质保3年只换不修，厂家长沙实了个验仪器制造有限公司

一、概述

赛默飞高速冷冻离心机 Legend Micro 17R 的温度控制系统是其核心性能之一。对于高速离心操作而言，样品在旋转过程中会因摩擦与空气压缩产生显著热量。如果缺乏有效温控，不仅会破坏样品结构，还可能导致分离效果失真。Legend Micro 17R 采用先进的微处理温控技术、智能制冷模块与均匀气流系统，实现从 –10 °C 至 +40 °C 的精准温度控制。

其设计目标是：

• 保持样品热稳定性，避免因温升导致降解或失活；

• 实现腔体温度的快速平衡，提高实验效率；

• 确保制冷系统长期可靠，在高转速条件下维持稳定运行。

二、制冷系统结构

1. 压缩机制冷单元

Legend Micro 17R 采用高性能密闭式压缩机，内部使用无氟环保制冷剂 R134a。该制冷剂具有热传导性能好、蒸发潜热高、环境影响小等优点。压缩机输出功率适中，能够快速带动冷媒循环，同时保持低噪音与低振动。

整个制冷单元由 压缩机、冷凝器、毛细管与蒸发器 组成，构成封闭式热循环系统。冷媒在其中完成压缩—冷凝—节流—蒸发的循环，实现腔体降温。

2. 冷凝与蒸发结构

冷凝器采用铝翅片结构，表面积大、散热效率高。蒸发器紧贴离心腔体外壁，通过导热层快速将冷量传递至腔体内部。导热材料为多层复合铜铝合金，导热系数高、抗腐蚀性能优。

3. 热绝缘设计

离心腔体与外壳之间设置多层保温材料，可有效隔绝外界热源干扰。绝缘层采用聚氨酯泡沫及微孔隔热膜，既能保持轻量化，又能减少热传导损失。

三、温控原理

1. 闭环控制系统

Legend Micro 17R 的温控系统基于 PID（比例–积分–微分）控制算法。温度传感器实时采集腔体温度信号，经数字处理后反馈至控制单元，控制单元再调整压缩机与风扇的运行速率，实现快速而稳定的温度调节。

