医用离心机工作原理与结构

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      离心现象是指物体在离心力场中表现的沉降运动现象。应用离心沉降进行物质的分析和分离的技术称为离心技术。实现离心技术的仪器是离心机。
一、离心机工作原理
      离心是利用旋转运动的离心力以及物质的沉降系数或浮力密度的差异进行分离、浓缩和提纯生物样品的一种方法。悬浮液在高速旋转下，由于巨大的离心力作用，使悬浮的微小颗粒（细胞器、生物大分子的沉淀等）以一定的速度沉降，从而使溶液得以分离、浓缩和提纯，颗粒的沉降速度取决于离心机的转速、颗粒的质量、大小和密度。离心机的工作框图如图1所示。离心机就是利用离心机转子高速旋转产生的强大的离心力，迫使液体中微粒克服扩散加快沉降速度，把样品中具有不同沉降系数和浮力密度的物质分离开。

二、离心机的结构
2.1低速离心机的结构
     其结构简单，由电动机、离心转盘、调速器、定时器、离心套管与底座等部件构成。
2.1.1电动机：是离心机的主件，多为串激式。它包括定子和转子两部分，串激式电动机有很大的启动转矩，随着负载的增加，转速急速下降，空载时转速很高。
2.1.2离心转盘（转头）：离心转盘常用铸铝制成，平顶锥形，中间有一圆孔，套在电动机上端的转轴上，然后用螺帽旋紧固定，转盘上有6-12个对称的45。角的斜孔，以放试管。
2.1.3调速装置：（控制电动机）有多种，如多抽头变阻器、瓷盘可变电阻器等多种形式。在电源与电动机之间串联一只多抽头扼流圈或瓷盘可变电阻器，改变电动机的电流和电压，通过旋转或触摸面板自动控制系
统，达到转速调节。
2.1.4离心套管：主要用塑料和不锈钢制成。塑料离心管透明（或半透明），常用性能较好的材料，如聚丙烯(PP)，其硬度小，可用穿刺法取出梯度层，但易变形，抗有机溶剂腐蚀性差，使用寿命短。塑料离心管都有管盖，离心前管盖必须盖严，防止倒置时漏液。不锈钢离心管强度大，不变形，能抗热、抗冻、抗化学腐蚀。
2.2高速（冷冻）离心机
      通常有转动装置、速度控制系统、温度控制系统、真空系统、离心室、离心转头及安全保护装置等。由于转速高，带有低温控制装置，离心室的温度可以调节和维持在0。C-40。C。转速、温度和时间也都可以严格准确控制，并有指针或数字显示。

2.2.1转动装置：离心机的转动装置主要由电动机、转头轴以及它们之间连接的部分构成。
2.2.2速度控制系统：是由标准电压、速度调节器、电流调节器、功率放大器、电动机、速度传感器等部分构成。通常采用的速度传感器有测速发电机传感器、光电速度传感器、电磁速度传感器等。
2.2.3真空系统：超速离心机的转速很高，当转速超过4×10 rpm转时，空气摩擦产生的高热就成了严重问题。因此，超速离心机都配有真空系统，将离心腔密封并抽成真空，以克服空气的摩擦阻力，保证离心机达到正常所需要的转速。
2.2.4温度控制系统：高速离心机的温度控制是在转头室装一热电偶，监测温度。制冷压缩机采用全封闭式，由压缩机、冷凝器、毛细管和蒸发器四个部分组成。为了降低噪音，冷凝器通常采用水冷却系统。用接触式热敏电阻作为控温仪的感温元件，在测量仪表上可选择温度和读出其温度控制值。
2.2.5安全保护装置：超速离心机的安全保护装置通常包括主电源过电流保护装置、驱动回路超速保护、冷冻机超负荷保护和操作安全保护四个部分。
2.3超速（冷冻）离心机
2.3.1驱动和速度控制：其驱动装置是由水冷或风冷电动机通过精密齿轮箱或皮带变速，或直接用变频感应电机驱动，并由微机进行控制。还有一过速保护系统，以防止转速超过转头最大规定转速而引起转头的撕裂或爆炸，为此，离心腔用能承受此种爆炸的装甲钢板密闭。
2.3.2温度控制：安装在转头下面的红外线射量感受器直接并连续监测离心腔的温度，以保证更准确、更灵敏的温度调控。红外线温控比高速离心机的热电偶控制装置更敏感、准确。

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