1. Необходимость обнаружения: ключ к обеспечению точности экспериментальных результатов

Лабораторные центрифуги широко используются в лабораториях больниц, научно-исследовательских институтов, учреждений по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств и т. д., с максимальной скоростью вращения, как правило, не превышающей 30000 об/мин. Скорость вращения, являясь одним из основных технических параметров центрифуг, напрямую определяет величину центробежной силы. Если скорость вращения не соответствует стандарту, суспензии или эмульсии невозможно полностью разделить, что может привести к противоречивым экспериментальным выводам для одного и того же вещества, разделенного на разных центрифугах, что серьезно влияет на точность испытаний. В настоящее время из-за отсутствия специальных процедур верификации и спецификаций калибровки верификация/калибровка центрифуг затруднена. Поэтому крайне необходимо изучить их метрологические методы определения.

Центрифуги могут осуществлять разделение твердой и жидкой фаз, удалять жидкость из влажных твердых веществ, а специальные типы центрифуг способны даже разделять газовые смеси и классифицировать твердые частицы. Они являются основным оборудованием для предварительной обработки образцов в таких областях, как биология, клиническая медицина и лабораторная медицина. Регулярный метрологический контроль является важным условием обеспечения точности центрифугирования.

2. Основные методы обнаружения: характеристики измерения скорости вращения и температуры

2.1 Основные операции по измерению скорости вращения

При использовании стационарного частотомера для измерения частоты вращения его необходимо надёжно закрепить на металлическом корпусе центрифуги или штативе для обеспечения безопасности измерений. После достижения центрифугой стабильной работы в точке калибровки выполните 10 последовательных измерений частоты вращения для вычисления среднего значения и погрешности показаний. Одновременно с этим замерьте фактическое время работы секундомером; при использовании механического таймера необходимо проверить его точность на соответствие требованиям.

2.2 Калибровка температуры для низкотемпературных охлаждаемых центрифуг

Низкотемпературные рефрижераторные центрифуги требуют дополнительной температурной калибровки: после включения машины для предварительного охлаждения используйте деионизированную воду для моделирования образцов, действуйте в соответствии с заданными условиями центрифугирования и сразу же после центрифугирования измеряйте температуру деионизированной воды электронным термометром. Измерение можно повторять несколько раз или проводить при различных условиях центрифугирования, а температурная калибровка завершается расчетом среднего значения и погрешности.

3. Целевое измерение скорости вращения: работа по типу центрифуги

3.1. Модели с открытым верхом и закрытым верхом, с акриловыми смотровыми окнами

Перед измерением в таких центрифугах прикрепите отражающую бумагу в подходящем месте на вращающемся рычаге или валу и совместите фотоэлектрический датчик с отражающей меткой — напрямую или через акриловое смотровое окно. Установите необходимую скорость вращения, запустите центрифугу, и после того, как она установится, значение, отображаемое на тахометре, будет фактическим значением скорости вращения.

3.2 Крытые типы без смотровых окон

Для измерения требуется специальный датчик скорости с сильными магнитами и гибким спиральным стержнем. Используя магнитное притяжение магнитов к крышке и корпусу центрифуги, закрепите датчик на внутренней стороне верхней крышки, совместив его с отражающей меткой на вращающемся рычаге или валу. Используйте гибкий спиральный стержень для вывода сигналов от источника света, фотоприёмника и преобразователя. После подключения к устройству измерения скорости завершите измерение, выполнив те же процедуры запуска и считывания данных.

4. Коррекция и калибровка скорости вращения: повышение точности работы оборудования

Для коррекции скорости вращения следует ввести поправочный коэффициент, основанный на погрешности показаний, чтобы скорректировать заданное значение центрифуги. Если скорректированная скорость вращения или температура по-прежнему не соответствуют стандарту, необходимо повторить коррекцию и измерения до тех пор, пока погрешность не будет соответствовать требованиям. Данные показывают, что после коррекции погрешность скорости вращения большинства центрифуг можно контролировать в пределах ±25 об/мин (что составляет 90%) или даже ±15 об/мин (что составляет 70%), максимальная относительная погрешность снижается с 16,435% до 0,761%, а погрешность температуры – с -3,33°C до -0,43°C.

Существует два способа выбора точек калибровки:

Линейный выбор, начинающийся с максимальной скорости вращения, охватывающий общие скорости вращения и выбирающий как можно больше точек — подходит для вновь устанавливаемого оборудования или комплексного обнаружения;

Установка точек калибровки на основе фактических общих скоростей вращения центрифуги для обеспечения точной работы оборудования в условиях ежедневно используемых скоростей вращения.

5. Технология позиционного тестирования: точное получение ключевых параметров

Позиционные испытания используют свойство емкостных микрометров выдавать фиксированное напряжение при выходе за пределы диапазона. На прецизионной центрифуге предусмотрена зона позиционного испытания. Когда тестовая зона достигает или покидает емкостный микрометр, прибор входит в зону насыщения и выдает фиксированное напряжение во всем диапазоне. Программное обеспечение определяет эффективные данные испытания между двумя сегментами напряжения во всем диапазоне, что позволяет получить исходное измеренное значение угла динамического смещения шага. Эта технология позволяет эффективно разделять тестовые сигналы, обладает высокой точностью измерений и применима на практике.

В условиях, когда соответствующие национальные процедуры проверки и спецификации калибровки еще не выпущены, вышеуказанные методы обнаружения могут обеспечить эффективную поддержку приемочных испытаний центрифуг и ежедневной метрологии, гарантируя точность и надежность результатов экспериментальных испытаний.