實(shí)驗(yàn)室的加熱設(shè)備有多種，如電爐、電熱板、加熱套等等，本文著重介紹各設(shè)備的結(jié)構(gòu)、性能和使用方法與注意事項(xiàng)，還不趕緊pick起來(lái)。

電爐

電爐同煤氣燈一樣，是化驗(yàn)室中常用的加熱設(shè)備。電爐主要是靠一條電阻絲(常用的為鎳鉻合金絲)通上電流產(chǎn)生熱量的，這條電阻絲常稱為電爐絲。

另有一種能調(diào)節(jié)不同發(fā)熱量的電爐，常稱為“萬(wàn)用電爐”。其外形如圖1 所示。爐盤在上方，爐盤下裝有一個(gè)單刀多位開關(guān)，開關(guān)上有幾個(gè)接觸點(diǎn)，每?jī)蓚€(gè)接觸點(diǎn)間裝有一段附加電阻，附加電阻是用多節(jié)瓷管套起來(lái)的，避免相互接觸和跟電爐外殼接觸而發(fā)生短路或漏電傷人。借滑動(dòng)金屬片的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)改變和爐絲串聯(lián)的附加電阻的大小，以調(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。萬(wàn)用電爐的線路如圖2 所示。  

當(dāng)金屬滑動(dòng)片2處在斷電點(diǎn)3時(shí)，電路不通，電爐處于關(guān)閉位置。當(dāng)金屬片轉(zhuǎn)至接觸點(diǎn)4時(shí)，全部附加電阻與爐絲串聯(lián)，這時(shí)總電阻最大，通過的電流最小，所以爐絲放出熱量最少。當(dāng)金屬片轉(zhuǎn)至接觸點(diǎn)5時(shí)，附加電阻減少一半，電流強(qiáng)度中等，電爐放出熱量也是中等。當(dāng)金屬片轉(zhuǎn)至接觸點(diǎn)8時(shí)，附加電阻為零，電流強(qiáng)度達(dá)到最大，電爐放出熱量也最大。

如果化驗(yàn)室中沒有萬(wàn)用電爐，也可以將普通電爐接上功率相當(dāng)或比它大的自耦調(diào)壓器。調(diào)節(jié)輸出電壓，這樣可以任意改變電流強(qiáng)度，亦即可任意改變電爐的發(fā)熱量，比萬(wàn)用電爐更方便。

圖2 萬(wàn)用電爐線路示意圖

1－調(diào)溫旋鈕；2－金屬滑動(dòng)片；3－斷電點(diǎn)；4－接線柱(也是金屬滑動(dòng)片接觸點(diǎn))；5－中點(diǎn)接線柱；6－附加電阻；7－電爐絲；8－接觸點(diǎn)

電熱板和電加熱套

電熱板實(shí)際上就是一個(gè)封閉式的電爐，一般外形為長(zhǎng)方形或者圓形，可調(diào)節(jié)溫度，板上可同時(shí)放置比較多的加熱物體，而且沒有明火。電熱板是最近10年來(lái)，被國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室所認(rèn)可和接受的一種常規(guī)消解設(shè)備。電熱板控溫好、穩(wěn)定性高、安全性強(qiáng)，可很大程度上幫實(shí)驗(yàn)人員解決電爐消解所面臨的一些問題。但是電熱板也存在一些缺點(diǎn)：能耗大、熱能利用率低、加熱的有效面積小、處理樣品量有限、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的均一性不強(qiáng)。

電加熱套是加熱圓底燒瓶進(jìn)行蒸餾的專用設(shè)備，外殼做成半球形，內(nèi)部由電熱絲、絕緣材料和絕熱材料等組成，根據(jù)燒瓶大小選用合適的電加熱套，使用時(shí)常連接自耦調(diào)壓器，以調(diào)節(jié)所需溫度。

電爐、電熱板和電加熱套使用注意事項(xiàng)

(1)電源電壓應(yīng)和電爐、電熱板和電加熱套本身規(guī)定的電壓相符。

(2)加熱容器是玻璃制品或金屬制品時(shí)，電爐上應(yīng)墊上石棉網(wǎng)，以防受熱不勻?qū)е虏Ａ髅笃屏押徒饘偃萜饔|及電爐絲引起短路和觸電事故。

