離心機的多功能、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，如可變速率起制動、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。

 

早期離心機控制系統由分立元件組成，電路復雜、成本高、許多功能難以實現。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。操作界面管理鍵盤和顯示器，為便干用戶操作和監視運行參數，操作界面應遵循簡單扼要，邏輯性強，參數一目了然的原則。德國Heraeus的Biofugestratos離心機采用”EasyCon－trol’臊作界面，全面顯示和分別處理運行參數，采用認可的圖形語言和盡可能少的單一功能操作鍵；德國Hettich離心機僅用三個鍵即可處理操作參數；德國Hermle新款離心機繼承傳統離心機的操作特點，仍采用旋鈕調節參數。電機控制界面的輸入是電機的電流和轉速信號，輸出是電機轉速的控制信號，轉速傳感一般有：同軸發電機測速、磁阻測速、霍爾器件測速、光電投射和折射式測速，由千光電和霍爾測速集成度高、成本低、可靠和應用簡單，所以日前應用較多。

離心機轉頭腔體溫度控制系統的原理和結構與普通冰箱大致相同，但尚未普遍采用先進的、精度更高變頻壓機調溫技術：也有應用半導體（vehier）器件制冷，但不普遍；有些離心機，如德國HettiCh的16和30F，為減少電機熱傳導和轉頭風阻產熱對樣品的影響，采用風冷降溫技術，風冷離心機的風道設計是關鍵，一般風從頂部吸入，由底部排出，流動的氣體將轉頭和電機的熱量帶走，科學的風道既可以降溫，也可以減少噪音；有些離心機控制和顯示轉頭內樣品的溫度（Sample Temperature），而有些是控制和顯示轉頭腔體的溫度，前者需做大量的實驗，技術含量高，更受用戶的歡迎。安全防護監控界面主要包括：超速、超溫、轉頭不平衡、轉頭識別和門鎖監控等。系統監控要監制系統自身的狀態，及時保護和給出故障信息，方便維修。單片微機選擇集程度高、及總線在內部的單片機，集程度高可以減少造價和提高可靠性，可以簡化設計和提高集成度，內部總線通過 Ｉ／Ｏ口與外部隔離，減輕電磁噪音對總線的干擾，eppendorf5415C控制系統的核心僅由一個帶ADC的單片機（38ADP70）和一個外圍集成塊（ULN2802A組成，電路十分簡單。