干扰与补偿

• 温湿度影响：NDIR读数受温湿度影响，确保采样气体与腔体条件一致或启用正确补偿。

• 压力与流量：过高流量会引入读数波动，过低则响应迟滞，按规范设置并保持稳定。

• 交叉敏感性：避免污染性气体进入（酒精蒸汽、强挥发溶剂等）。

八、湿度系统验证（如配置）

8.1 目标与验收

• 对需要高湿环境的应用，腔体相对湿度稳定在设定范围内（例如≥90%RH，具体以工艺为准），冷凝可控。

8.2 方法一：标准盐溶液法

1. 在密闭容器内布置饱和盐溶液，放置经校准的温湿度探头，与腔体内记录仪进行比对；

2. 多点验证：选择至少两种盐溶液对应RH点；

3. 计算偏差并评估不确定度；如偏差稳定可建立修正表。

8.3 方法二：记录仪原位比对

1. 在腔体代表位置放置经校准记录仪，与面板或内置传感器同时记录；

2. 排除开门段数据，比较稳定段平均值与波动；

3. 若差异明显，先检查水盘水质与水位、风道与负载，再考虑湿度探头校正或更换。

九、报警与保护点验证

1. 高温/低温报警：通过临时调整设定或受控扰动触发，记录触发点、延迟与复位情况。

2. CO₂高/低报警：在安全前提下改变设定或注入/稀释触发，验证声光提示与记录完整性。

3. 过温保护：按工程流程验证，确保保护继电器或硬件切断可靠。

十、数据处理与不确定度

1. 统计：对每点计算平均值、标准差、最大最小差，绘制控制图识别漂移趋势。

2. 不确定度合成：考虑参考器具、重复性、稳定时间、空间梯度、读数分辨率等分量。

3. 判定：以测量不确定度区间与工艺限比较，必要时在SOP中定义“合格”“有条件放行”“不合格”的判据。

十一、记录与报告

1. 基本要素：设备型号与序列号、地点、环境条件、日期、人员、参考器具信息与有效期、工况描述。

2. 原始数据：包含时间序列与稳态段标识、空间布点坐标、异常剔除依据。

3. 结果页：As Found/As Left对照、修正值与软件版本、报警点实测、偏差原因与处置。

4. 贴签：更新“下次到期日”与修正值提示，形成现场可见的状态标识。

十二、周期与再验证触发

1. 周期建议：温度与CO₂每12个月校准一次；高风险应用或发现趋势漂移时缩短至6个月。

2. 再验证触发：更换关键部件（传感器、控制板、加热模块）、软件/固件升级、设备搬迁、门封系统更换、环境大幅变化或连续两次月度比对偏差超限。

3. 变更评估：依据影响范围选择OQ/PQ子集，至少覆盖关键设定点与报警功能。

十三、常见问题与处置

1. 温度偏高且恢复慢：门封泄漏、风道受阻、负载遮挡或风扇异常；先做烟雾可视化或纸条测试门缝，再排查风道。

2. 温度多点“上热下冷”：对流不足或搁板过密；调整搁板间距与载荷分布。

3. CO₂读数上不去：瓶压不足、二级压力过低、进气滤芯堵塞或管路微漏；逐点检漏并校零。

4. CO₂波动大：开门频繁、湿度补偿不当、采样流量不稳；优化操作节奏与流量设置。

5. 湿度达不到：水盘水质差或水位低、腔体内强对流导致蒸发不稳；清洗水盘并使用新鲜纯化水。

6. 报警不触发：阈值设错或时间延迟过长；核对参数后复测硬件蜂鸣与继电保护。

十四、培训与授权

1. 最低要求：独立实施前，需完成一次全流程跟班演练，通过书面与实操考核。

2. 能力维持：每年复训与盲样比对一次；关键岗位需追踪合格率与偏差关闭周期。

3. 文档化：培训签到、考核记录与授权名单纳入年度审计包。

十五、快速校准卡（张贴版）

1. 预热≥60分钟 → 同步时间 → 检查门封/风道/水盘/气路。

2. 温度9点布置 → 30/37/40℃多点稳态采集 → 计算偏差与均匀性 → 必要时录入修正。

3. CO₂零点 → 跨度气校正 → 腔内比对 → 检漏与压力确认。

4. 湿度记录仪比对或盐溶液法 → 评估稳定段。

5. 填写As Found/As Left → 更新贴签与到期日 → 归档数据与报告。

十六、附注

本文作为通用技术框架。具体判定阈值、修正上限、稳定判据、数据留存年限等应在本单位SOP与质量体系文件中固化，并结合实际工艺与法规适配。所有调整与结论需以原始数据与不确定度评估为依据，确保培养过程稳定、可控、可追溯。