臺式離心機工作原理

    離心機是將樣品進行分離的儀器，廣泛應用干生物醫學、石油化工、農業、食品衛生等領域，它利用不同物質在離心力場中沉淀速度的差異，實現樣品的分析分離。離心機自問世以來，歷經低速、調整、超速的變遷，其進展主要體現在離心設備和離心技術兩方面，二者相輔相成。從轉速看，臺式離心機基本屬于低速、高速離心機的范疇，因此具有低速和高速離心機的技術特點，其結構主要由電機驅動系統、制冷系統、機械系統、轉頭和系統控制等幾部分組成，與落地式離心機相比只不過是尺寸和容量小一點罷了。通用臺式離心機的發展已經模糊了低速、高速、微量和大容量離心機的界線，眾多的轉頭為科研人員提供相當廣泛的應用范圍，成為科研實驗室機型，如美國的Sorvall的(de) ST2l，德國 Heracus新機型 Biofuge Stratos等。

本文(wen)將結(jie)(jie)合(he)國內外(wai)流(liu)(liu)行的(de)臺(tai)式離(li)心機．著重從功能結(jie)(jie)構(gou)，介紹臺(tai)式離(li)心機的(de)關鍵技(ji)術及(ji)其進展，并希望通(tong)過國內外(wai)流(liu)(liu)行機型(xing)的(de)技(ji)術總結(jie)(jie)和比較，提供有益的(de)選型(xing)建(jian)議。

 

1．交流變頻調(diao)(diao)速(su)將逐步取代(dai)直流調(diao)(diao)速(su)

    轉速(su)調(diao)(diao)節系統是離(li)心機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)核心部分，由控(kong)(kong)制(zhi)、功率驅動(dong)和電機(ji)(ji)(ji)三(san)大要素組(zu)成，主要是控(kong)(kong)制(zhi)電機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)轉速(su)。在離(li)心機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)發展進(jin)程(cheng)中(zhong)直流調(diao)(diao)速(su)功不可沒，其主要特點是具有良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)起制(zhi)動(dong)、調(diao)(diao)速(su)范圍寬、結構簡單(dan)、成本低、理(li)論和實踐都比較(jiao)成熟(shu)等(deng)(deng)，因此八(ba)十(shi)年代(dai)前在離(li)心機(ji)(ji)(ji)中(zhong)得到廣(guang)泛的(de)(de)(de)應用(yong)較(jiao)成熟(shu)等(deng)(deng)，因此八(ba)十(shi)年代(dai)前在離(li)心機(ji)(ji)(ji)中(zhong)得到廣(guang)泛的(de)(de)(de)應用(yong)，至今仍在應用(yong)和不斷(duan)的(de)(de)(de)改(gai)進(jin)，如改(gai)進(jin)直流電機(ji)(ji)(ji)銅頭和碳刷的(de)(de)(de)耐磨(mo)性，以延長電機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)壽命和碳刷的(de)(de)(de)更換周期等(deng)(deng)。

    可控(kong)(kong)硅相控(kong)(kong)直(zhi)流調(diao)速是經典的(de)(de)直(zhi)流調(diao)速方案，結構簡單(dan)、技(ji)術成熟，基本滿(man)足離心(xin)機調(diao)速的(de)(de)需求，因此在國(guo)(guo)內外離心(xin)機中得(de)到(dao)廣(guang)泛的(de)(de)應用。其(qi)主要(yao)缺點是，整(zheng)流波(bo)形差、電(dian)流脈動大、輕負載時易出現(xian)斷流現(xian)象、為維持直(zhi)流電(dian)機電(dian)流的(de)(de)連續(xu)，需加一(yi)笨(ben)重的(de)(de)平滑電(dian)感，增加了(le)儀器的(de)(de)體(ti)積和(he)重量。八(ba)十(shi)年(nian)代后，隨(sui)著全控(kong)(kong)功率器件的(de)(de)發展，如(ru)功率晶體(ti)管(guan)和(he)場效應管(guan)等，開關功率變換(huan)技(ji)術逐漸在離心(xin)機直(zhi)流調(diao)速系(xi)統中得(de)到(dao)應用，如(ru)德國(guo)(guo) eppendorf 5410和(he) 5402離心機，這種技術(shu)主要(yao)是通過高(gao)頻直(zhi)流斬波，調節(jie)脈沖占寬(kuan)比，改變輔(fu)出電(dian)(dian)(dian)壓，為(wei)直(zhi)流電(dian)(dian)(dian)機供電(dian)(dian)(dian)。由于開關頻率很高(gao)，一般小于50KHZ僅靠電機自身的電感濾波，即可(ke)獲得平滑(hua)的直流(liu)電流(liu)，克服(fu)了可(ke)控硅相(xiang)控直流(liu)調速的缺點，因(yin)此轉速更平滑(hua)，調速范圍更寬。

