實(shí)驗(yàn)室里有很多種加熱設(shè)備，如電爐、電熱板、加熱套等。本文主要介紹各設(shè)備的結(jié)構(gòu)、性能、使用方法及注意事項(xiàng)，無需快速取用。

電飯鍋/電爐

電爐和煤氣燈一樣，是實(shí)驗(yàn)室常用的加熱設(shè)備。電爐主要是通過電流通過電阻絲產(chǎn)生熱量，通常稱為電爐絲。

另一種可以調(diào)節(jié)不同熱值的電爐，常被稱為“萬能電爐”。它的外觀如圖1所示。爐盤在頂部，爐盤下方安裝有單極多位開關(guān)。開關(guān)上有幾個(gè)觸點(diǎn)，每兩個(gè)觸點(diǎn)之間安裝一個(gè)附加電阻。附加電阻上套有多個(gè)瓷管，避免相互接觸和電爐外殼接觸造成短路或漏電傷害。通過滑動金屬片的轉(zhuǎn)動改變與爐絲串聯(lián)的附加電阻，從而調(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。通用電爐的電路如圖2所示。

圖1通用電爐

當(dāng)金屬滑板2處于斷電點(diǎn)3時(shí)，電路被阻斷，電爐處于關(guān)閉位置。當(dāng)金屬片轉(zhuǎn)到接觸點(diǎn)4時(shí)，所有附加電阻都與爐絲串聯(lián)。此時(shí)總電阻最大，流過的電流最小，所以爐絲散發(fā)的熱量最小。當(dāng)金屬片轉(zhuǎn)向接觸點(diǎn)5時(shí)，附加電阻減半，電流強(qiáng)度適中，電爐釋放的熱量也適中。當(dāng)金屬片轉(zhuǎn)到接觸點(diǎn)8時(shí)，附加電阻為零，電流強(qiáng)度達(dá)到最大，電爐釋放的熱量也最大。

如果實(shí)驗(yàn)室沒有萬能電爐，普通電爐也可以接同功率或比它大的自動調(diào)壓器。調(diào)節(jié)輸出電壓，使電流強(qiáng)度可以任意改變，即電爐熱值可以任意改變，比萬能電爐更方便。

圖2通用電爐電路示意圖

1-溫度調(diào)節(jié)旋鈕；2-金屬滑板；3-斷電點(diǎn)；4-接線柱；5-中點(diǎn)端子；6-附加阻力；7-電爐絲；8觸點(diǎn)

電加熱板和電加熱套

事實(shí)上，電熱板是一個(gè)封閉的電爐，形狀一般為矩形或圓形，可以調(diào)節(jié)溫度。更多的加熱物可以同時(shí)放在盤子上，沒有明火。電熱板是近10年來國內(nèi)實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可和接受的一種常規(guī)消化設(shè)備。電熱板控溫性能好，穩(wěn)定性高，安全性強(qiáng)，能在很大程度上幫助實(shí)驗(yàn)人員解決電爐消化所面臨的一些問題。然而，電加熱板也存在能耗高、熱能利用率低、有效加熱面積小、處理樣品量有限、實(shí)驗(yàn)結(jié)果均勻性差等缺點(diǎn)。

電加熱夾套是加熱圓底燒瓶進(jìn)行蒸餾的專用設(shè)備。外殼制成半球形，內(nèi)部由電熱絲、絕緣材料和保溫材料組成。根據(jù)燒瓶的大小選擇合適的電加熱夾套，并經(jīng)常連接自耦變壓器來調(diào)節(jié)所需的溫度。

電爐、電熱板、電熱套使用注意事項(xiàng)

電源電壓應(yīng)與電爐、電熱板和電熱套本身規(guī)定的電壓一致。

當(dāng)加熱容器為玻璃或金屬材質(zhì)時(shí)，電爐上應(yīng)放置石棉網(wǎng)，防止玻璃器皿因受熱不均勻而破裂，以及金屬容器接觸電爐絲而引起短路和觸電。

