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如何實(shí)現(xiàn)細(xì)胞培養(yǎng)箱二氧化碳濃度的控制

  • 更新日期:2021-10-17      瀏覽次數(shù):2677
    •  二氧化碳培養(yǎng)箱常用熱導(dǎo)(TC)傳感器或紅外(IR)傳感器檢測箱體內(nèi)二氧化碳濃度的變化。當(dāng)二氧化碳培養(yǎng)箱的門被打開時(shí),CO2從箱體內(nèi)漏出,此時(shí)傳感器就會(huì)探測到CO2濃度的降低,并做出及時(shí)的反應(yīng),重新注入CO2使其恢復(fù)到原先預(yù)設(shè)的水平。 
      (1)熱導(dǎo)(TC)傳感器 熱傳導(dǎo)傳感器(TC)監(jiān)控CO2濃度的工作原理是通過測量兩個(gè)電熱調(diào)節(jié)器之間的電阻變化來實(shí)現(xiàn)的。箱內(nèi)CO2濃度的變化會(huì)改變兩個(gè)電熱調(diào)節(jié)器間的電阻,輸入CO2氣體的低熱導(dǎo)率會(huì)使腔內(nèi)空氣的熱導(dǎo)率發(fā)生變化,這樣就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與CO2濃度直接成正比的電信號(hào)。從而促使傳感器產(chǎn)生反應(yīng)以達(dá)到調(diào)節(jié)CO2水平的作用。 TC控制系統(tǒng)存在的缺點(diǎn):1.TC控制系統(tǒng)檢測結(jié)果會(huì)產(chǎn)生漂移。2.重新校準(zhǔn)的周期較長。3.箱內(nèi)溫度和相對(duì)濕度的改變會(huì)影響傳感器的度。當(dāng)箱門被頻繁打開時(shí),不僅CO2濃度,溫度和相對(duì)濕度也會(huì)發(fā)生很大的波動(dòng),因而影響了TC傳感器的精度。當(dāng)需要的培養(yǎng)條件和頻繁開啟培養(yǎng)箱門時(shí),此控制系統(tǒng)就顯得不太適用了。 
      (2)紅外(IR)傳感器 紅外傳感器(IR)系統(tǒng)包括一個(gè)紅外發(fā)射器和一個(gè)接收檢測器,當(dāng)箱體內(nèi)的CO2吸收了發(fā)射器發(fā)射的部分紅外線之后,接收檢測器就可以檢測出紅外線的減少量,而被吸收紅外線的量正好對(duì)應(yīng)于箱體內(nèi)CO2的水平,從而可以得出箱體內(nèi)CO2的濃度。IR系統(tǒng)相比TC系統(tǒng),穩(wěn)定性更高,檢測結(jié)果無漂移,重新校準(zhǔn)更快,因而價(jià)格也會(huì)有所上升。當(dāng)前市場上出售的二氧化碳培養(yǎng)箱常規(guī)配置的是TC系統(tǒng),當(dāng)然也有一些生產(chǎn)制造商更為注重CO2的濃度控制,出廠的所有二氧化碳培養(yǎng)箱均標(biāo)配IR系統(tǒng)。
      但是也并不是所有的CO2濃度紅外傳感器的工作原理都是一樣的,基于非發(fā)散性紅外線氣體檢測原理的測量方法主要有3種:單光束單波長測量、雙光束雙波長測量和單光束雙波長測量。 單光束單波長測量,顧名思義,這種CO2傳感器只能提供單一波長的光線,由于其穩(wěn)定性極易受到諸如燈泡老化、灰塵污染、溫度變化及光線發(fā)射特性變化等因素的影響,因而其測量的穩(wěn)定性和精度都不夠準(zhǔn)確。 雙光束雙波長測量,這種測量儀器備有2個(gè)光波通道,1個(gè)探測器和2個(gè)濾光鏡,與單光束單波長測的儀器比較,其精度和穩(wěn)定性都有所提高,但在實(shí)際應(yīng)用中,2個(gè)光波通道受到的影響程度同樣也會(huì)給這類測量儀器帶來因非對(duì)稱影響而精度失準(zhǔn)的問題。 單光束雙波長測量,保證了二氧化碳濃度控制的高精度性,避免了雙光束衰減干擾不同步引起的誤差,也避免了單光束單波長探頭的不穩(wěn)定性,好的保護(hù)了寶貴的培養(yǎng)材料。

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