    開(kai)環(huan)調(diao)速(su)(su)(su)是zui簡單的(de)調(diao)速(su)(su)(su)方案(an)(an)，甚至(zhi)十幾個(ge)分立器(qi)件或一個(ge)集(ji)成塊即可組成一個(ge)系統，所以(yi)至(zhi)今國內(nei)某些(xie)低價位(wei)的(de)離心機(ji)仍采用這種方案(an)(an)，其主要(yao)缺(que)點是需要(yao)手動調(diao)速(su)(su)(su)，不能控制電(dian)(dian)機(ji)的(de)電(dian)(dian)流，轉速(su)(su)(su)精度和技術附(fu)加值都(dou)比較低。鑒于開(kai)環(huan)調(diao)速(su)(su)(su)的(de)局限性，國內(nei)外(wai)大部分離心機(ji)普遍采用既有電(dian)(dian)流反饋又有轉速(su)(su)(su)反饋的(de)雙閉環(huan)調(diao)速(su)(su)(su)方案(an)(an)，其主要(yao)優點是自動調(diao)速(su)(su)(su)、升速(su)(su)(su)快、轉速(su)(su)(su)超調(diao)小、精度高、限流功能避免(mian)電(dian)(dian)機(ji)過電(dian)(dian)流損(sun)壞。