電爐、電熱板、電加熱夾套的連續(xù)工作時(shí)間不宜過長，以免影響其使用壽命。

電爐的凹槽應(yīng)經(jīng)常保持清潔，燃燒的可燃物應(yīng)及時(shí)清除，以保持電爐絲的導(dǎo)電良好。電爐和電加熱夾套應(yīng)防止因噴濺液體或影響其使用壽命而泄漏。

消化爐

消解爐采用井式電加熱方式，使在井式電加熱爐中加熱的樣品獲得更好的熱效應(yīng)，縮短樣品的消解和消解時(shí)間，從而提高蛋白質(zhì)等有機(jī)物含量測定的檢測速度。發(fā)熱體采用紅外石英管，耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿，防爆，使用壽命長，符合ce標(biāo)準(zhǔn)。具有加熱面積大、溫差小、消解一致性好、熱效率高的特點(diǎn)，有利于樣品的消解。數(shù)顯溫控器用于溫度控制，控溫準(zhǔn)確，升溫快。同時(shí)，從消化管溢出的SO2等有害氣體通過抽吸泵通過消化爐上的污水收集管排入下水道，有效抑制了有害氣體的逸出。

消化爐示意圖

樣品消化步驟

稱取0.3 ~ 1g已過40 ~ 60目/英寸的樣品，放入經(jīng)洗滌干燥無損傷的消化管中，加入水、催化劑和10mL硫酸。

1.將消化管放入每個(gè)消化架的孔中，然后放在消化器上，再放上帶密封圈的污水管。

2.打開吸水三通進(jìn)水，使吸水三通處于吸水狀態(tài)。

3.再次打開電源，打開各自的控制開關(guān)，轉(zhuǎn)動電位器，將指示電壓調(diào)整到220伏，進(jìn)行快速消解。

4.在消解初期，要注意觀察，防止樣品因快速加熱而飛濺。

5.消化后，消化管、污水管和整個(gè)拖車移至冷卻架進(jìn)行冷卻。注意:在冷卻過程中，污水管必須保持吸入狀態(tài)。

6.防止廢氣逸出。

7.儀器使用后，填寫使用維護(hù)記錄。

消化爐的維護(hù)和保養(yǎng)

1.蒸煮器的加熱溫度不應(yīng)超過500℃，以防儀器損壞。

2、消化爐在使用過程中，出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)切斷電源，檢查故障原因。

3.沒有專業(yè)維修工程師在場的情況下，不得擅自拆除消化爐。

4.消化爐的修理和維護(hù)應(yīng)填寫記錄。

馬弗爐

又稱高溫電爐，在稱重分析中常用于燃燒沉淀和灰分測定。

電熱絲結(jié)構(gòu)馬弗爐最高工作溫度為950℃，短時(shí)間內(nèi)可達(dá)1000℃。硅碳棒馬弗爐的加熱元件是爐內(nèi)的硅碳棒，最高工作溫度為1350℃，一般工作溫度為1300℃。馬弗爐分為兩種:定溫加熱和程序升溫加熱。

馬弗爐爐膛由耐高溫、無脹縮斷裂的氧化硅粘結(jié)體制成。爐膛內(nèi)外壁之間有空槽，爐絲串在空槽內(nèi)，爐膛周圍有爐絲，如圖。因此，通電后，整個(gè)爐膛均勻加熱，產(chǎn)生高溫。

爐型

硅碳棒馬弗爐，加熱元件硅碳棒分布在爐膛兩側(cè)。電阻絲馬弗爐一般裝有鎳鉻鎳鋁熱電偶。

耐火磚、耐火土、石棉板等。被涂在硅碳棒馬弗爐的爐膛周圍以減少熱量損失。外殼用角鐵和鐵片覆蓋框架，爐門用耐火磚制成，中間有一個(gè)小孔，里面嵌有透明云母片，觀察爐內(nèi)的溫升。爐膛暗紅色時(shí)，約600℃；當(dāng)達(dá)到深粉色時(shí)，約為800℃；當(dāng)它是淺粉色時(shí)，大約是1000℃。