(3)使用電爐、電熱板和電加熱套的連續(xù)工作時(shí)間不宜過長(zhǎng)，以免影響其使用壽命。

(4)電爐凹槽中要經(jīng)常保持清潔，及時(shí)清除灼燒焦糊物(清除時(shí)必須斷電)，保持爐絲導(dǎo)電良好。電爐和電加熱套內(nèi)防止液體濺落導(dǎo)致漏電或影響其使用壽命。

消化爐

消化爐采用井式電加熱方式，使樣品在井式電加熱爐內(nèi)加熱取得較佳熱效應(yīng)，縮短樣品消化煮解時(shí)間，從而提高了蛋白質(zhì)等有機(jī)物質(zhì)含量測(cè)定的檢測(cè)速度。加熱體(模塊)采用紅外石英管，耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿，防爆裂，壽命長(zhǎng)，符合CE標(biāo)準(zhǔn)。特點(diǎn)是消化管受熱面積大、溫差小，樣品消化一致性好，熱效率高，有利于樣品的消煮。控溫采用數(shù)顯控溫儀，控溫準(zhǔn)，升溫快。同時(shí)消化管內(nèi)溢出的SO2等有害氣體，通過消化爐上的排污收集管經(jīng)抽濾泵排入下水道，有效地抑制有害氣體的外逸。

樣品的消化步驟

稱取經(jīng)粉碎通過40-60目/寸的試樣0.3-1g，無(wú)損地放入已洗凈烘干的消化管內(nèi)，加水、催化劑和10mL硫酸。

1、將消化管分別放入各個(gè)消化架的各個(gè)孔內(nèi)，然后置于消化器上，放上已裝好密封圈的排污管。

2、打開抽氣三通進(jìn)水(自來(lái)水)，使抽氣三通處于吸氣狀態(tài)。

3、再接通電源，打開各自控制開關(guān)，轉(zhuǎn)動(dòng)電位器，調(diào)節(jié)指示電壓為220V，使其快速消化。

4、在消化初始階段，需注意觀察，防止試樣因急速加熱而飛濺(緩解方法：可在消化至飛濺時(shí)關(guān)機(jī)5 min后再開機(jī)繼續(xù)加熱)。

5、消化結(jié)束后，消化管及排污管和整個(gè)拖架一起移到冷卻架上進(jìn)行冷卻。注意：在冷卻過程中，排污管必須保持吸氣狀態(tài)(千萬(wàn)不能將消化管放入水中冷卻)。

6、防止廢氣逸出。

7、儀器使用結(jié)束后，填寫使用與維護(hù)記錄。

消化爐的維護(hù)與保養(yǎng)

1、消化爐的加熱溫度不可超過500℃，防止儀器發(fā)生損壞。

2、消化爐在使用過程中，出現(xiàn)不正常現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)及時(shí)關(guān)閉電源，檢查故障原因。

3、在沒有專業(yè)維修工程師在場(chǎng)的情況下，不得私自拆卸消化爐。

4、消化爐的維修及保養(yǎng)需填寫記錄。

馬弗爐

也稱高溫電爐，常用于稱量分析中灼燒沉淀、測(cè)定灰分等工作。

熱力絲結(jié)構(gòu)的馬弗爐，最高使用溫度為950℃ ,短時(shí)間可以用到1000℃。硅碳棒式馬弗爐的發(fā)熱元件是爐內(nèi)的硅碳棒，最高使用溫度為1350℃，常用工作溫度為1300℃。馬弗爐根據(jù)使用需求又分為固定溫度升溫和程序溫度升溫兩種類型。

馬弗爐的爐膛是由耐高溫而無(wú)漲縮碎裂的氧化硅結(jié)合體制成的。爐膛內(nèi)外壁之間有空槽，爐絲串在空槽中，爐膛四周都有爐絲，如圖所示。所以，通電以后，整個(gè)爐膛周圍被均勻加熱而產(chǎn)生高溫。

爐膛形狀

硅碳棒式馬弗爐，發(fā)熱元件硅碳棒(一般配鉑-鉑銠熱電偶)分布在爐膛兩側(cè)。電阻絲式馬弗爐一般配鎳鉻-鎳鋁熱電偶。

硅碳棒式馬弗爐爐膛的外圍包覆耐火磚、耐火土、石棉板等，以減少熱量的損失。外殼包上帶角鐵的骨架和鐵皮，爐門用耐火磚制成，中間開一個(gè)小孔，嵌一塊透明的云母片，以觀察爐內(nèi)升溫情況。當(dāng)爐膛內(nèi)呈暗紅色時(shí)，為600℃左右；達(dá)到深桃紅色時(shí)，為800℃左右；淺桃紅色時(shí)，為1000℃左右。

