离心机的多功能、自动化和微机控制

随着离心机制造和应用技术的发展，离心机不仅在调速技术方面取得进展，而且在多功能和自动化方面也有长足进步，如可变速率起制动、程序变速、直接输入离心力、操作程序的存储和调用、仪器状态的自动诊断、要求尽可能全的显示离心机的参数和状态信息、更加完善的安全保护功能等，有些功能不仅是锦上添花，而且直接影响离心效果，如可变速率起制动和程序变速可以改善区带离心效果和缩短离心时间等。

 

早期离心机控制系统由分立元件组成，电路复杂、成本高、许多功能难以实现。采用微机技术后，可由软件替代硬件的功能或完成硬件难以实现的功能，如离心机程序控制、电机控制等，不仅大大简化硬件的结构，而且多功能、自动化也成为现实。一般离心机微机控制系统的核心是单片微机，硬件系统包括：操作界面、电机控制界面、温度控制界面、安全防护监控界面、系统监控等。操作界面管理键盘和显示器，为便干用户操作和监视运行参数，操作界面应遵循简单扼要，逻辑性强，参数一目了然的原则。德国Heraeus的Biofugestratos离心机采用”EasyCon－trol’臊作界面，全面显示和分别处理运行参数，采用认可的图形语言和尽可能少的单一功能操作键；德国Hettich离心机仅用三个键即可处理操作参数；德国Hermle新款离心机继承传统离心机的操作特点，仍采用旋钮调节参数。电机控制界面的输入是电机的电流和转速信号，输出是电机转速的控制信号，转速传感一般有：同轴发电机测速、磁阻测速、霍尔器件测速、光电投射和折射式测速，由千光电和霍尔测速集成度高、成本低、可靠和应用简单，所以日前应用较多。

离心机转头腔体温度控制系统的原理和结构与普通冰箱大致相同，但尚未普遍采用先进的、精度更高变频压机调温技术：也有应用半导体（vehier）器件制冷，但不普遍；有些离心机，如德国HettiCh的16和30F，为减少电机热传导和转头风阻产热对样品的影响，采用风冷降温技术，风冷离心机的风道设计是关键，一般风从顶部吸入，由底部排出，流动的气体将转头和电机的热量带走，科学的风道既可以降温，也可以减少噪音；有些离心机控制和显示转头内样品的温度（Sample Temperature），而有些是控制和显示转头腔体的温度，前者需做大量的实验，技术含量高，更受用户的欢迎。安全防护监控界面主要包括：超速、超温、转头不平衡、转头识别和门锁监控等。系统监控要监制系统自身的状态，及时保护和给出故障信息，方便维修。单片微机选择集程度高、及总线在内部的单片机，集程度高可以减少造价和提高可靠性，可以简化设计和提高集成度，内部总线通过 Ｉ／Ｏ口与外部隔离，减轻电磁噪音对总线的干扰，eppendorf5415C控制系统的核心仅由一个带ADC的单片机（38ADP70）和一个外围集成块（ULN2802A组成，电路十分简单。