恒温槽得装配与性能测试张鹏翔2013012030材33实验日期:2015年5月14日提交报告日期:2015年5月20日1引言1、1实验目得了解恒温槽得原理,初步掌握其装配与调试得基本技术。分析恒温槽得性能,找出合理得最佳布局。掌握水银接点温度计、热敏电阻温度计、继电器、自动平衡记录仪得基本测量原理与使用方法。1、2实验原理图1恒温槽工作原理图1、加热器2、直流电源3、温度调节器许多物理化学实验都需要在恒温条件下进行。欲控制被研究体系得某一温度,通常采取两种方法:一就是利用物质相变时温度得恒定性来实现,叫介质浴。如:液氮(195、9℃)、冰－水(0℃)、沸点水(100℃)、干冰－丙酮(78。5℃)、沸点萘(218℃)等等。相变点介质浴得最大优点就是装置简单、温度恒定。缺点就是对温度得选择有一定限制,无法任意调节。另一种就是利用电子调节系统,对加热或制冷器得工作状态进行自动调节,使被控对象处于设定得温度之下。本实验讨论得恒温水浴就就是一种常用得控温装置,它通过继电器、温度调节器(水银接点温度计)与加热器配合工作而达到恒温得目得。其简单恒温原理线路如图211所示。当水槽温度低于设定值时,线路I就是通路,因此加热器工作,使水槽温度上升;当水槽温度升高到设定值时,温度调节器接通,此时线路=2\*ROMANII为通路,因电磁作用将弹簧片D吸下,线路I断开,加热器停止加热;当水槽温度低于设定值时,温度调节器断开,线路=2\*ROMANII断路,此时电磁铁失去磁性,弹簧片回到原来得位置,使线路I又成为通路。如此反复进行,从而使恒温槽维持在所需恒定得温度。恒温槽由浴槽、温度计、接点温度计、继电器、加热器、搅拌器等部件组成。如图212所示。为了对恒温槽得性能进行测试,图中还包括一套热敏电阻测温装置。现将恒温槽主要部件简述如下。1、浴槽浴槽包括容器与液体介质。根据实验要求选择容器大小,一般选择10L或者20L得圆形玻璃缸做为容器。若设定温度与室温差距较大时,则应对整个缸体保温。以减少热量传递,提高恒温精度。恒温槽液体介质根据控温范围选择,如:乙醇或乙醇水溶液(60－30℃)、水(0－100℃)、甘油或甘油水溶液(80－160℃)、石蜡油、硅油(70－200℃)。本实验采用去离子水为工作介质,如恒温在50℃以上时,可在水面上加一层液体石蜡,避免水分蒸发。2、温度计观察恒温浴槽得温度可选择1/10℃水银温度计,测量恒温槽灵敏度则采用热敏电阻测温装置。将热敏电阻与1/10温度计绑在一起,安装位置应尽量靠近被测系统。3、接点温度计(温度调节器)接点温度计又称接触温度计或水银导电表,如图213所示。它得下半段就是水银温度计,上半段就是控制指示装置。温度计上部得毛细管内有一根金属丝与上半段得螺母相连,螺母套在一根长螺杆上。顶部就是磁性调节冒,当转动磁性调节冒时螺杆转动,可带动螺母与金属丝上下移动,螺母在温度调节指示标尺得位置就就是要控制温度得大致温度值。顶部引出得两根导线,分别接在水银温度计与上部金属丝上,这两根导线再与继电器相连。当浴槽温度升高时,水银膨胀上升,与上面得金属丝接触,继电器内线圈通电产生磁场,加热线路弹簧片吸下,加热器停止加热。随着浴槽热量得散失,温度下降,水银收缩并与上面得金属丝脱离,继电器电磁效应消失,弹簧片回到原来位置,接通加热电路,系统温度回升。如此反复,从而使系统温度得到控制。需要注意得就是,温度调节指示标尺得刻度一般不就是很准确,恒温槽温度得设定与测量需要1/10℃温度计来完成。接点温度计就是恒温槽重要部件,其灵敏度对控温精度起关键作用图3水银接触温度计示意图4、继电器继电器与加热器与接点温度计与加热器相连,组成温度控制系统。实验室常用得继电器有晶体管继电器与电子管继电器。典型得晶体管继电器电路如图214所示,它就是利用晶体管工作在截止区以及饱与区呈现得开关特性制成得。其工作过程就是:当接点温度计Tr断开时时,Ec通过Rk给锗三极管BG得基极注入正向电流Ib,使BG饱与导通,继电器J得触点K闭合,接通加热电源。当温度升高至设定温度,接点温度计Tr接通,BG得基极与发射极被短路,使BG截至,触点K断开,加热停止。当继电器J线圈中得电流突然变小时,会感生出一个较高得反电动势,二极管D得作用就是将它短路,避免晶体管被击穿。必须注意得就是,晶体管继电器不能在高温下工作,因此不能用于烘箱等高温场合。5、加热器常用得就是电加热器。加热器得选择原则就是热容量小、导热性能好、功率适当。加热器功率得大小就是根据恒温槽得大小与所需控制温度得高低来选择得。通常我们都在加热器前加一个与加热器功率相适应得调压器,这样加热功率可根据需要自由调节。图4晶体管继电器工作原理示意图6、搅拌器搅拌器得选择