خمسة أخطاء شائعة عند قياس درجات حرارة الأسطح وكيفية إصلاحها

إن قياس درجة حرارة الأسطح في المختبرات ليس بالأمر السهل كما يبدو. تُستخدم الأسطح المسخنة بشكل متكرر لتسخين العينات (بما في ذلك الأجنة)، ولكن هل يمكن الوثوق بالفعل بدرجة الحرارة المعروضة على شاشة السطح المسخن؟ إذا وُضعت العينات على أسطح تم إعدادها بشكل غير صحيح، فقد يكون لذلك تأثير ضار جدًا على العينات، بل وقد يتسبب في تلف صلاحية الأجنة بسبب درجات الحرارة الشديدة.

إن أسهل خطأ يُرتكب عند قياس درجة حرارة الأسطح في بيئة المختبر هو معايرة مجموعة جهاز التحكم في درجة الحرارة والمستشعر. يثق الناس عادةً في أن الشاشة الرقمية تعرض درجة الحرارة الصحيحة، حتى لو لم يكن هناك سبب لذلك. بدون المعايرة المناسبة، تكون الشاشة الرقمية ببساطة غير جديرة بالثقة، بل ويمكن أن تكون مضللة.

من المشكلات الأقل شيوعًا إعداد جهاز التحكم PID. إن دقة المستشعر ليست الجزء المهم الوحيد في توفير درجة حرارة دقيقة للأسطح، فجهاز التحكم PID الذي ينظمها لا يقل أهمية عن ذلك. يأخذ جهاز التحكم PID القياسات من المستشعر ويحسب كمية الحرارة والمدة التي يجب توصيلها للوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة. إذا تم ضبطه على نحو متساهل للغاية، فلن يصل السطح المسخن أبدًا إلى درجة الحرارة المطلوبة. وإذا تم ضبطه على نحو قوي للغاية، فلن يستقر النظام أبدًا وسيستمر في تجاوز الحد المطلوب والانخفاض دونه.

أولاً، لاحظ أنه لا يوجد "إعداد واحد" صحيح لكل وحدة. لو كان الأمر بهذه البساطة. يعتمد إعداد جهاز التحكم PID على المستشعر، والسخان، ومكان التركيب، والظروف المحيطة. ثانيًا، إذا تقلبت الظروف المحيطة بشكل كبير، فإن العثور على الإعداد الصحيح للتعامل مع جميع الظروف يمكن أن يكون تحديًا كبيرًا.

عندما يقوم المستخدمون بمعايرة مستشعر درجة الحرارة بأنفسهم، فمن المهم معرفة خصائص نوع المستشعر. يمكن أن يكون استخدام مسبار NTC صغير مفيدًا للقياس داخل قطيرة صغيرة، لكن المستشعر حساس جدًا لأي تغيير. إن تحريكه بضعة ملليمترات أو مجرد التنفس في اتجاهه سيغير القراءة على الفور. هذا لا يجعله مستشعرًا سيئًا، ولكنه ببساطة ليس "مناسبًا للغرض".

الشكل 2: مثال على مستشعر NTC صغير جدًا يستخدم لقياس درجة الحرارة داخل القطيرات.

عندما تُستخدم درجة حرارة السطح المسخن للحفاظ على دفء الخلايا الحية (مثل الأجنة على سبيل المثال)، فإن نطاق درجة الحرارة المطلوب يتراوح عادةً من 35.5 إلى 38 درجة مئوية. إن الانخفاض عن هذا النطاق أو الارتفاع عنه يتسبب في تلف الصلاحية ويجب تجنبه. تتم معايرة هذه الأسطح المسخنة أحيانًا عن طريق القياس داخل طبق باستخدام مستشعر NTC صغير محمول باليد، مما قد يؤدي إلى أخطاء في القياس. بالإضافة إلى ذلك، فإن القياس هو مجرد تحقق فوري ولا يخبرك بأي شيء عن الظروف على مدى فترة أطول.

الشكل 3: سطح مسخن داخل خزانة ذات تدفق رقائقي.

إن أصعب شيء في توليد وقياس درجات حرارة الأسطح الصحيحة هو تأثير الظروف المحيطة على السطح المسخن ودرجة الحرارة المتولدة. قد يعتقد الناس أنه إذا كان لديهم منطقة مختبر مكيفة الهواء، فإن هذا يحل جميع المشكلات، ولكن لا شيء أبعد عن الحقيقة. إن عدم معرفة ظروف بيئات المختبر الخاصة بك هو خطر لم يتم تخفيفه.

الشكل 4: مثال على سطح مسخن غير مستقر تم قياسه وتصويره باستخدام مستشعر درجة حرارة XiltriX Pt100.

أحد هذه الأنظمة هو نظام المراقبة في الوقت الفعلي XiltriX. يسمح هذا الحل بمراقبة عدد لا يحصى من المعلمات لاسلكيًا وعبر الشبكة ونظام سلكي، ويوفر راحة البال على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع في المختبرات. إلى جانب مراقبة درجة الحرارة والسماح بالرسم البياني وإعداد التقارير على مدى فترة طويلة جدًا، يوفر النظام أيضًا إنذارات في الوقت الفعلي عبر الرسائل القصيرة (SMS) والبريد الإلكتروني والمكالمات الصوتية والإنذارات المحلية مثل الأضواء الوامضة والمنارات.

الشكل 5: مثال على محطة مراقبة لاسلكية تستخدم لمستشعرات درجة حرارة الأسطح.

إذا كنت بحاجة إلى مساعدة في تحسين استقرار درجة حرارة الأسطح لديك، فيرجى الاتصال بـ XiltriX عبر موقعنا الإلكتروني أو عبر sales@xiltrix.com. يمكن العثور هناك على العديد من الأمثلة لدراسات الحالة التي توضح حلولاً عملية جدًا للمشكلات التي تحدث في المختبرات اليوم.

XiltriX International

هان ويردستين

الرئيس التنفيذي التجاري