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恒溫磁力攪拌器類型與性能比較

[2019/10/28]

恒溫磁力攪拌器作為化學(xué)實驗基本的實驗工具，種類繁多，就形式而言有三大類，熱臺型，熱套型，液浴型；就加熱方式而言可分為傳導(dǎo)型，輻射型；就適用容器而言，可分為平底型和球底型；不同的形式和加熱方式有不同的使用范圍和使用性能，選對合適的儀器對于提高實驗效率，簡化實驗裝置，以及提高實驗質(zhì)量，保證實驗安全都至關(guān)重要。

根據(jù)市面上在售的眾多品牌與種類的恒溫磁力攪拌器，歸納總結(jié)為以下七類，就使用方式，性能優(yōu)劣，使用范圍，安全性能做一對比。

一、熱臺型，采用電阻絲作為加熱源，金屬臺板封閉，通過熱傳導(dǎo)方式加熱，這類在市場上非常多，一般適合于燒杯、三角瓶等平底型容器，使用溫度范圍較寬，一般可達(dá)300度左右，熱臺底部附一磁力攪拌裝置，控溫傳感器置于容器內(nèi)測量溶液溫度，基于熱傳導(dǎo)的梯度傳熱特性，溶液溫度到達(dá)恒溫點時，熱臺溫度要遠(yuǎn)高于恒溫點，熱量將導(dǎo)致溶液溫度繼續(xù)升高，溫沖較大，恒溫精度一般在+2度左右；也有不少用戶采用這種熱臺上面放置容器，容器內(nèi)放置水或者導(dǎo)熱油，用于燒瓶等園底容器加熱使用，水浴時恒溫精度會有所提高，但使用溫度只能用于低于100度的實驗中；油浴時，測溫傳感器放于油浴中或溶液中都會有較大的溫度偏差和溫度波動，主要原因在于導(dǎo)熱油溫度均勻性較差以及導(dǎo)熱率較低，另一方面，當(dāng)使用溫度高于200度時，導(dǎo)熱油會冒煙，更高的溫度可能會導(dǎo)致導(dǎo)熱油聚合失效；還有一種采用輔金屬套置于熱臺上加熱的使用方式，因為多了一層傳熱介質(zhì)，熱傳導(dǎo)效果會更差，控溫效果也不理想。

二、電熱套型，采用電阻絲包裹石棉纖維編織成與燒瓶形狀吻合的加熱套作為熱源，熱傳導(dǎo)方式加熱，使用溫度較高，一般可達(dá)400度，因為形狀固定，這類只能適合單一規(guī)格燒瓶使用，電熱套底部附一磁力攪拌裝置，控溫傳感器一般置于燒瓶內(nèi)測溫，同樣，由于熱傳導(dǎo)的梯度傳熱特性，溶液溫沖較大，控溫精度一般+2度左右。也有用戶將傳感器置于熱套內(nèi)測溫，因為沒有均勻的測溫點，實際溶液控溫精度很差；這類儀器還有一個缺點是防護(hù)性能較差，一旦意外撒落液體于加熱套內(nèi)，很可能導(dǎo)致易燃溶液著火或者加熱絲燒斷。

三、水浴型，采用電熱管作為熱源，內(nèi)置于一容器內(nèi)，容器內(nèi)加水，以水作為傳熱介質(zhì)，附一磁力攪拌裝置，能夠達(dá)到較好的控溫效果，控溫一般可以達(dá)到+1度以內(nèi)，這類只能適合溫度要求低于100度的實驗，另一方面，當(dāng)使用溫度高于80度左右時，水會蒸發(fā)較快，需要及時補(bǔ)充。

四、油浴型，采用電熱管作為熱源，內(nèi)置于一容器內(nèi)，容器內(nèi)加導(dǎo)熱油，以油作為傳熱介質(zhì)，反應(yīng)容器燒瓶置于油浴中，附一磁力攪拌裝置，傳感器置于油浴或溶液中測溫，這類儀器使用范圍較水浴溫度范圍提高不少，一般適用于200度以下實驗，但由于導(dǎo)熱油傳熱較差的原因，控溫精度一般在+（2---5）度，導(dǎo)熱油使用溫度高于200度會冒煙，高溫可用于250度左右，更高溫度可能會使導(dǎo)熱油聚合，無法使用，另一方面，這種結(jié)構(gòu)的儀器一般采用加熱管內(nèi)置油鍋內(nèi)，使用中千萬不能讓加熱管露出液面，輕者加熱管損壞，重者高溫加熱管可能會引燃導(dǎo)熱油，引起失火事故，相關(guān)實驗室著火事故大多由此引起。

