實驗室的加熱設(shè)備有多種，如電爐、電熱板、加熱套等等，本文著重介紹各設(shè)備的結(jié)構(gòu)、性能和使用方法與注意事項，還不趕緊pick起來。
電爐
電爐同煤氣燈一樣，是化驗室中常用的加熱設(shè)備。電爐主要是靠一條電阻絲(常用的為鎳鉻合金絲)通上電流產(chǎn)生熱量的，這條電阻絲常稱為電爐絲。
另有一種能調(diào)節(jié)不同發(fā)熱量的電爐，常稱為“萬用電爐”。其外形如圖1所示。爐盤在上方，爐盤下裝有一個單刀多位開關(guān)，開關(guān)上有幾個接觸點，每兩個接觸點間裝有一段附加電阻，附加電阻是用多節(jié)瓷管套起來的，避免相互接觸和跟電爐外殼接觸而發(fā)生短路或漏電傷人。借滑動金屬片的轉(zhuǎn)動來改變和爐絲串聯(lián)的附加電阻的大小，以調(diào)節(jié)通過爐絲的電流強度，達到調(diào)節(jié)電爐發(fā)熱量的目的。
當金屬滑動片2處在斷電點3時，電路不通，電爐處于關(guān)閉位置。當金屬片轉(zhuǎn)至接觸點4時，全部附加電阻與爐絲串聯(lián)，這時總電阻大，通過的電流小，所以爐絲放出熱量少。當金屬片轉(zhuǎn)至接觸點5時，附加電阻減少一半，電流強度中等，電爐放出熱量也是中等。當金屬片轉(zhuǎn)至接觸點8時，附加電阻為零，電流強度達到大，電爐放出熱量也大。
如果化驗室中沒有萬用電爐，也可以將普通電爐接上功率相當或比它大的自耦調(diào)壓器。調(diào)節(jié)輸出電壓，這樣可以任意改變電流強度，亦即可任意改變電爐的發(fā)熱量，比萬用電爐更方便。
圖2萬用電爐線路示意圖
1-調(diào)溫旋鈕；2-金屬滑動片；3-斷電點；4-接線柱(也是金屬滑動片接觸點)；5-中點接線柱；6-附加電阻；7-電爐絲；8-接觸點
電熱板和電加熱套
電熱板實際上就是一個封閉式的電爐，一般外形為長方形或者圓形，可調(diào)節(jié)溫度，板上可同時放置比較多的加熱物體，而且沒有明火。電熱板是近10年來，被國內(nèi)實驗室所認可和接受的一種常規(guī)消解設(shè)備。電熱板控溫好、穩(wěn)定性高、安全性強，可很大程度上幫實驗人員解決電爐消解所面臨的一些問題。但是電熱板也存在一些缺點：能耗大、熱能利用率低、加熱的有效面積小、處理樣品量有限、實驗結(jié)果的均一性不強。
電加熱套是加熱圓底燒瓶進行蒸餾的設(shè)備，外殼做成半球形，內(nèi)部由電熱絲、絕緣材料和絕熱材料等組成，根據(jù)燒瓶大小選用合適的電加熱套，使用時常連接自耦調(diào)壓器，以調(diào)節(jié)所需溫度。
電爐、電熱板和電加熱套使用注意事項
(1)電源電壓應(yīng)和電爐、電熱板和電加熱套本身規(guī)定的電壓相符。
(2)加熱容器是玻璃制品或金屬制品時，電爐上應(yīng)墊上石棉網(wǎng)，以防受熱不勻?qū)е虏Ａ髅笃屏押徒饘偃萜饔|及電爐絲引起短路和觸電事故。
(3)使用電爐、電熱板和電加熱套的連續(xù)工作時間不宜過長，以免影響其使用壽命。