    雖然直(zhi)(zhi)(zhi)流(liu)調(diao)速(su)(su)歷史悠久、技術(shu)成熟(shu)、但直(zhi)(zhi)(zhi)流(liu)電(dian)機(ji)(ji)機(ji)(ji)械整(zheng)流(liu)子(zi)換(huan)向是其(qi)致(zhi)命(ming)的(de)弱點，限制了(le)電(dian)機(ji)(ji)的(de)轉(zhuan)速(su)(su)，整(zheng)流(liu)子(zi)帶來干(gan)擾(rao)，需要更換(huan)碳(tan)刷等，使得早期的(de)超(chao)速(su)(su)或(huo)高速(su)(su)離(li)心(xin)機(ji)(ji)不得不采用(yong)(yong)如(ru)齒輪變(bian)(bian)速(su)(su)的(de)間接(jie)提速(su)(su)方案或(huo)其(qi)它方法，增加(jia)了(le)成本(ben)和(he)體積，降低了(le)壽(shou)命(ming)和(he)可(ke)靠性(xing)。七十(shi)(shi)年代末，國外超(chao)速(su)(su)離(li)心(xin)機(ji)(ji)中(zhong)采用(yong)(yong)變(bian)(bian)頻(pin)調(diao)速(su)(su)技術(shu)，主要通過改變(bian)(bian)感應(ying)電(dian)機(ji)(ji)的(de)供電(dian)頻(pin)率調(diao)節轉(zhuan)速(su)(su)。由于感應(ying)電(dian)機(ji)(ji)無(wu)需機(ji)(ji)械整(zheng)流(liu)子(zi)，不僅免去更換(huan)碳(tan)刷之煩，而且(qie)提高了(le)電(dian)機(ji)(ji)轉(zhuan)速(su)(su)，甚至十(shi)(shi)幾萬轉(zhuan)的(de)超(chao)速(su)(su)離(li)心(xin)機(ji)(ji)，也能直(zhi)(zhi)(zhi)接(jie)驅動，大大簡(jian)化(hua)離(li)心(xin)機(ji)(ji)的(de)結構。變(bian)(bian)頻(pin)調(diao)速(su)(su)的(de)技術(shu)關鍵(jian)(jian)：一(yi)是全控(kong)功率器件的(de)發(fa)展(zhan)和(he)應(ying)用(yong)(yong)，簡(jian)化(hua)了(le)調(diao)速(su)(su)的(de)技術(shu)關鍵(jian)(jian)：一(yi)是全控(kong)功率器件的(de)發(fa)展(zhan)和(he)應(ying)用(yong)(yong)，簡(jian)化(hua)了(le)逆變(bian)(bian)器的(de)主電(dian)路(lu)；二是SPWM技(ji)術(shu)(shu)(shu)改(gai)進了逆(ni)變器(qi)的(de)(de)性(xing)能指標；三是控制(zhi)技(ji)術(shu)(shu)(shu)的(de)(de)發(fa)展，如矢量控制(zhi)技(ji)術(shu)(shu)(shu)等(deng)，使感(gan)應電(dian)機的(de)(de)控制(zhi)性(xing)能達(da)到或(huo)超(chao)過直流電(dian)機的(de)(de)水平；四是變頻(pin)調(diao)速大(da)規(gui)模集成(cheng)(cheng)電(dian)路(lu)和微處理器(qi)大(da)大(da)簡化了變頻(pin)電(dian)路(lu)，如西門子三相可編程(cheng)脈寬(kuan)調(diao)制(zhi)集成(cheng)(cheng)電(dian)路(lu)SIH4520、In公司的SX196MC和 TI公司的(de) TMS 320C240電機(ji)(ji)控制單片(pian)機(ji)(ji)等，目(mu)前變頻調速(su)(su)*可以和直流調速(su)(su)相媲美。九十年代后(hou)，國(guo)外主要離(li)心機(ji)(ji)廠商的(de)全線產(chan)品幾乎都采用變頻調速(su)(su)的(de)技(ji)術，不(bu)論超速(su)(su)、高速(su)(su)，還是(shi)低速(su)(su)離(li)心機(ji)(ji)，如德國(guo)Heraeus、Hettich等，我(wo)國也(ye)將(jiang)變(bian)頻(pin)調速離(li)心機(ji)列為攻(gong)關計劃，部分廠(chang)家已(yi)經推(tui)出變(bian)頻(pin)調速離(li)心機(ji)，如上(shang)海安亭科學儀器廠(chang)，中科院生物物理所等。根(gen)據交(jiao)流電(dian)機(ji)不同(tong)，變(bian)頻(pin)調速也(ye)有所區別，目前變(bian)頻(pin)調速離(li)心機(ji)中所用(yong)電(dian)機(ji)主要(yao)有三種：異步感應(ying)電(dian)機(ji)、無刷直流電(dian)機(ji)和可(ke)變(bian)磁阻電(dian)機(ji)。1988年SORVALL應(ying)用無刷直(zhi)流電機推出RC－285亞超速離心機，Beckman應用可(ke)變磁阻電機(ji)生(sheng)產出轉速高達三萬(wan)轉的Avanti系列離心機，其起制動加減速率比同類離心機快(kuai)一倍，但目(mu)前應用zui普及和(he)zui成熟還是異(yi)步感(gan)應電機。

