鼓風(fēng)干燥箱和馬弗爐有什么不同？工作過(guò)程區(qū)別有哪些？

介紹

實(shí)驗(yàn)室烘箱用于強(qiáng)體積熱對(duì)流應(yīng)用。這些烤箱通常在整個(gè)過(guò)程中提供一致的溫度。實(shí)驗(yàn)室烤箱可用于退火、芯片鍵合固化、干燥、聚酰亞胺烘烤、滅菌和其他工業(yè)實(shí)驗(yàn)室功能。常見尺寸范圍從 1 立方英尺到 0.9 立方米（32 立方英尺），溫度范圍可以從室溫。+5 到 340°C 以上。

實(shí)驗(yàn)室烤箱可用于多種不同的應(yīng)用和配置，包括潔凈室、強(qiáng)制對(duì)流、水平氣流、惰性氣氛、自然對(duì)流和通過(guò)。通常使用實(shí)驗(yàn)室烤箱的一些行業(yè)是醫(yī)療保健、技術(shù)、運(yùn)輸?shù)取?/span>

實(shí)驗(yàn)室烤箱的工作原理

實(shí)驗(yàn)室烤箱通過(guò)對(duì)流原理加熱其內(nèi)容物。加熱元件不在烘箱的樣品室內(nèi)，而是在單獨(dú)的外殼中。這可以防止輻射熱影響樣品，但由此產(chǎn)生的爐壁溫度足以加熱和脫水樣品。

對(duì)流傳熱是通過(guò)重力或機(jī)械對(duì)流實(shí)現(xiàn)的。在前者中，較冷的空氣被較熱的空氣所取代并被導(dǎo)向加熱元件，直到整個(gè)腔室溫度達(dá)到 t°。由于這種方法的熱量分布均勻性差，能源浪費(fèi)，預(yù)熱時(shí)間比機(jī)械對(duì)流更長(zhǎng)，因此機(jī)械對(duì)流實(shí)驗(yàn)室烤箱是有利的。由于爐腔中的鼓風(fēng)機(jī)和擋板，這些類型的加熱更快、更均勻。

可以調(diào)節(jié)進(jìn)氣口和排氣口以保留或釋放濕氣，并且是排出 VOC 和煙霧所必需的。絕緣降低了熱傳遞率，并負(fù)責(zé)烤箱的能源效率。烤箱本身通常是鋼結(jié)構(gòu)，這有助于防止烤箱外部的輻射熱。帶有堅(jiān)固墊圈的鎖定門使用戶可以進(jìn)入烤箱室。

實(shí)驗(yàn)室烤箱的三個(gè)基本功能是：

• 干燥：盡可能有效地去除樣品和腔室中的水分。

• 烘烤：加熱基材而不對(duì)其進(jìn)行除濕。

• 固化：樣品通過(guò)緩慢的烘烤和干燥過(guò)程發(fā)生物理或化學(xué)變化。

類型

實(shí)驗(yàn)室烤箱是大多數(shù)臨床、研究和法醫(yī)實(shí)驗(yàn)室的常用設(shè)備。常見類型有重力/自然對(duì)流、機(jī)械/強(qiáng)制對(duì)流以及用于常規(guī)加熱和干燥應(yīng)用的機(jī)械真空泵。

對(duì)流烤箱用于干燥、烘烤、消毒、預(yù)熱和孵化等應(yīng)用。

強(qiáng)制對(duì)流烤箱使用風(fēng)扇在腔室內(nèi)部周圍循環(huán)空氣。

自然對(duì)流依賴于烘箱內(nèi)的 t° 差異，將熱量傳遞給樣品。

真空干燥箱在短時(shí)間內(nèi)將干燥的空氣吸入室內(nèi)，吸收濕氣并立即被真空泵抽出。真空干燥箱用于精細(xì)的干燥過(guò)程。

選擇烤箱時(shí)，請(qǐng)考慮應(yīng)用、尺寸、容量和實(shí)驗(yàn)室預(yù)算。搜索可確保大程度地保護(hù)樣品和操作員的特性。

實(shí)驗(yàn)室烤箱的常見應(yīng)用包括：

• 樣品測(cè)試：烘箱與其他設(shè)備結(jié)合使用，以確定材料的抗拉強(qiáng)度、疲勞、變形和回彈性。

• 退火：金屬部件經(jīng)過(guò)表面處理以提高延展性和延展性。

• 溶劑/水去除：從工業(yè)化合物或化學(xué)品（如干燥劑和催化劑）中去除水分或溶劑。

• 聚合物固化：聚合物樹脂脫水形成硬質(zhì)塑料。

• 聚酰亞胺烘烤：熱固性聚酰亞胺固化。

• 殺菌：所有微生物生命都從烤箱的熱量中消失。

• 蒸發(fā)：將樣品（例如食物）干燥以測(cè)量其總水含量。

• 玻璃器皿干燥：一家制造商為此引用了 60% 的實(shí)驗(yàn)室烤箱使用量。

• 電子老化：通過(guò)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)練習(xí)檢測(cè)集成電路中的缺陷。

規(guī)格

尺寸

烤箱體積和安裝至關(guān)重要。烘箱的內(nèi)部立方體積必須適合基板的空間需求，并且可以在單個(gè)烘箱周期內(nèi)理想地容納多個(gè)樣品。一個(gè)可調(diào)節(jié)的擱架系統(tǒng)在利用所有可用空間方面是無(wú)價(jià)的。操作員可以輕松定位和連接控制機(jī)構(gòu)。