(4)電爐凹槽中要經(jīng)常保持清潔，及時清除灼燒焦糊物(清除時必須斷電)，保持爐絲導(dǎo)電良好。電爐和電加熱套內(nèi)防止液體濺落導(dǎo)致漏電或影響其使用壽命。
消化爐
消化爐采用井式電加熱方式，使樣品在井式電加熱爐內(nèi)加熱取得較佳熱效應(yīng)，縮短樣品消化煮解時間，從而提高了蛋白質(zhì)等有機物質(zhì)含量測定的檢測速度。加熱體(模塊)采用紅外石英管，耐強酸強堿，防爆裂，壽命長，符合CE標準。特點是消化管受熱面積大、溫差小，樣品消化一致性好，熱效率高，有利于樣品的消煮?？販夭捎脭?shù)顯控溫儀，控溫準，升溫快。同時消化管內(nèi)溢出的SO2等有害氣體，通過消化爐上的排污收集管經(jīng)抽濾泵排入下水道，有效地抑制有害氣體的外逸。
樣品的消化步驟
稱取經(jīng)粉碎通過40-60目/寸的試樣0.3-1g，無損地放入已洗凈烘干的消化管內(nèi)，加水、催化劑和10mL硫酸。
1、將消化管分別放入各個消化架的各個孔內(nèi)，然后置于消化器上，放上已裝好密封圈的排污管。
2、打開抽氣三通進水(自來水)，使抽氣三通處于吸氣狀態(tài)。
3、再接通電源，打開各自控制開關(guān)，轉(zhuǎn)動電位器，調(diào)節(jié)指示電壓為220V，使其快速消化。
4、在消化初始階段，需注意觀察，防止試樣因急速加熱而飛濺(緩解方法：可在消化至飛濺時關(guān)機5min后再開機繼續(xù)加熱)。
5、消化結(jié)束后，消化管及排污管和整個拖架一起移到冷卻架上進行冷卻。注意：在冷卻過程中，排污管必須保持吸氣狀態(tài)(千萬不能將消化管放入水中冷卻)。
6、防止廢氣逸出。
7、儀器使用結(jié)束后，填寫使用與維護記錄。
消化爐的維護與保養(yǎng)
1、消化爐的加熱溫度不可超過500℃，防止儀器發(fā)生損壞。
2、消化爐在使用過程中，出現(xiàn)不正常現(xiàn)象時，應(yīng)及時關(guān)閉電源，檢查故障原因。
3、在沒有專業(yè)維修工程師在場的情況下，不得私自拆卸消化爐。
4、消化爐的維修及保養(yǎng)需填寫記錄。
馬弗爐
也稱高溫電爐，常用于稱量分析中灼燒沉淀、測定灰分等工作。
熱力絲結(jié)構(gòu)的馬弗爐，高使用溫度為950℃,短時間可以用到1000℃。硅碳棒式馬弗爐的發(fā)熱元件是爐內(nèi)的硅碳棒，高使用溫度為1350℃，常用工作溫度為1300℃。馬弗爐根據(jù)使用需求又分為固定溫度升溫和程序溫度升溫兩種類型。
馬弗爐的爐膛是由耐高溫而無漲縮碎裂的氧化硅結(jié)合體制成的。爐膛內(nèi)外壁之間有空槽，爐絲串在空槽中，爐膛四周都有爐絲，如圖所示。所以，通電以后，整個爐膛周圍被均勻加熱而產(chǎn)生高溫。
爐膛形狀
硅碳棒式馬弗爐，發(fā)熱元件硅碳棒(一般配鉑-鉑銠熱電偶)分布在爐膛兩側(cè)。電阻絲式馬弗爐一般配鎳鉻-鎳鋁熱電偶。
硅碳棒式馬弗爐爐膛的外圍包覆耐火磚、耐火土、石棉板等，以減少熱量的損失。外殼包上帶角鐵的骨架和鐵皮，爐門用耐火磚制成，中間開一個小孔，嵌一塊透明的云母片，以觀察爐內(nèi)升溫情況。當爐膛內(nèi)呈暗紅色時，為600℃左右；達到深桃紅色時，為800℃左右；淺桃紅色時，為1000℃左右。