这种闭环控制方式具有：

• 高响应速度：温度偏差可在数秒内被修正；

• 低波动性：温度波动范围控制在 ±1 °C 以内；

• 长期稳定性：在长时间运行下保持温度恒定。

2. 温度传感器布置

设备内部配置多个高灵敏度热电偶传感器，分别分布于：

• 腔体底部（主检测点）；

• 蒸发器出风口（辅助监测点）；

• 电机附近（过热保护点）。
  这种多点检测设计确保温度控制的空间均匀性与系统安全性。

3. 智能补偿机制

当离心机处于高速运行时，电机与空气摩擦会产生额外热量。系统能自动识别转速变化，并提前调节制冷功率，实现动态补偿。这样可避免样品在加速阶段温度瞬时上升的问题。

四、温度调节性能

1. 温度范围与精度

• 控温范围：–10 °C 至 +40 °C；

• 控制精度：±1 °C；

• 温度设定分辨率：0.1 °C；

• 控温响应时间：由室温降至 4 °C 约需 10 分钟。

该性能参数可满足大多数生物样品的冷冻离心需求，包括蛋白质、RNA、DNA、酶及细胞组分等。

2. 温度均匀性

腔体内部的气流循环系统确保温度分布均匀。通过内置导流通道与微风扇，冷气在腔体内形成对流循环，使所有样品位点温差不超过 1 °C。这对于多管并行离心实验尤为关键。

3. 预冷功能

设备支持自动预冷模式。在离心开始前，用户可设定目标温度，系统先行运行制冷模块，使腔体及转子达到指定温度后才开始离心。这可显著降低样品升温风险，确保温控一致性。

五、冷量管理与能效控制

1. 制冷节能模式

系统在非离心状态下自动切换至低功率运行，以维持设定温度并降低能耗。当检测到转速升高时，自动恢复全功率制冷。

2. 动态风量调节

风机速度与转速及温差自动关联。低速离心时维持小风量以减少噪音，高速运行时则提高风速确保热交换效率。

3. 热回收与除霜管理

制冷系统设置自动除霜机制。当蒸发器表面温度低于 –5 °C 且运行时间超过设定阈值时，系统自动短暂停机并反向加热除霜，防止霜层堆积影响冷气流通。

4. 压缩机寿命保护

温控模块具备软启动功能，避免频繁启停引起的机械磨损。压缩机连续运行时间与休息间隔自动平衡，延长使用寿命。

六、温度控制下的样品保护机制

1. 恒温保护

当设定温度与实际温度偏差超过允许范围时，系统立即报警并暂停运行。此功能可防止样品因温控失衡而受损。

2. 加速阶段温度补偿

离心启动时温度通常会上升 1–2 °C，系统通过预启动补偿功能提前冷却转子，确保整个过程温度稳定。

3. 停机后的温度保持

运行结束后，制冷系统会自动延时关闭，维持腔体低温数分钟，防止样品因骤然升温而影响后续处理。

4. 热敏样品适应性

温控系统专为蛋白质、核酸等热敏性样品设计，保证样品在高速旋转和长时间离心过程中不发生变性或降解。

七、环境与安全防护

1. 无氟环保制冷

使用 R134a 替代传统氟利昂类制冷剂，符合国际环保标准，不破坏臭氧层。

2. 电气与温控安全联锁

当制冷模块或温度传感器异常时，系统会自动停止运行并显示错误代码。此时压缩机、风机及电机均断开电源，避免故障扩散。

3. 过热保护

电机及制冷单元均配有独立温度保护装置。当电机温度超过安全值时自动限速运行。

4. 湿度与冷凝控制

腔体及外壳经过防冷凝涂层处理，长期低温运行不会形成水珠聚集。排水孔设计可及时排出冷凝水。

八、热平衡与气流系统

1. 双通道冷气流结构

冷气通过双通道导入腔体底部与上部，形成环流，确保上下温差最小化。转子与样品管周围保持均匀冷气覆盖。

2. 热交换优化

风道结构经过流体动力学仿真设计，使冷气沿腔体壁面形成稳定气流。热量从样品表面被迅速带走，提高制冷速率。

3. 防结露气流调节

当环境湿度较高时，系统自动调节风速以避免空气在冷表面凝结，从而延长转子及内壁寿命。

九、温控系统的可靠性验证

1. 工厂校准与测试

每台 Legend Micro 17R 在出厂前都经过多点温度校准。测试条件涵盖多种室温环境，确保温控系统在 15–30 °C 外界温度范围内均能稳定工作。

2. 长时间运行试验

制冷模块经 1000 小时连续运行试验，温度波动保持在 ±1 °C 以内，无结霜或泄漏现象。

3. 振动与耐久性测试

在高速旋转与低温并存条件下测试压缩机与蒸发器结构稳定性，确保长期使用无机械疲劳。

十、操作与维护注意事项

1. 预冷操作
   在使用前预冷 10–15 分钟，使腔体和转子达到目标温度。

2. 保持通风
   确保设备背部空气流通，冷凝器不得被遮挡。

3. 定期清理冷凝器
   每 3 个月清理一次灰尘，以防散热不良。

4. 防止液体渗漏
   若样品泄漏进入腔体，应立即擦干，防止冷凝器结冰。

5. 停机除霜
   长时间使用后进行人工除霜，保持制冷效率。

十一、温度控制在不同实验中的应用

1. 核酸提取
   低温离心可防止核酸降解，保证 RNA 纯度。

2. 蛋白质纯化
   恒温 4 °C 环境能维持酶活性与蛋白构象。

3. 细胞分级离心
   低温状态下可减少细胞组分代谢变化。

4. 临床样品分离
   保持血清、血浆中成分稳定，避免溶血。

5. 药物与代谢物分析
   防止样品在高速旋转中挥发或氧化。

十二、温度控制的技术创新

1. 智能负载感应算法
   根据样品量与转速自动分配制冷功率，避免能源浪费。

2. 双传感温度补偿机制
   通过主、辅传感器比较计算，自动修正温度误差。

3. 环境自适应模式
   当实验室温度变化较大时，系统自动调整运行曲线，保持恒温。

4. 节能待机系统
   在非操作状态下自动降频，降低能耗。

5. 温度日志记录
   控制系统可记录每次运行的温度变化曲线，方便质量追踪。