五、金屬加熱套型，采用電熱管作為熱源，將金屬電熱管內(nèi)嵌于金屬套中，金屬套一般做成跟反應(yīng)容器相吻合的形狀，跟電熱套型類似，適合固定形狀的容器，一臺儀器只能使用一種容器，由于金屬套導(dǎo)熱率高傳熱均勻適合內(nèi)置傳感器控溫，同時也可防護(hù)漏液損壞，這類儀器使用性能優(yōu)于普通電熱套型，也優(yōu)于熱臺型輔助金屬套加熱方式，使用溫度一般可達(dá)到300度左右，恒溫精度一般+1度左右；缺點是金屬套與燒瓶的吻合度難以統(tǒng)一，不同廠家的燒瓶尺寸不一致，造成使用過程中有的燒瓶無法放入，有的燒瓶放入間隙較大，傳熱效果較差，只能選用與廠家熱套相吻合的燒瓶使用。

六、紅外線加熱型，采用紅外線作為熱源，一般有兩類，一種采用平板微晶玻璃隔離，適合平底容器，另一種采用凹面型微晶玻璃套隔離，適合燒瓶類球底容器；由于是輻射傳熱方式，不需要緊密接觸，不受容器容量規(guī)格限制，另外，紅外線發(fā)熱有很強(qiáng)的即時性，通電瞬間即可達(dá)到很高的溫度，熱量通過輻射方式及時傳遞到反應(yīng)容器，避免了傳導(dǎo)熱的滯后性，附一磁力攪拌裝置，傳感器放置于反應(yīng)容器內(nèi)，控溫精度很高，一般可達(dá)+（0.2---0.5）度，使用溫度可達(dá)350度左右，另一方面，基于微晶玻璃的耐腐蝕性能，可以防護(hù)大部分灑落藥品的腐蝕，缺點是小容量反應(yīng)容器使用時，傳感器插入反應(yīng)容器不太方便，還有一些光敏性反應(yīng)不適合，紅外線可能會干擾反應(yīng)；但總體而言，這類儀器使用性能相較其他幾種有明顯的優(yōu)勢，尤其是對于凹面加熱套型，一機(jī)適合多種規(guī)格燒瓶，控溫精度高，加熱均勻，升溫迅速，安全防腐。

七、液態(tài)金屬浴型，采用電熱管作為熱源，內(nèi)嵌于金屬容器內(nèi)，容器內(nèi)加入低熔點金屬作為介質(zhì)，適合較小容量的園底燒瓶或試管使用，低熔點金屬熔點70度，適合70度以上加熱反應(yīng)實驗，金屬具有良好的導(dǎo)熱特性，導(dǎo)熱率是導(dǎo)熱油的五倍，液態(tài)金屬與反應(yīng)容器接觸緊密，傳熱性能良好，液態(tài)金屬還有一定的磁性，配合磁力攪拌裝置更利于傳熱，控溫精度可達(dá)+1度；配合內(nèi)置傳感器的金屬加熱套，可以避免小容量反應(yīng)容器插入傳感器帶來的不便，使用溫度一般可達(dá)350度左右；液態(tài)金屬沸點800度左右，不存在揮發(fā)的問題，但會有緩慢氧化損耗，由于液態(tài)金屬比重較大，浮力會較大，不適合較大容量反應(yīng)容器使用，對于250ml以下燒瓶而言使用性能以及安全性大大優(yōu)于油浴。

綜上所述，各種類型的恒溫磁力攪拌器各有優(yōu)缺點，近年來，隨著一些生產(chǎn)廠家不斷地創(chuàng)新改進(jìn)，性能優(yōu)異的新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，化學(xué)反應(yīng)實驗將會變得越來越安全、便捷。