一、引言

Forma 311 系列定位为大容量、直热式 CO₂ 培养箱（184 L；230 V），兼容 TC 或 IR 传感器，适配基础与进阶细胞培养需求 尽管其设计目标是稳定可靠，但在使用过程中仍遇到各种故障情境。本文将通过典型案例分析，并结合解决思路与实践建议，帮助用户快速定位与处理问题，降低维护成本，保障实验连续性。

二、电源与重启故障

案例 1：电源突断断电恢复不当

情境描述
实验楼停电过程中，311 培养箱运行中断后出现 CO₂ 波动，恢复供电后无法自动回到原设状态。伴有 CO₂、温度报警。

原因分析
311型采用直热式，断电期间可能导致冷凝和 CO₂ 设定失效。部分型号（如水套式）具备短时维温设计，但311型无此设计断电重启后，CO₂ PID 控制一段时间尚未恢复稳定，历史参数丢失或气源未切换也可能导致报警。

解决方案

• 安全关闭气源，记录停电时点 

• 恢复供电后重新勘温、重新校准 CO₂（零点+span）；

• 检查 CO₂ 气源压力是否仍在 10–20 psi 范围内；

• 若常有停电，可建议安装 UPS 或选择具备“停电短期维温”功能的水套式型号；

• 养成“重启后至少监控 4 h，确认稳定后开始实验”习惯。

三、玻璃门凝露与加热失效

案例 2：内门结露严重且持续

情境描述
3110（系列 II 水套式）双联机下层长时间出现玻璃门表面凝露；更换主板或内门后问题依旧存在 

原因分析
LabWrench 论坛指出问题为“门加热器无法正常输出，在控制板 J3²端口只有 ~0.3 VDC，而正常应为 ~4.5 VDC”。检测发现控制板故障  更业板后恢复凝露；更深入观察则有次级变故：DC‑AC 板未按脉冲正常驱动加热器 。

解决方案

• 检查门加热器输出端电压，确认 24 VAC 脉冲规律 ；

• 测量门加热器电阻应约 9‑10 Ω，若断路则需更换加热线束；

• 排查门控逻辑组件（门卡扣金属触点完整性）；

• 替换控制板后仍未解决者，应继续检查 DC‑DC 或 AC‑DC 模块；

• 修复后等待腔体内部累温稳定方可恢复实验操作；

• 建议实验室配备常备部件（热线束、门线）供快速维修。

四、CO₂ 控制异常

4.1  Case A：控制系统失准且报警频发

情境描述
311 型接连出现 CO₂ 报警，温湿稳定，但 CO₂ 波动超过设定上下限，影响细胞培养。

原因分析
热导 TC 传感器长期使用后会漂移，触发“CO₂ Sensor Fault”提示；TC 易受湿度、沉积污染干扰 。此外 PID 回路环节碳含量校准失效也会加剧波动。

解决方案

• 先清洁腔体内部，移除污染；

• 使用零点/span 标气（如 0% 与 5% CO₂）进行校准；

• 若扫描校准大于 ±0.5%，则建议更换 TC 传感器模块；

• 建议每 1‑3 个月进行 CO₂ 校准，每年更换 TC 模块；

• 如培养频繁开门，可升级为 IR 传感器版本；

五、温度稳定失衡与结露

5.1 Case B：温控失稳 + 腔体冷凝明显

情境描述
温度目标 37°C，实际向上波动，曲线趋于不稳；内壁或托盘出现凝水。

原因分析
横向散热失衡、电热装置缺陷或 PID 发散、补偿器作动失效。311 型直热式 TC 温度传感器老化也可能导致响应滞后。水套式可因水流断裂导致恒温失效 

解决方案

• 校准温度传感器，对照标准温度计；

• 若偏差 > ±0.2 °C，则更换 RTD 探头；

• 检查 PID 设置、除凝装置是否正常；

• 清洁内胆，不让积水影响电热元件；

• 可考虑将门供应电加热模块升级或更频繁开启 HEPA 或 VOC 版本以提升热平衡；

• 若配置水套式，需检查冷却水循环是否连续。

六、气源与气压异常

案例 C：CO₂ 供气断供 / 压力过高故障

情境描述
突然 CO₂ 中断，CO₂ 浓度迅速下降；或 PID 控制运行过度补偿 CO₂，引发供气异常。

原因分析
使用单级减压阀会导致压力波动无法稳定；正确采用品质为 15 psi +/‑5 psi 的 二级压力调节器 。此外，CO₂ 钢瓶阀门关合、管路破损也会中断供气。

解决方案

• 换装二级减压器，设置 10‑20 psi；

• 通气管使用 SATIN 管并定期替换保证密封；

• 配置 CO₂ 气瓶双罐切换装置（Gas Guard 选配件）；

• 养成定期拆管检查 CO₂ 压力与连接紧固状态。

七、报警通信问题

案例 D：远程报警联动失常

情境描述
311 设定高 CO₂ 或温度报警，但远程报警端口 NO/NC/contact 不触发。

原因分析
控制板通讯故障或继电器损坏。CJ11 或 RJ11 端口连接错误也可能诱发常闭常开状态错位 。

解决方案

• 检测继电器 NO/NC 端输出电压；

• 用有载测试仪手动触发报警，看端口响应；

• 若失效需更换控制板或继电器模块；

• 检查灯号显示是否与报警对应；

• 导出 Error log 进一步排查。

八、气氛杂菌污染与 HEPA 故障

案例 E：腔体污染严重影响实验

情境描述
虽然设备运行正常，但腔体 CV（coefficient variation）增加，表面有黏附颗粒，无形污染物增加。

原因分析
311 型搭载 HEPA 滤片功能，但污堵失效或 VOC 进入依然蔓延。门每分钟换气量未达 ISO 5 等级，加上不常清洁故散菌增加 。

解决方案

• 每月更换 HEPA 滤芯；

• 使用 VOC HEPA² 滤芯或抗菌铜配件减菌污染；

• 每月清洁腔体与水盘 1‑2次；

• 建议配合洁净室门间、紫外灯栓等辅助措施；

• 定期进行 CFD 气流可视化检测，确认循环效率。

九、故障处理流程建议

9.1 建立日志体系

• 所有故障均应记录：时间、参数、报警种类、响应措施、后续验证；

• 使用 EXCEL、LIMS 或纸质日志归档，留痕以利合规稽核。

9.2 维修 SOP 流程

1. 报警 --> 初步判断故障类型；

2. 排查电源/传感器/控制板；

3. 清洁或更换部件后复校；

4. 成功恢复运行后 24h 内进行稳定性验证；

5. 总结归档、更新维修经验库。

9.3 培训建立

• 定期培训实验室操作员与维修人员；

• 建立故障模拟演练流程；

• 建议备件准备如 TC 传感器模块、门线束、小继电器等。

十、总结

Thermo Fisher Forma 311 CO₂ 培养箱功能强大，但也伴随使用环境复杂、老化件多样的挑战。本文涵盖五类典型故障：

• 断电与复位失常；

• 门加热失效凝露；

• CO₂ 控制漂移；

• 温控失衡；

• 远程报警与 HEPA 效能问题；

对应解决方案及建议从维修、流程、培训、配件管理等多个维度统筹匹配，旨在实现快速定位、精准维修、持续稳定运行。如需深入文档或零件号支持，我可继续提供帮助或协助联系官方备件渠道。