馬弗爐使用方法
爐內(nèi)的溫度控制目前普遍采用溫度控制器。溫度控制器主要是由一塊毫伏表和一個繼電器組成，連接一支相匹配的熱電偶進行溫度控制，其接線如圖所示。
熱電偶裝在瓷管中并從馬弗爐的后部中間小孔伸進爐膛內(nèi)。熱電偶隨著爐溫不同產(chǎn)生不同的電勢，電勢的大小直接用溫度數(shù)值在控制器表頭上顯示出來。當指示溫度的指針(上指針)慢慢上升與事先調(diào)好的控制溫度指針(下指針)相遇時，繼電器立即動作切斷電路，停止加熱。當溫度下降上下指針分開時，繼電器又使電路重新接通，電爐又繼續(xù)加熱。如此反復(fù)動作，就可達到自動控溫目的。一般在灼燒前，將控溫指針撥到預(yù)定溫度的位置，從到達預(yù)定溫度時計算灼燒時間。
溫度控制器接線示意圖溫度控制器接線示意圖
熱電偶工作的原理是：用兩條不同金屬的導(dǎo)線連成一個閉合電路，在其中一個接點加熱，另一接點處于不加熱(冷點)狀態(tài)，由于不同金屬中的電子濃度和運動速度不同，就產(chǎn)生了電子擴散現(xiàn)象，在閉合電路中就形成了電流，產(chǎn)生了溫差電動勢。這兩種不同金屬所接成的電路稱為熱電偶。把一個毫伏表接在熱電偶兩端用以測量溫差電動勢的大小，冷點和熱點溫差越大，毫伏數(shù)越大。毫伏表上的刻度按照所配用的熱電偶的特性劃成相應(yīng)的溫度數(shù)值，可以直接讀出溫度值。
馬弗爐使用注意事項
1、馬弗爐必須放置在穩(wěn)固的水泥臺上，將熱電偶棒從馬弗爐背后的小孔插入爐膛內(nèi)，將熱電偶的導(dǎo)線接至溫度控制器的接線柱上。注意正、負極不要接錯，以免溫度指針反向而損壞。
2、查明電爐所需電源電壓，配置功率合適的插頭、插座和保險絲，并接好地線，避免危險。爐前地上應(yīng)鋪一塊厚膠皮布，這樣操作時較安全。
3、灼燒完畢后，應(yīng)先拉下電閘，切斷電源。但不應(yīng)立即打開爐門，以免爐膛驟然受冷碎裂。一般可先開一條小縫，讓其降溫快些，后用長柄坩堝鉗取出被燒物件。
4、馬弗爐在使用時，要經(jīng)常照看，防止自控失靈，造成電爐絲燒斷等事故。晚間無人值守時，切勿啟用馬弗爐。
5、爐膛內(nèi)要保持清潔，爐子周圍不要堆放易燃易爆物品。
6、馬弗爐不用時，應(yīng)切斷電源，并將爐門關(guān)好，防止耐火材料受潮氣侵蝕。
電熱恒溫水(油)鍋
電熱恒溫水(油)浴鍋常作蒸發(fā)和恒溫加熱用，有單孔和多孔的。常作蒸發(fā)和恒溫加熱用，有單孔和多孔的。
電熱恒溫水浴鍋一般都采用水槽式結(jié)構(gòu)。分內(nèi)外兩層，內(nèi)層用鋁板或不銹鋼板制成內(nèi)膽。膽內(nèi)底部設(shè)有電熱管和托架。電熱管是銅質(zhì)管，管內(nèi)裝有電爐絲并用絕緣材料包裹，有導(dǎo)線連接溫度控制器。外殼用薄鋼板制成，外殼與內(nèi)膽之間填充石棉等絕熱材料。溫度控制器的全部電器部件均裝在水浴鍋右側(cè)的電器箱內(nèi)，控制器所帶的感溫管則插在內(nèi)膽中。電器箱表面顯示和操作面板。水浴鍋左下側(cè)有放水閥門。