此外，實(shí)驗(yàn)室烤箱以三種安裝方式制造：

1. 臺(tái)式：實(shí)驗(yàn)室烤箱安裝在工作臺(tái)或柜臺(tái)上，方便取用。這些模型通常包括用于將多個(gè)實(shí)驗(yàn)室烤箱相互堆疊的硬件。

2. 櫥柜：烤箱是一種獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)室家具，通常具有更大的容量或?qū)ｉT的應(yīng)用。

3. 卡車/步入式：烤箱足夠大，操作員或材料處理設(shè)備將基板運(yùn)入腔室。

溫度

整個(gè)烤箱室的溫度均勻是操作的最重要方面。標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)通過(guò)在時(shí)間范圍內(nèi)的 9 或 27 個(gè)不同點(diǎn)測(cè)試烤箱室來(lái)評(píng)估空間溫度精度。

大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室烤箱的溫度范圍剛好高于環(huán)境溫度至 300°C；超過(guò)此范圍的烤箱是特定于應(yīng)用的。烤箱還具有溫度容差，它指的是烤箱預(yù)熱的準(zhǔn)確度；一個(gè)度數(shù)到幾十度的分?jǐn)?shù)的增量是常見的。

溫度由以下三種技術(shù)之一調(diào)節(jié)：

1. 恒溫器：一個(gè)簡(jiǎn)單的開/關(guān)開關(guān)接合加熱元件以保持設(shè)定溫度。通常，溫度在穩(wěn)定之前會(huì)短暫超過(guò)該值，并最終低于閾值。

2. 比例控制：恒溫器監(jiān)控烤箱溫度，但在接近預(yù)熱值時(shí)減輕加熱以防止任何過(guò)熱。

3. 比例積分微分 (PID) 控制：處理器計(jì)算維持溫度所需的能量，并將其與熱損失率進(jìn)行比較。這可以防止過(guò)熱和過(guò)熱，并且通常是節(jié)能的溫度調(diào)節(jié)方式。

受控氣氛

一些實(shí)驗(yàn)室烤箱與將特定氣體或氣體化合物插入實(shí)驗(yàn)室腔室或去除烤箱腔室氣氛的設(shè)備（真空烤箱）兼容。這些烤箱通常有流量計(jì)和電磁閥來(lái)控制流體流量，以及內(nèi)部傳感器來(lái)記錄大氣顆粒物。最常見的是將惰性氣體（例如氬氣或氮?dú)猓┮钥鞠潴w積的五到十倍的壓力插入烤箱腔室。這覆蓋了樣品并防止在腔室中形成氧化和冷凝。

能源效率

實(shí)驗(yàn)室烤箱需要大量的能量來(lái)加熱腔室。為了減少預(yù)熱時(shí)間，烤箱通常會(huì)長(zhǎng)時(shí)間開啟，有時(shí)長(zhǎng)達(dá)數(shù)天。出于顯而易見的原因，減少烤箱的熱量散發(fā)可以顯著節(jié)省成本。具有升壓功能的烤箱采用加速預(yù)熱以限制長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。

烤箱外殼通常是鋼結(jié)構(gòu)，下面的絕緣層會(huì)降低熱傳遞率。高效的烤箱通過(guò)循環(huán)迅速達(dá)到均勻的溫度。門墊圈有助于保持門公差周圍的熱量。許多烤箱能夠補(bǔ)償腔室的通風(fēng)。恢復(fù)時(shí)間是在腔室通風(fēng)（例如打開門）后烤箱恢復(fù)到預(yù)熱值所需的時(shí)間。

維護(hù)

平均而言，實(shí)驗(yàn)室烤箱每七年就會(huì)過(guò)時(shí)。這部分是由于設(shè)計(jì)創(chuàng)新，但主要是因?yàn)橛腥毕莸膶?shí)驗(yàn)室烤箱成本高昂且難以維修。許多實(shí)驗(yàn)室烤箱在故障得到解決后永遠(yuǎn)不會(huì)恢復(fù)到規(guī)格，而一個(gè)新的實(shí)驗(yàn)室烤箱的成本通常低于翻新成本。烤箱維護(hù)應(yīng)定期進(jìn)行。應(yīng)檢查通風(fēng)口、墊圈、傳感器、控制器、加熱元件和鼓風(fēng)機(jī)是否存在故障。烤箱也應(yīng)不時(shí)進(jìn)行溫度校準(zhǔn)。

馬弗爐

甲馬弗爐，也稱為甑式爐，是一塊烘箱類型的設(shè)備，可以達(dá)到高的溫度。它通常通過(guò)將高溫加熱線圈放在絕緣材料中來(lái)工作。絕緣材料有效地充當(dāng)馬弗爐，防止熱量逸出。科學(xué)環(huán)境可能會(huì)使用實(shí)驗(yàn)室馬弗爐通過(guò)計(jì)算特定食物中的脂肪、碳水化合物、蛋白質(zhì)和水含量來(lái)進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)分析。實(shí)驗(yàn)室還可以通過(guò)燃燒速度和隨后獲得的副產(chǎn)品來(lái)識(shí)別有機(jī)和無(wú)機(jī)材料。工業(yè)用途可能包括確定特定材料的燃燒溫度。

術(shù)語(yǔ)馬弗爐也可以指另一種類型的烤箱，其結(jié)構(gòu)與上述的許多相同，但采用長(zhǎng)、寬、薄的中空管形式，用于卷對(duì)卷制造過(guò)程。

通常通過(guò)以下方式將兩個(gè)爐子加熱到所需的溫度：

• 傳導(dǎo)

• 對(duì)流

• 來(lái)自電阻加熱元件的黑體輻射

系統(tǒng)的溫度控制通常不涉及燃燒，從而可以更好地控制溫度均勻性并確保隔離。