超级恒温槽

1．构造及原理

恒温槽是用来加热并保持温度恒定的自动控制装置，主要由浴槽、加热器、温度控制器、继电器、精密温度计、搅拌器等部件组成，其装置如图2－10所示。被测系统放在浴槽内，当浴温低于所需温度时，温度控制器借继电器的作用，使加热器工作，浴温达到所需温度时便停止加热。现将各部件的构造及有关原理简述如下。

图2－10 恒温槽图

1．浴帽；2．加热器；3．温度控制器；4．精密温度计；5．继电器；6．搅拌器

（1）浴槽装工作介质的容器。最简单的浴槽是一个玻璃缸。工作介质可根据不同的温度要求选用水 （室温为95℃）、油脂 （熔点为200℃）或其他物质。

（2）继电器由一个小电磁铁和一个带弹簧的开关构成。电磁铁线圈中只要有较小的电流通过，产生的磁场就能将闭合的弹簧开关拉开。

（3）加热器常用的是电加热器，它是由一根包有绝缘材料的电阻丝装在易传热的金属管内构成的。

（4）温度控制器常用的是水银导电温度计，其构造如图2－11所示。在一支水银储量较大的温度计里引出两根金属丝22′和33′，作为导电线，导线22′，与水银球连接，导线33′则悬在水银上面的真空毛细管里并附在一可上下移动的螺丝上，旋转磁铁帽5′时可使螺丝升降，从而可把毛细管里的导线3的线端调整到所需的位置。当浴槽中的温度发生变化时，水银则在毛细管内上升或下降，于是水银球与导线3接触或分开。从而导线33′和22′相应连通或断开。这样便可将浴槽内液体的温度变化信号传输给继电器。实际上水银导电温度计相当于一个电路开关。

图2－11 水银导电温度计

1．水银球；2．为一端插入水银球内的金属丝；3．能用螺杆组合升降的金属丝；4．有升降螺旋的螺杆组合；5．螺杆顶磁铁块；5′．旋转螺杆以升降金属丝的磁铁帽；2′及3′为接继继电的导线

以上4个部件组成恒温槽的控温系统，其中电加热器与继电器中的弹簧开关串联构成一加热回路，水银导电温度计与继电器的电磁铁的线圈串联。当浴液温度较低时，水银导电温度计中的水银柱面较低，与导线3分开，此时继电器的电磁铁的线圈无电流通过，弹簧开关闭合着，加热回路导通、加热器工作，浴液因加热温度上升，于是水银导电温度计内的水银柱面升高，当它上升到导线3相接触时，导线22′和33′接通，磁铁的线圈有电流通过，于是把本来是闭合着的弹簧开关拉开，从而加热回路断开，加热器停止加热。因恒温槽不断向环境散失热量，经过一段时间浴液温度降低，于是温度计的水银柱液面下降并与导线3分开，从而磁铁线圈不再有电流通过，因此弹簧开关又回到闭合位置，加热回路又导通，加热器又开始工作。如此反复，便达到了控制温度的目的。

水银导电温度计上有温度指示刻度，但它很粗略。所以浴槽内还装有一支精密温度计（见图2－10）来指示浴液的温度。

图2－12 超级恒温槽

1．浴帽；1′．内筒；2．加热器；3．导电温度计（可用其他指令元件）；4．温度计 （视情况选用）；5．恒温控制器；6．搅拌器；7．恒温槽内水循环出；8．外恒温循环液入口

实验室中还常用到一种超级恒温槽 （图2－12），其原理和主要结构与上述恒温槽相同，只是它还另装有一循环泵，能使浴槽中的工作液体循环地流过被测系统，例如将恒温水送入阿贝折射仪的棱镜夹层水套内，使样品恒温，而不必将整个仪器放入浴槽恒温。

2．使用方法

（1）将浴槽内装水 （或其他液体）至2／3以上。

（2）旋转水银导电温度计的磁铁帽，使金属丝3的下端 （或与金属丝相连的螺母上端）指示在所需温度处 （或低一点）。

（3）接通电源，打开搅拌器，待指示灯指示出 “加热停止”时观察恒温槽内的精密温度计读数。

若低于所需温度，则旋转磁铁帽使金属丝上升，电热器继续加热，一直到精密温度计读数达到所需温度时，调节金属丝3使其下端与毛细管内水银柱刚好接触，旋紧磁铁帽上的固定螺旋，恒温槽内即可保持所需的温度。

若精密温度计读数已超过所需温度，则应旋转磁铁帽，让金属丝下降从而使加热器停止加热 （注意：此时只能逐步调节，不可一次下降得过多，以防金属丝弯曲）。待温度冷却至所需值时，再将金属丝下端调节至刚与水银面接触为止，并固定磁铁帽。

若为超级恒温槽，则在接通电源、打开搅拌器的同时，还要打开加热器。超级恒温槽旁的红色指示灯发亮表示正在加热，熄灭表示加热停止，其他操作同上。

3．注意事项

（1）必须在浴槽内装入液体后方能通电加热，否则电热器的金属套将因过热而损坏。

（2）使用水银导电温度计时，不可把金属丝过分旋上或旋下，其尖端不能超出温度计的刻度范围，否则将弯曲损坏。