馬弗爐的使用方法

目前，溫度控制器廣泛應(yīng)用于爐溫控制。溫控器主要由一個(gè)毫伏表和一個(gè)繼電器組成，繼電器連接一個(gè)匹配的熱電偶進(jìn)行溫度控制，其接線如圖。

熱電偶安裝在瓷管內(nèi)，通過馬弗爐后部中間的小孔伸入爐膛。熱電偶在不同的爐溫下產(chǎn)生不同的電位，電位的大小通過溫度值直接顯示在控制器儀表上。當(dāng)指示溫度的指針緩慢上升，達(dá)到預(yù)設(shè)的溫控指針時(shí)，繼電器立即動作，切斷電路，停止加熱。當(dāng)溫度下降，上下指針分開時(shí)，繼電器重新接通電路，電爐繼續(xù)加熱。這種重復(fù)動作可以達(dá)到自動控溫的目的。一般在燃燒前，將溫控指針撥到預(yù)定溫度，達(dá)到預(yù)定溫度時(shí)計(jì)算燃燒時(shí)間。

溫控器接線圖溫控器接線圖

熱電偶的工作原理是:兩根不同金屬的導(dǎo)線連接成一個(gè)閉合回路，一根加熱，另一根不加熱。由于不同金屬中的電子濃度和運(yùn)動速度不同，發(fā)生電子擴(kuò)散現(xiàn)象，在閉合電路中形成電流，產(chǎn)生熱電電動勢。這兩種不同金屬形成的電路稱為熱電偶。一個(gè)毫伏表連接在熱電偶的兩端，用來測量熱電勢的大小。冷點(diǎn)和熱點(diǎn)的溫差越大，毫伏數(shù)越大。毫伏表的刻度根據(jù)熱電偶的特性分為相應(yīng)的溫度值，可以直接讀出溫度值。

使用馬弗爐的注意事項(xiàng)

1.馬弗爐必須放置在堅(jiān)固的水泥平臺上。將熱電偶棒通過馬弗爐后面的小孔插入爐膛，將熱電偶的專用導(dǎo)線連接到溫控器的端子上。注意不要把陽極和陰極接錯(cuò)，以免溫度指針倒轉(zhuǎn)而損壞。

2.找出電爐所需的電源電壓，配置合適的電源插頭、插座和保險(xiǎn)絲，并連接接地線，以免發(fā)生危險(xiǎn)。爐前地面要鋪一層厚的橡膠布，這樣操作更安全。

3、燃燒后，應(yīng)先拉下開關(guān)，切斷電源。但爐門不應(yīng)立即打開，以免爐子突然冷裂。一般可以先開一個(gè)小縫隙，讓它冷卻的更快，最后用長柄坩堝鉗把燒壞的物體取出來。

4.使用馬弗爐時(shí)，要經(jīng)?？垂?，防止因自動控制故障造成電爐絲燒壞等事故。晚上無人看管時(shí)，切勿使用馬弗爐。

5.保持爐膛清潔，不要在爐膛周圍堆放易燃易爆物品。

6.馬弗爐不使用時(shí)，切斷電源，關(guān)閉爐門，防止耐火材料受潮侵蝕。

電熱恒溫水浴鍋

電加熱恒溫水浴常用于蒸發(fā)和恒溫加熱，有單孔和多孔。常用于蒸發(fā)和恒溫加熱，有單孔和多孔。

電熱恒溫水浴鍋一般采用水槽式結(jié)構(gòu)。分為內(nèi)層和外層，內(nèi)層采用鋁板或不銹鋼板。內(nèi)膽底部設(shè)有電熱管和支架。電熱管為銅管，配有電爐絲，包裹絕緣材料，通過導(dǎo)線與溫控器連接。殼體由薄鋼板制成，殼體與內(nèi)膽之間填充有石棉等絕緣材料。溫控器的所有電氣元件都安裝在水浴鍋右側(cè)的電氣箱內(nèi)，控制器攜帶的感溫管插入內(nèi)膽內(nèi)。電氣柜的表面顯示和操作面板。水浴鍋的左下方有一個(gè)排水閥。

