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赛默飞二氧化碳培养箱3131如何调节CO₂气体流量?

赛默飞(Thermo Fisher Scientific)Forma™ Series II(如 3131 型)CO₂ 培养箱并不提供用户可调节的 CO₂ 流量控制功能。其 CO₂ 气体注入由内部电磁阀和 PID 控制算法自动完成,设定只接受 CO₂ 目标浓度设定值,无法让用户在面板上直接调整流量大小。

一、自动化气体流量控制机制   

3131 使用 比例-积分-微分(PID)闭环控制,通过检测 CO₂ 差值自动驱动电磁阀开闭,调整气体注入量;

用户通过 CO₂ 设置设定目标(如5%),系统自动调整电磁阀开启时间与频次,维持稳定浓度;

内部控制逻辑自动决定注气频次与时长,无需用户干预,也无参数界面进行“流量(L/min)”调整。


二、用户设定CO₂浓度—无流量选项

  • 用户只需在 Set 模式输入目标 CO₂ 浓度值,系统依据该值自动执行:

    1. 检测实时 CO₂ 与设定差值;

    2. 若出现偏差,电磁阀按需注气;

    3. CO₂ 达到目标后阀门关闭;

  • 面板提供的是 浓度控制接口,无任何流量或节气量设定项。


三、为何不提供用户流量控制?

  • 设计目标明确:设备重点在维持稳定环境而非设定气体流速;

  • 防止误调误控:工业环境易出现浓度失控,采用 PID 与阀控可最大化安全性;

  • 简化用户操作:培养箱用户多为生物实验操作人员,避免复杂参数设计。


四、如需控制“粗流量”可调节方法

虽然面板无流量设置,但实验中可通过以下方式限制平均注气流量:

方法工作原理优缺点
上游调压器调节排气压力将 CO₂ 调压器设为低于标配压力(标配约15 psig),降低最大注气量简单但需经验判断压力与稳定性
更换限流软管替换为内径更小的软管,限制气体通过能力流速变慢,可能影响浓度恢复速度
采样回路添加节流阀在气路中安装精密针阀可设流速,但复杂、需气路改造与校准

✅ 提示:使用以上任何方法前务必监控 CO₂ 控制是否正常,否则可能导致浓度震荡或过低严重影响实验。


五、何时才需要手动控制流量?

只有在以下特定需求下才会考虑调节气体流量:

  • 模拟体内循环或替代通风速率的实验;

  • 精细控制 CO₂ 补气速度,防止环境突变;

  • 需要评估气体使用效率或成本控制。

而对于一般静态细胞培养或病毒孵育,只需设定浓度即可满足实验需求,无需流量干预。


六、总结要点

  • 3131 无用户可调节 CO₂ 流量功能,只可设定目标浓度;

  • CO₂ 注入由 PID 控制电磁阀自动管理;

  • 若确需流量控制,可采用调压器、改软管、限流阀等方式,但须谨慎校准;

  • 对大多数细胞培养实验来说,浓度控制已足够,PID 管理保证稳定无人工复杂操作。