二氧化碳培养箱控制方式

二氧化碳培养箱广泛应用于医学、免疫学、遗传学、微生物学、农业科学和药理学的研究和生产，已成为实验室中最常用的常规仪器之一。生物体内细胞或组织的生长环境，如恒定的pH值、稳定的温度、高相对湿度和二氧化碳温度水平，是体外培养细胞或组织的装置。

目前，自动控制二氧化碳培养箱的传感器主要有三种类型：热导（TC）、红外（TR）和超声波。

热导是通过电阻值的变化来检测二氧化碳浓度。传感器内固定有两根具有防腐层的电阻线，电阻值相同，一根密封，另一根泄漏。这两根电阻线用作电桥的两根臂。加入二氧化碳后，泄漏电阻线的电阻值发生变化，电桥的平衡被破坏。根据信号大小的变化，测量二氧化碳浓度。热导率传感器结构简单、成本低、线性度好，是目前应用最多的传感器。缺点是反应速度慢（因此只能缓慢添加），会腐蚀，容易零点漂移，所以通用仪器手册要求使用2-6个月进行零点校准。否则，将发生巨大错误。

红外传感器以红外为介质，即通过二氧化碳气体对红外的吸收来测量二氧化碳的浓度。线性好，灵敏度高，可测量0-20ppm。结构相对复杂，价格相对昂贵。它被广泛用于测量空气和温室中的二氧化碳。然而，由于培养室的温度和湿度较高，传感器本身不能放置在培养室中，因此在二氧化碳培养箱中使用不多。应使用气泵从培养室中抽取空气，水蒸气不会因加热或冷却而凝结。测试完成后，将被送回孵化室。传感器还配有同步电机，因此运动部件多，电路复杂，影响使用寿命。

超声波传感器使用超声波作为检测方法来检测二氧化碳的浓度。超声波在不同介质中的传播速度不同。超声波通过空气时为334M/min，通过二氧化碳时为274.6M/min。利用此差值检测二氧化碳浓度的变化。超声波传感器没有运动部件，不受高湿度的影响，使用寿命长，在中国小批量生产。

以上三种形式均可检测二氧化碳浓度，各有优缺点。要实现自动控制，必须能够检测二氧化碳浓度，然后将检测结果与设定值进行比较补充，使其保持在设定范围内。它在控制形式上是一个闭环。这三种形式的二氧化碳培养箱具有精度高、稳定性好和节省气体的特点。现代实验室应选择自动控制的二氧化碳培养箱。

还有一个气体分布式二氧化碳培养箱，这是早期落后传感器技术的产物。气体分布式二氧化碳培养箱使用两个玻璃管流量计为培养室持续充气。一段时间后，培养室中的二氧化碳浓度将基于流量计的气体分配比。无法检测和显示框中的二氧化碳浓度。反馈是控制形式的开环。由于二氧化碳气体的温度和压力发生变化，流量计必须随时手动调整，也称为手动。这种形式的二氧化碳培养箱精度低，稳定性差，耗气量高，回收慢，但相对便宜，适合短期培养。

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