东京理化EYELA生化培养箱的工作原理是什么

EYELA的生化培养箱（例如BOD系列、BIL系列、BIP系列等）是用于微生物培养、种子发芽、水质分析（BOD测定）、昆虫和小型动物饲养等实验的精密设备。其核心工作原理是创造一个用户设定好的、稳定且均匀的温度、湿度和洁净环境，并维持这个环境不受外界干扰。

您可以将其理解为一个非常精密、干净且可控的“空调房"。

它的工作原理主要由以下几个系统协同合作实现：

1. 温度控制系统（最核心的系统）

这是培养箱最基本也是最关键的功能。

• 加热：通常采用电热丝加热。当箱内温度低于设定温度时，控制系统会通电给加热元件，使其发热。

• 制冷：部分型号（如BOD系列）具备制冷功能，可用于环境温度以上的恒温控制（如4℃、10℃等）。制冷系统通常采用压缩机制冷，其原理和冰箱、空调类似，通过压缩制冷剂循环来吸收箱内的热量。

• 控制大脑——PID控制器：这是温度控制精准的关键。它不仅仅是在温度低时加热、温度高时制冷那么简单。

• P（比例）： 控制输出功率与当前温差成比例，快速缩小温差。

• I（积分）： 消除静态误差。即使温差很小但持续存在，积分作用会逐渐加大输出，直到消除误差。

• D（微分）： 预测温度变化趋势。如果温度正在快速上升，微分会提前减小加热功率或启动制冷，防止温度过冲。

• EYELA先进的PID控制器能够通过算法自整定（Auto-tuning） 参数，找到适合当前环境的最佳P、I、D值，从而实现极其快速、平稳且精准的温度恢复，波动极小（通常可达±0.1℃~±1.0℃，视型号而定）。

2. 湿度控制系统（非所有型号具备）

对于需要控制湿度的生化培养箱（如BIL系列），其原理是：

• 加湿：箱体内有一个独立的水盘或蒸汽发生器。当湿度传感器检测到箱内湿度低于设定值时，控制系统会加热水盘产生纯净的水蒸气，并通过风扇将水蒸气均匀扩散到箱内各个角落。

• 除湿：当湿度过高时，系统会启动压缩机制冷。箱内潮湿的空气遇到冷的蒸发器（制冷系统的部件）时，水分会冷凝成水珠析出，并流回储水盘，从而降低箱内空气的绝对湿度。之后空气再被加热到设定温度，相对湿度也就随之降低了。

3. 空气循环与均匀系统

为了保证箱体内每个角落的温度和湿度都高度一致，培养箱设计了强制的空气循环系统。

• 风扇：箱体内部装有一个低噪音、长寿命的风扇。

• 风道设计：EYELA通常采用强制对流设计。空气被风扇吸入，经过加热/制冷元件以及湿度发生器，变成设定好的温湿度空气，然后通过精心设计的风道或夹层，从箱体两侧或后壁的孔隙中均匀、柔和地吹入工作室，确保没有死角，避免了局部温度过高或过低的问题。

4. 洁净与防污染系统

这是生化培养箱区别于普通烘箱或培养箱的重要特点，旨在为样品（尤其是细胞、微生物）提供一个洁净的环境。

• HEPA高效空气过滤器：很多EYELA生化培养箱（如BIP系列）配备HEPA过滤器。循环的空气在进入工作室之前会先通过HEPA过滤器，可以去除99.97%以上直径大于等于0.3μm的微粒（如细菌、真菌孢子、灰尘），有效防止交叉污染。

• 紫外杀菌灯（UV灯）：部分型号可选配紫外灯。在实验前后，可以开启紫外灯对箱内空腔进行照射灭菌，进一步确保环境的无菌性。

• 内腔材料：内胆通常采用304或316不锈钢，表面光滑、无缝、耐腐蚀且易于清洁消毒。

🎯 总结：它是如何协同工作的？

1. 用户设定：您通过前面板的数字控制器（或旋钮，在老型号上）设定所需的温度（如37.0℃）和湿度（如95%RH）。

2. 实时监控：箱内的温度传感器（如铂电阻PT100）和湿度传感器持续将当前环境数据反馈给微电脑控制器。

3. 智能调节：控制器将反馈值与设定值进行比较，通过先进的PID算法，计算出最佳操作指令：

• 命令加热器工作或压缩机启动。

• 命令加湿水盘加热或压缩机除湿。

4. 均匀扩散：风扇将经过调节的空气吹过HEPA过滤器，并通过风道系统均匀地送入工作室的每一个角落。

5. 持续循环：这个过程7x24小时不间断地循环，同时控制系统持续监控和微调，以抵抗外界环境变化（如开门、室温波动）带来的干扰，最终将内部环境稳定在您设定的参数上。

📊 EYELA生化培养箱的主要特点与优势：

• 高精度控制：得益于PID控制，温度波动极小。

• 均匀性：独特的风道设计确保工作室内部各点温差极小。

• 防污染设计：HEPA过滤和可选UV灯，提供洁净环境。

• 直观易用：大屏幕数字显示，操作简单， often带有定时、程序编程、报警等功能。

• 安全可靠：通常具备独立超温保护器，即使主控制系统失效，也能在温度异常过高时切断电源，保护您珍贵的样品和设备安全。