電熱恒溫水浴鍋

水浴鍋用電加熱加熱。電源電壓220V。水浴鍋恒溫范圍37 ~ 100℃，溫差1℃。油浴鍋和水浴鍋結(jié)構(gòu)相似，只是加熱介質(zhì)由水變成油。恒溫油浴鍋廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室，是必備的高溫恒溫設(shè)備。它利用高溫加熱管對導(dǎo)熱油進(jìn)行加熱，然后利用精密的溫度控制儀對溫度進(jìn)行精確控制。油浴鍋使用的油應(yīng)根據(jù)溫度和實(shí)驗(yàn)要求確定。

低溫用甘油，高溫用棉籽油，恒溫油浴鍋常用的油有:1號油、2號油、橄欖油、棉籽油、石蠟油、芝麻油、機(jī)油、變壓器油。橄欖油、棉籽油和芝麻油在這些油中的閃點(diǎn)都在300℃左右，所以如果需要高溫試驗(yàn)，建議使用這些油，否則當(dāng)達(dá)到油的燃點(diǎn)時(shí)會非常危險(xiǎn)。

用法和注意事項(xiàng)

1、水浴鍋的使用

關(guān)閉排水閥，向水浴鍋內(nèi)注入清水至適當(dāng)深度，一般不超過水浴鍋容量的三分之二。

將電源插頭連接到插座上，將接地線安裝在插座的粗孔中。

打開電源開關(guān)，將溫控按鈕調(diào)到設(shè)定溫度。

當(dāng)爐絲加熱后溫度指標(biāo)升至控制溫度時(shí)，紅燈熄滅，然后紅燈持續(xù)熄滅，表示恒溫控制器生效。

2.油浴鍋怎么用

使用油浴鍋時(shí)，必須先在鍋內(nèi)加油，然后打開電源。數(shù)字溫度控制儀表顯示實(shí)際測量的溫度，并調(diào)節(jié)旋鈕開關(guān)。

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)，加熱指示燈亮起，表示加熱器已開始工作。

油溫達(dá)到要求溫度時(shí)，恒溫指示燈亮，加熱指示燈滅。

要注意鍋內(nèi)的油不能使電熱管從油面漏出，以免燒壞電熱管造成漏電。

3.水浴鍋?zhàn)⒁馐马?xiàng)

切記水位必須保持不低于電熱管，否則會立即燒壞電熱管。

控制箱內(nèi)部不得潮濕，以防泄漏和損壞控制器。

使用時(shí)，隨時(shí)注意水箱有無滲漏。

除了普通的電熱恒溫水浴鍋，還有一些用于精密測試的超恒溫水浴鍋，由電動循環(huán)泵攪拌，具有良好的自動控溫系統(tǒng)，恒溫波動0.05℃。

4.油浴鍋?zhàn)⒁馐马?xiàng)

向油浴鍋內(nèi)注入液體時(shí)，應(yīng)控制液位，防止過量溢出。夏天，室內(nèi)和室外溫度相差很大。當(dāng)實(shí)驗(yàn)溫度達(dá)到300℃時(shí)，液位應(yīng)控制在體積的80%左右。

禁止使用易燃性和揮發(fā)性高的油，使用的油應(yīng)根據(jù)溫度和實(shí)驗(yàn)要求確定。甘油用于低溫，棉籽油用于高溫。

不要在通風(fēng)不良的地方使用油浴鍋，遠(yuǎn)離火源和容易產(chǎn)生火花的地方，以免引起火災(zāi)。

嚴(yán)禁無油燃燒空，可能造成漏電、著火、燒壞加熱管。禁止在濕度過大的地方用濕手操作，因?yàn)橛新╇姾陀|電的危險(xiǎn)。電源必須接地。

——結(jié)束——