馬弗爐使用方法

爐內(nèi)的溫度控制目前普遍采用溫度控制器。溫度控制器主要是由一塊毫伏表和一個(gè)繼電器組成，連接一支相匹配的熱電偶進(jìn)行溫度控制，其接線如圖所示。

熱電偶裝在瓷管中并從馬弗爐的后部中間小孔伸進(jìn)爐膛內(nèi)。熱電偶隨著爐溫不同產(chǎn)生不同的電勢(shì)，電勢(shì)的大小直接用溫度數(shù)值在控制器表頭上顯示出來(lái)。當(dāng)指示溫度的指針(上指針)慢慢上升與事先調(diào)好的控制溫度指針(下指針)相遇時(shí)，繼電器立即動(dòng)作切斷電路，停止加熱。當(dāng)溫度下降上下指針分開時(shí)，繼電器又使電路重新接通，電爐又繼續(xù)加熱。如此反復(fù)動(dòng)作，就可達(dá)到自動(dòng)控溫目的。一般在灼燒前，將控溫指針撥到預(yù)定溫度的位置，從到達(dá)預(yù)定溫度時(shí)計(jì)算灼燒時(shí)間。

溫度控制器接線示意圖溫度控制器接線示意圖

熱電偶工作的原理是：用兩條不同金屬的導(dǎo)線連成一個(gè)閉合電路，在其中一個(gè)接點(diǎn)加熱，另一接點(diǎn)處于不加熱(冷點(diǎn))狀態(tài)，由于不同金屬中的電子濃度和運(yùn)動(dòng)速度不同，就產(chǎn)生了電子擴(kuò)散現(xiàn)象，在閉合電路中就形成了電流，產(chǎn)生了溫差電動(dòng)勢(shì)。這兩種不同金屬所接成的電路稱為熱電偶。把一個(gè)毫伏表接在熱電偶兩端用以測(cè)量溫差電動(dòng)勢(shì)的大小，冷點(diǎn)和熱點(diǎn)溫差越大，毫伏數(shù)越大。毫伏表上的刻度按照所配用的熱電偶的特性劃成相應(yīng)的溫度數(shù)值，可以直接讀出溫度值。

馬弗爐使用注意事項(xiàng)

1、馬弗爐必須放置在穩(wěn)固的水泥臺(tái)上，將熱電偶棒從馬弗爐背后的小孔插入爐膛內(nèi)，將熱電偶的專用導(dǎo)線接至溫度控制器的接線柱上。注意正、負(fù)極不要接錯(cuò)，以免溫度指針反向而損壞。

2、查明電爐所需電源電壓，配置功率合適的插頭、插座和保險(xiǎn)絲，并接好地線，避免危險(xiǎn)。爐前地上應(yīng)鋪一塊厚膠皮布，這樣操作時(shí)較安全。

3、灼燒完畢后，應(yīng)先拉下電閘，切斷電源。但不應(yīng)立即打開爐門，以免爐膛驟然受冷碎裂。一般可先開一條小縫，讓其降溫快些，最后用長(zhǎng)柄坩堝鉗取出被燒物件。

4、馬弗爐在使用時(shí)，要經(jīng)常照看，防止自控失靈，造成電爐絲燒斷等事故。晚間無(wú)人值守時(shí)，切勿啟用馬弗爐。

5、爐膛內(nèi)要保持清潔，爐子周圍不要堆放易燃易爆物品。

6、馬弗爐不用時(shí)，應(yīng)切斷電源，并將爐門關(guān)好，防止耐火材料受潮氣侵蝕。

電熱恒溫水（油）鍋

電熱恒溫水(油)浴鍋常作蒸發(fā)和恒溫加熱用，有單孔和多孔的。常作蒸發(fā)和恒溫加熱用，有單孔和多孔的。

電熱恒溫水浴鍋一般都采用水槽式結(jié)構(gòu)。分內(nèi)外兩層，內(nèi)層用鋁板或不銹鋼板制成內(nèi)膽。膽內(nèi)底部設(shè)有電熱管和托架。電熱管是銅質(zhì)管，管內(nèi)裝有電爐絲并用絕緣材料包裹，有導(dǎo)線連接溫度控制器。外殼用薄鋼板制成，外殼與內(nèi)膽之間填充石棉等絕熱材料。溫度控制器的全部電器部件均裝在水浴鍋右側(cè)的電器箱內(nèi)，控制器所帶的感溫管則插在內(nèi)膽中。電器箱表面顯示和操作面板。水浴鍋?zhàn)笙聜?cè)有放水閥門。

