实验室振荡器:通过持续设计创新建立技术

实验室振荡器
市场上的各种振荡器设计反映了科学实验的日益多样化。实验室现在使用比以前更大范围的样品量,从升到微升。虽然复制和组合研究增加了样品数量,对环境控制的要求创造了振动设计者必须考虑的第三个维度。

但是,品种有时可能会引起混乱的选择。

Jeio​​ Tech(Woburn,MA)根据尺寸(台式和地板模型),振动机制(例如摇摆,挥动,双重作用)或培养能力对实验室振荡器进行分类。销售和服务经理Eric Stimac说:“由于生物技术和制药行业的增长,振动台的实验应用已经扩大。“为这些行业服务的供应商必须提供各种各样的产品。

还可以根据摇动运动,摇动尺寸的数量,尺寸,容量和其他特性对振动器分类。有用的分类可以包括一维轨道振荡器,二维跷跷板或摇动振荡器,三维旋转或章动振荡器,重复摇动试管的手的动作的手腕振动器和培养箱。与速度范围,轨道尺寸,负载能力和船舶类型相关的几个子类别存在于这些分组中。

1D轨道振动器在单个水平面中提供圆形振动运动,并且可以进一步细分为低速,高速和涡旋样式,以及使样品沿着线来回移动而不是在两个方向上来回移动的变化尺寸在平面内。覆盖所有这些设计的另一亚型是孵育振荡器,其加热或冷却样品,有时在二氧化碳气氛下。

2D或跷跷板摇动振荡器倾向于以低速(3rpm**50rpm或6倾斜**100倾斜/分钟)操作,并且用于需要温和摇动的应用(例如,洗涤印迹,染色凝胶或细胞文化)。波动有助于确保用低体积的洗涤/处理液体覆盖样品。摇床通常在孵化器和冷藏室中发现。

3D旋转,或章动(想想头部点头),振荡器结合1D轨道和2D摇动摇床的行动。这些组合的运动在容器内产生一种旋转波或洗涤动作。这些振动器中**着名的是由Stovall(Greensboro,NC)制造并由Sigma-Aldrich(St.Louis,MO),SPI(West Chester,PA)和其它分销商销售的适当命名的Belly Dancer TM模型。三维摇床倾向于在低速(3rpm**50rpm)下操作。

像其大型竞争对手一样,IKA(威尔明顿,北卡罗来纳州)销售各种振动筛类型,并计划在明年的德国法兰克福ACHEMA 2012展会上推出扩大的产品系列。除了标准的轨道和水平模型,IKA还将推出面向医疗和生物应用的新滚筒摇床,摇臂和高架转子。“所有新型号都将提供基本和数字版本,”产品经理Oliver Vogelsang解释说。这个选择为同一基本模型提供了一个价格点差异,将吸引许多客户。

电机权衡:AC还是DC?

高速振动台主要使用无刷直流电机,皮带系统和数字电子设备,以实现连续运行时的长电机寿命和可靠性。设计者必须在这些设计中采用大配重以抵消负载范围并增加稳定性。否则,留给自己的设备,高速振荡器将摇摆从台面和地板上的方式。“西南科学(Bordentown,NJ)的产品经理Michael Revesz说,”使用这些振荡器时,用户必须平衡负载,以防止“步行”。西南设计和制造自己的品牌,并重新标记,几个**大的分销商的振动台。

虽然DC无刷电动机产生长寿命和高可靠性,但它们不提供在低速下平稳运行的选择。问题在于产生振动运动所需的扭矩,这是由无刷直流电动机实现的 - 仅在较高的电动机速度下实现。“速度控制防止设置低于约50 rpm,”Revesz补充说。

相比之下,低速1D,2D和3D振动台通常使用有刷直流电机和模拟速度控制来实现平滑的振动动作,同时降低制造成本。有刷直流齿轮电机提供平稳的加速,减速和在低于100 rpm的速度下运行。它们的缺点是碳刷磨损,在电动机内产生碳尘并**终堵塞电动机的电触点。

碳尘堵塞导致操作缓慢,有时会导致故障,需要更换电机。对于在全天候或在寒冷的房间中操作的振荡器,这个问题变得尖锐。

“为了克服电刷磨损,设计师已经尝试了可更换的电刷,更硬的电刷材料和更大的电机(具有更大的电刷),但是当使用更硬的电刷或更大的电机时,振荡器产生的噪声通常变得令人反感,”Revesz先生告诉实验室经理杂志。“这就是为什么**新的低速振动筛设计现在使用带变速电机的无刷交流电机,以消除碳刷粉尘问题,同时保持噪音水平下降。

寻找什么

Jeio​​的Eric Stimac建议购买者考虑其特定样品的速度范围,无论摇床是否可以支持样品重量,以及包含或可选附件。“这些因素必须平衡,因为样本重量通常会减少或抑制摇晃速度,”他说。作为次要的必备功能,Stimac先生建议研究不平衡传感(安全特性),顺时针和逆时针运动的能力,以及速度控制。

“摇床设计用于长时间的连续操作,”IKA的Oliver Vogelsang解释说。因此,客户应该密切关注可承受持续,反复应力的结构。Vogelsang先生名单上的其他需要包括数字显示,简单的界面和计时器,“特别是如果实验必须是可重现的,并且记录在例如良好实验室规范标准下。