電熱恒溫水浴鍋
水浴鍋用電熱加溫。電源電壓為220V。水浴鍋恒溫范圍為37-100℃(需高于室溫3℃)，溫差為±1℃。油浴鍋和水浴鍋構(gòu)造相似，只是把加熱介質(zhì)由水變成了油。恒溫油浴鍋在實驗室中應(yīng)用非常廣泛，是一種*的高溫恒溫設(shè)備，它是采用高溫加熱管對導(dǎo)熱油進行加熱，再通過精密的溫控儀表對溫度進行精確的控制。油浴鍋所使用的油，要根據(jù)溫度和實驗要求來定。
溫度低的用甘油，高的用棉籽油，一般情況下恒溫油浴鍋常用的油有：橄欖油、棉籽油、石蠟油、麻油、機油、變壓器油。這些油中橄欖油、棉籽油、麻油的閃點都在300℃左右，所以如果要進行高溫試驗，推薦使用這幾種油，否則當達到油的著火點時，會非常危險。
使用方法及注意事項
1、水浴鍋的使用方法
(1)關(guān)閉放水閥門，將水浴鍋內(nèi)注入清水(建議用純水)至適當?shù)纳疃龋话悴怀^水浴鍋容量的三分之二。
(2)將電源插頭接在插座上，并在插座的粗孔安裝地線。
(3)開啟電源開關(guān)接通電源，調(diào)節(jié)調(diào)溫控制按鈕至設(shè)定溫度。
(4)爐絲加熱后溫度的指數(shù)上升到控制的溫度時紅燈熄滅，此后紅燈就不斷熄亮，表示恒溫控制器發(fā)生作用。
2、油浴鍋的使用方法
(1)油浴鍋使用時必須先加油于鍋內(nèi)，再接通電源，數(shù)字溫控表顯示實際測量溫度，調(diào)節(jié)旋鈕開關(guān)。
(2)同時觀察讀數(shù)至所需溫度值，當設(shè)定溫度值超過油溫時，加熱指示燈亮，表明加熱器已開始工作。
(3)當油溫達到所需溫度時，恒溫指示燈亮，加熱指示燈熄。
(4)應(yīng)注意鍋內(nèi)油不能使電熱管漏出油面，以免燒壞電熱管，造成漏電現(xiàn)象。
3、水浴鍋的注意事項
(1)切記水位一定保持不低于電熱管，否則將立即燒壞電熱管。
(2)控制箱內(nèi)部不可受潮，以防漏電和損壞控制器。
(3)使用時應(yīng)隨時注意水箱是否有滲漏現(xiàn)象。
除了普通的電熱恒溫水浴鍋外，還有些精密試驗用的超級恒溫水浴鍋，它用電動循環(huán)泵進行攪拌，并有良好的自動控溫系統(tǒng)，恒溫波動度為±0.05℃。
4、油浴鍋的注意事項
(1)在向油浴鍋內(nèi)注入液體時，要控制液位，嚴防過量溢出，夏天室內(nèi)與室外溫度差異大，當實驗溫度達到300℃時，液位應(yīng)控制在容積的80%左右。
(2)禁止使用可燃性、揮發(fā)性高的油，所使用的油，要根據(jù)溫度和實驗要求來定。溫度低的用甘油，溫度高的用棉籽油。
(3)油浴鍋不要在換氣差的場所使用，遠離火源、易產(chǎn)生火花地點，以免引發(fā)火災(zāi)。
(4)禁止在無油的情況下空燒，會引起漏電，發(fā)生火災(zāi)，燒壞加熱管。禁止用濕手在濕氣過多的地方進行操作，有漏電觸電的危險。電源必須使用接地插頭。
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