加熱儀器是實(shí)驗(yàn)室的常用儀器,實(shí)驗(yàn)室的加熱設(shè)備有多種,如電爐、電熱板、加熱套、水浴鍋等等,但是如此眾多的加熱設(shè)備,其中一定會(huì)有你需要的吧?
今天小編就和大家著重介紹一下各設(shè)備的結(jié)構(gòu)、性能和使用方法與注意事項(xiàng),趕緊做好筆記吧。
電爐
電爐同煤氣燈一樣,是化驗(yàn)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(gè)單刀多位開關(guān),開關(guān)上有幾個(gè)接觸點(diǎn),每兩個(gè)接觸點(diǎn)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(dòng)金屬片的轉(zhuǎn)動(dòng)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(qiáng)度,達(dá)到調(diào)節(jié)電爐發(fā)熱量的目的。
萬用電爐的線路如圖2 所示
當(dāng)金屬滑動(dòng)片2處在斷電點(diǎn)3時(shí),電路不通,電爐處于關(guān)閉位置。當(dāng)金屬片轉(zhuǎn)至接觸點(diǎn)4時(shí),全部附加電阻與爐絲串聯(lián),這時(shí)總電阻最大,通過的電流最小,所以爐絲放出熱量最少。當(dāng)金屬片轉(zhuǎn)至接觸點(diǎn)5時(shí),附加電阻減少一半,電流強(qiáng)度中等,電爐放出熱量也是中等。當(dāng)金屬片轉(zhuǎn)至接觸點(diǎn)8時(shí),附加電阻為零,電流強(qiáng)度達(dá)到最大,電爐放出熱量也最大。
如果化驗(yàn)室中沒有萬用電爐,也可以將普通電爐接上功率相當(dāng)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(qiáng)度,亦即可任意改變電爐的發(fā)熱量,比萬用電爐更方便。
1-調(diào)溫旋鈕;2-金屬滑動(dòng)片;3-斷電點(diǎn);4-接線柱(也是金屬滑動(dòng)片接觸點(diǎn));5-中點(diǎn)接線柱;6-附加電阻;7-電爐絲;8-接觸點(diǎn)。
電熱板和電加熱套
電熱板實(shí)際上就是一個(gè)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(shí)放置比較多的加熱物體,而且沒有明火。電熱板是最近10年來,被國內(nèi)實(shí)驗(yàn)室所認(rèn)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(qiáng),可很大程度上幫實(shí)驗(yàn)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(diǎn):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(shí)驗(yàn)結(jié)果的均一性不強(qiáng)。
電加熱套是加熱圓底燒瓶進(jìn)行蒸餾的專用設(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(shí)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(xiàng)
(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(shí),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(shí)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(shí)清除灼燒焦糊物(清除時(shí)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。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(gè)消化架的各個(gè)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(jìn)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(dòng)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(shí)關(guān)機(jī)5 min后再開機(jī)繼續(xù)加熱)。
5、消化結(jié)束后,消化管及排污管和整個(gè)拖架一起移到冷卻架上進(jìn)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(hù)記錄。
消化爐的維護(hù)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(shí),應(yīng)及時(shí)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
熱力絲結(jié)構(gòu)的馬弗爐,最高使用溫度為950℃ ,短時(shí)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,最高使用溫度為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(gè)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(gè)小孔,嵌一塊透明的云母片,以觀察爐內(nèi)升溫情況。當(dāng)爐膛內(nèi)呈暗紅色時(shí),為600℃左右;達(dá)到深桃紅色時(shí),為800℃左右;淺桃紅色時(shí),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(gè)繼電器組成,連接一支相匹配的熱電偶進(jìn)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(jìn)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(dāng)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(shí),繼電器立即動(dòng)作切斷電路,停止加熱。當(dāng)溫度下降上下指針分開時(shí),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(dòng)作,就可達(dá)到自動(dòng)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(dá)預(yù)定溫度時(shí)計(jì)算灼燒時(shí)間。
熱電偶工作的原理是:用兩條不同金屬的導(dǎo)線連成一個(gè)閉合電路,在其中一個(gè)接點(diǎn)加熱,另一接點(diǎn)處于不加熱(冷點(diǎn))狀態(tài),由于不同金屬中的電子濃度和運(yùn)動(dòng)速度不同,就產(chǎn)生了電子擴(kuò)散現(xiàn)象,在閉合電路中就形成了電流,產(chǎn)生了溫差電動(dòng)勢。這兩種不同金屬所接成的電路稱為熱電偶。把一個(gè)毫伏表接在熱電偶兩端用以測量溫差電動(dòng)勢的大小,冷點(diǎn)和熱點(diǎn)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(xiàng)
1、馬弗爐必須放置在穩(wěn)固的水泥臺(tái)上,將熱電偶棒從馬弗爐背后的小孔插入爐膛內(nèi),將熱電偶的專用導(dǎo)線接至溫度控制器的接線柱上。注意正、負(fù)極不要接錯(cuò),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(xiǎn)絲,并接好地線,避免危險(xiǎn)。爐前地上應(yīng)鋪一塊厚膠皮布,這樣操作時(shí)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,最后用長柄坩堝鉗取出被燒物件。
4、馬弗爐在使用時(shí),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(shí),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(shí),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)浴鍋
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?zhàn)笙聜?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(shí)驗(yàn)室中應(yīng)用非常廣泛,是一種必備的高溫恒溫設(shè)備,它是采用高溫加熱管對(duì)導(dǎo)熱油進(jìn)行加熱,再通過精密的溫控儀表對(duì)溫度進(jìn)行精確的控制。油浴鍋所使用的油,要根據(jù)溫度和實(shí)驗(yàn)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:油NO. 1、油NO. 2、橄欖油、棉籽油、石蠟油、麻油、機(jī)油、變壓器油。這些油中橄欖油、棉籽油、麻油的閃點(diǎn)都在300℃左右,所以如果要進(jìn)行高溫試驗(yàn),推薦使用這幾種油,否則當(dāng)達(dá)到油的著火點(diǎn)時(shí),會(huì)非常危險(xiǎn)。
使用方法及注意事項(xiàng)
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(最好用純水)至適當(dāng)?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(shí)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(shí)必須先加油于鍋內(nèi),再接通電源,數(shù)字溫控表顯示實(shí)際測量溫度,調(diào)節(jié)旋鈕開關(guān)。
(2)同時(shí)觀察讀數(shù)至所需溫度值,當(dāng)設(shè)定溫度值超過油溫時(shí),加熱指示燈亮,表明加熱器已開始工作。
(3)當(dāng)油溫達(dá)到所需溫度時(shí),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(xiàng)
(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(shí)應(yīng)隨時(shí)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(yàn)用的超級(jí)恒溫水浴鍋,它用電動(dòng)循環(huán)泵進(jìn)行攪拌,并有良好的自動(dòng)控溫系統(tǒng),恒溫波動(dòng)度為±0.05℃。
4、油浴鍋的注意事項(xiàng)
(1)在向油浴鍋內(nèi)注入液體時(shí),要控制液位,嚴(yán)防過量溢出,夏天室內(nèi)與室外溫度差異大,當(dāng)實(shí)驗(yàn)溫度達(dá)到300℃時(shí),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(shí)驗(yàn)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(yuǎn)離火源、易產(chǎn)生火花地點(diǎn),以免引發(fā)火災(zāi)。
(4)禁止在無油的情況下空燒,會(huì)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(jìn)行操作,有漏電觸電的危險(xiǎn)。電源必須使用接地插頭。
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