電熱恒溫水浴鍋

水浴鍋用電熱加溫。電源電壓為220V。水浴鍋恒溫范圍為37-100℃(需高于室溫3℃)，溫差為±1℃。油浴鍋和水浴鍋構(gòu)造相似，只是把加熱介質(zhì)由水變成了油。恒溫油浴鍋在實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)用非常廣泛，是一種必備的高溫恒溫設(shè)備，它是采用高溫加熱管對(duì)導(dǎo)熱油進(jìn)行加熱，再通過精密的溫控儀表對(duì)溫度進(jìn)行精確的控制。油浴鍋所使用的油，要根據(jù)溫度和實(shí)驗(yàn)要求來(lái)定。

溫度低的用甘油，高的用棉籽油，一般情況下恒溫油浴鍋常用的油有：橄欖油、棉籽油、石蠟油、麻油、機(jī)油、變壓器油。這些油中橄欖油、棉籽油、麻油的閃點(diǎn)都在300℃左右，所以如果要進(jìn)行高溫試驗(yàn)，推薦使用這幾種油，否則當(dāng)達(dá)到油的著火點(diǎn)時(shí)，會(huì)非常危險(xiǎn)。

使用方法及注意事項(xiàng)

1、水浴鍋的使用方法

(1)關(guān)閉放水閥門，將水浴鍋內(nèi)注入清水(最好用純水)至適當(dāng)?shù)纳疃龋话悴怀^水浴鍋容量的三分之二。

(2)將電源插頭接在插座上，并在插座的粗孔安裝地線。

(3)開啟電源開關(guān)接通電源，調(diào)節(jié)調(diào)溫控制按鈕至設(shè)定溫度。

(4)爐絲加熱后溫度的指數(shù)上升到控制的溫度時(shí)紅燈熄滅，此后紅燈就不斷熄亮，表示恒溫控制器發(fā)生作用。

2、油浴鍋的使用方法

(1)油浴鍋使用時(shí)必須先加油于鍋內(nèi)，再接通電源，數(shù)字溫控表顯示實(shí)際測(cè)量溫度，調(diào)節(jié)旋鈕開關(guān)。

(2)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，表明加熱器已開始工作。

(3)當(dāng)油溫達(dá)到所需溫度時(shí)，恒溫指示燈亮，加熱指示燈熄。

(4)應(yīng)注意鍋內(nèi)油不能使電熱管漏出油面，以免燒壞電熱管，造成漏電現(xiàn)象。

3、水浴鍋的注意事項(xiàng)

(1)切記水位一定保持不低于電熱管，否則將立即燒壞電熱管。

(2)控制箱內(nèi)部不可受潮，以防漏電和損壞控制器。

(3)使用時(shí)應(yīng)隨時(shí)注意水箱是否有滲漏現(xiàn)象。

除了普通的電熱恒溫水浴鍋外，還有些精密試驗(yàn)用的超級(jí)恒溫水浴鍋，它用電動(dòng)循環(huán)泵進(jìn)行攪拌，并有良好的自動(dòng)控溫系統(tǒng)，恒溫波動(dòng)度為±0.05℃。

4、油浴鍋的注意事項(xiàng)

(1)在向油浴鍋內(nèi)注入液體時(shí)，要控制液位，嚴(yán)防過量溢出，夏天室內(nèi)與室外溫度差異大，當(dāng)實(shí)驗(yàn)溫度達(dá)到300℃時(shí)，液位應(yīng)控制在容積的80％左右。

(2)禁止使用可燃性、揮發(fā)性高的油，所使用的油，要根據(jù)溫度和實(shí)驗(yàn)要求來(lái)定。溫度低的用甘油，溫度高的用棉籽油。

(3)油浴鍋不要在換氣差的場(chǎng)所使用，遠(yuǎn)離火源、易產(chǎn)生火花地點(diǎn)，以免引發(fā)火災(zāi)。

(4)禁止在無(wú)油的情況下空燒，會(huì)引起漏電，發(fā)生火災(zāi)，燒壞加熱管。禁止用濕手在濕氣過多的地方進(jìn)行操作，有漏電觸電的危險(xiǎn)。電源必須使用接地插頭。