测量表面温度时的5个常见问题（以及如何解决）
实验室中的表面温度测量并非听起来那么简单。加热表面常用于加热样品（甚至是胚胎），但加热表面的显示温度真的可信吗？如果将样品放置在设置不当的表面上，会对样品产生非常不利的影响，甚至可能因极端温度而导致胚胎活力受损。
1. 温度显示的校准
在实验室环境中测量表面温度时，最容易犯的错误就是温度控制器与传感器的组合校准。人们通常会相信数字显示屏能显示正确的温度，即使没有理由这样做。如果没有进行适当的校准，数字显示屏就根本不可信，甚至可能产生误导。
确保频繁（通常是每年一次）校准控制器与显示器的组合。如果您没有合适的可溯源传感器作为标准，可以请校准公司为您完成这项工作。确知一切无误，您便可以安心，这将有助于提高工作质量和实验结果的准确性。
2. PID控制器的准确性
一个不太常见的问题是PID控制器的设置。要提供准确的表面温度，传感器的准确性并非唯一重要的部分，调节温度的PID控制器也同等重要。PID控制器从传感器获取测量值，并计算需要提供多少热量以及持续多长时间才能达到所需温度。如果设置过于宽松，加热表面将永远无法达到所需温度。如果设置过于激进，系统将永远无法稳定下来，并且会持续出现过低和过高的情况。
首先，请注意，没有一个“万能设置”适用于所有设备。可惜事情并非如此简单。PID控制器的设置取决于传感器、加热器、位置和环境条件。其次，如果环境条件波动剧烈，要找到能应对所有条件的正确设置可能相当具有挑战性。
3. 校准温度传感器的类型
当用户自行校准温度传感器时，了解传感器类型的特性非常重要。使用微型NTC探头来测量小液滴内部的温度可能很有用，但这种传感器对任何变化都非常敏感。将其移动几毫米，甚至只是朝它的方向呼吸，都会立即改变读数。这并不意味着它是一个糟糕的传感器，只是它“不适合该用途”。
**图2：**用于测量液滴内部温度的微型NTC传感器示例。
如果要进行校准，稳定性非常重要。如果没有稳定性，则需要通过使用具有更大热质量的传感器来获得稳定性，或者通过使用具有更大热质量和热稳定性的环境来增加稳定性。在校准过程中，使用铝制缓冲块是增加稳定性的一个有用工具。
4. 传感器的位置
当使用加热表面的温度为活细胞（例如胚胎）保温时，理想的温度范围通常在35.5至38°C之间。温度过低或过高都会导致活力受损，需要避免。这些加热表面的校准有时是通过使用微型NTC手持式传感器在培养皿内进行测量，这可能会导致测量错误。此外，这种测量只是一种现场验证，并不能告诉您较长时期内的情况。
**图3：**层流罩内的加热表面。
首先问问自己，您需要在哪里达到理想的温度值。如果是在放置于加热表面上的塑料培养皿内，那么在不补偿塑料材料以及加热表面和培养皿之间的气隙的情况下，直接在加热表面上进行校准是没有意义的。此外，为了防止现场测量或PID调节错误，进行较长时间的测量也很重要。
一种更可靠的测量解决方案是将Pt100传感器放入塑料培养皿中。Pt100传感器具有相对较大的表面积，既可以作为较大的热质量，也可以作为将传感器固定到塑料表面的材料。这种固定方式避免了在培养皿内使用液体的需要，并提供了一个可以长期使用的环境。从这种测量装置中获得的测量值将提供更易于读取的带有趋势值的图表。
5. 环境条件对测量的影响
在生成和测量正确的表面温度时，最困难的是环境条件对加热表面和所生成温度的影响。人们可能认为，如果他们有一个装有空调的实验室区域，就能解决所有问题，但事实远非如此。不了解您的实验室环境状况是一种未得到缓解的风险。
实验室的温度在一年四季甚至一天之内都可能有所不同。从一个加热区域（更易于控制）到一个冷却区域（借助空调）可能会对加热表面的温度稳定性产生很大影响。此外，如果将加热表面放置在层流罩内，气流会对加热表面产生冷却效应，必须对此进行补偿。这也适用于向室内吹送空气的通风口。如果这样一个通风口直接对着加热表面，可能会对整个系统的稳定性产生不利影响。
**图4：**使用 XiltriX Pt100温度传感器测量和可视化的不稳定加热表示例。
最后，例如来自太阳的热辐射会周期性地显著加热某些区域，并可能改变空调系统的行为。当在早晨进行校准（现场检查）时，用户可能完全不知道这种影响，原因很简单，因为没有加热表面行为的可追溯记录。
修复这些错误并不容易，需要多方合作。首先，用户需要指出实际问题所在，并需要与设施部门合作进行纠正。如果没有一个长期的、可信赖的测量，这将很难实现。使用一个能够准确、快速且长期监测的监测解决方案，将是实现更高表面温度测量准确性的有用工具。
XiltriX 实时监测系统就是这样一种系统。该解决方案允许通过无线、网络和有线系统监测多种参数，为实验室提供全天候的安心保障。除了监测温度并允许在很长一段时间内进行图表绘制和报告外，该系统还通过短信、电子邮件、语音呼叫以及闪光灯和信标等本地警报提供实时警报。
**图5：**用于表面温度传感器的无线监测站示例。
如果您在提高表面温度稳定性方面需要帮助，请通过我们的网站或sales@xiltrix.com联系 XiltriX。在那里可以找到许多案例研究的例子，它们展示了针对当今实验室中出现的问题的非常实用的解决方案。
