二氧化碳培养箱如何准确控制浓度

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。细胞或组织在活体中生长的环境，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，是体外生长细胞或组织的设备。目前，有三种主要类型的传感器可以自动控制二氧化碳培养箱：热导率（TC）、红外（TR）和超声波。

热导率是通过电阻值的变化来测量二氧化碳浓度。传感器内部固定有两条带防腐层的电阻线，电阻值相同，一条密封，另一条泄漏。两条电阻线充当桥的两个臂。加入二氧化碳后，泄漏电阻线的电阻值发生变化，桥梁的平衡被破坏。根据信号大小的变化来测量二氧化碳浓度。热导传感器具有结构简单、成本低、线性好等优点。缺点是反应慢（因此只能缓慢添加）、腐蚀和容易零点漂移，因此一般仪器手册需要2-6个月的零点校准。否则，将发生巨大错误。

红外传感器以红外为介质，即通过吸收二氧化碳气体到红外来测量二氧化碳的浓度。良好的线性度，高灵敏度，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，由于培养室内的温度和湿度较高，传感器本身不能放置在培养室内，因此在CO2培养箱中使用不多。应使用空气泵从培养室中抽取空气，水蒸气不会因加热或冷却而冷凝。测试完成后，它们将被送回培养箱。该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二氧化碳浓度的检测方法。超声波在不同的介质中以不同的速度传播。超声波以334M/min的速度通过空气，以274.6M/min的速率通过二氧化碳。这一差异用于检测二氧化碳浓度的变化。超声波传感器没有运动部件，不受高湿度影响，使用寿命长，在中国小批量生产。

上述三种形式可以检测二氧化碳浓度，各有优缺点。为了实现自动控制，必须能够检测CO2浓度，然后将结果与设定值进行比较，以将其保持在设定范围内。这是一个控制形式的闭环。这三种形式的二氧化碳培养箱都具有精度高、稳定性好和节能的特点。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孵化器，这是早期过时传感器技术的产物。气体分布二氧化碳培养箱使用两个玻璃管流量计来不断地给培养室充气。一段时间后，培养室中的CO2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。反馈是一种控制形式的开环。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节，也称为手动调节。这种形式的二氧化碳培养箱精度低，稳定性差，耗气量高，回收速度慢，但相对便宜，适合短期培养。

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