2．多(duo)功能、自(zi)動化和微(wei)機控(kong)制

    隨著離心(xin)(xin)機(ji)(ji)制(zhi)(zhi)造和(he)(he)應用技術的(de)(de)發展，離心(xin)(xin)機(ji)(ji)不僅(jin)在(zai)調速(su)(su)(su)技術方(fang)面(mian)(mian)取得進(jin)(jin)展，而(er)且(qie)在(zai)多功(gong)(gong)能(neng)和(he)(he)自動(dong)(dong)化方(fang)面(mian)(mian)也有長足進(jin)(jin)步，如(ru)可(ke)變速(su)(su)(su)率起(qi)制(zhi)(zhi)動(dong)(dong)、程(cheng)序(xu)變速(su)(su)(su)、直(zhi)接輸入離心(xin)(xin)力、操作(zuo)(zuo)程(cheng)序(xu)的(de)(de)存儲和(he)(he)調用、儀(yi)器狀態(tai)(tai)的(de)(de)自動(dong)(dong)診斷、要求盡可(ke)能(neng)全(quan)的(de)(de)顯示(shi)離心(xin)(xin)機(ji)(ji)的(de)(de)參(can)數和(he)(he)狀態(tai)(tai)信息(xi)、更加完(wan)善的(de)(de)安(an)全(quan)保護功(gong)(gong)能(neng)等(deng)，有些(xie)功(gong)(gong)能(neng)不僅(jin)是(shi)錦上添花，而(er)且(qie)直(zhi)接影(ying)響離心(xin)(xin)效果(guo)，如(ru)可(ke)變速(su)(su)(su)率起(qi)制(zhi)(zhi)動(dong)(dong)和(he)(he)程(cheng)序(xu)變速(su)(su)(su)可(ke)以(yi)改善區帶離心(xin)(xin)效果(guo)和(he)(he)縮短離心(xin)(xin)時間等(deng)。早期離心(xin)(xin)機(ji)(ji)控(kong)制(zhi)(zhi)系統(tong)(tong)由分立元(yuan)件(jian)組成(cheng)(cheng)，電(dian)路復雜(za)、成(cheng)(cheng)本高、許多功(gong)(gong)能(neng)難(nan)以(yi)實現(xian)。采(cai)用微(wei)機(ji)(ji)技術后，可(ke)由軟件(jian)替代硬件(jian)的(de)(de)功(gong)(gong)能(neng)或完(wan)成(cheng)(cheng)硬件(jian)難(nan)以(yi)實現(xian)的(de)(de)功(gong)(gong)能(neng)，如(ru)離心(xin)(xin)機(ji)(ji)程(cheng)序(xu)控(kong)制(zhi)(zhi)、電(dian)機(ji)(ji)控(kong)制(zhi)(zhi)等(deng)，不僅(jin)大大簡(jian)(jian)化硬件(jian)的(de)(de)結構，而(er)且(qie)多功(gong)(gong)能(neng)、自動(dong)(dong)化也成(cheng)(cheng)為現(xian)實。一般離心(xin)(xin)機(ji)(ji)微(wei)機(ji)(ji)控(kong)制(zhi)(zhi)系統(tong)(tong)的(de)(de)核(he)心(xin)(xin)是(shi)單片微(wei)機(ji)(ji)，硬件(jian)系統(tong)(tong)包括：操作(zuo)(zuo)界面(mian)(mian)、電(dian)機(ji)(ji)控(kong)制(zhi)(zhi)界面(mian)(mian)、溫度控(kong)制(zhi)(zhi)界面(mian)(mian)、安(an)全(quan)防護監控(kong)界面(mian)(mian)、系統(tong)(tong)監控(kong)等(deng)。操作(zuo)(zuo)界面(mian)(mian)管理(li)鍵盤和(he)(he)顯示(shi)器，為便干用戶操作(zuo)(zuo)和(he)(he)監視(shi)運(yun)行參(can)數，操作(zuo)(zuo)界面(mian)(mian)應遵循簡(jian)(jian)單扼要，邏輯性強(qiang)，參(can)數一目了(le)然(ran)的(de)(de)原則。德國Heraeus的Biofugestratos離心機(ji)采(cai)用”EasyCon－trol’臊作(zuo)界(jie)面，全面顯示和分別處理運(yun)行參數，采用認可(ke)的圖形語(yu)言和盡可(ke)能少(shao)的單(dan)一(yi)功能操作(zuo)鍵(jian)；德國Hettich離心(xin)機(ji)僅用三個鍵即可處(chu)理操作參(can)數；德國(guo)Hermle新款離(li)心機(ji)(ji)繼承(cheng)傳統離(li)心機(ji)(ji)的(de)(de)(de)操作特點，仍采(cai)用(yong)(yong)旋鈕(niu)調節參數(shu)。電(dian)(dian)機(ji)(ji)控(kong)(kong)制(zhi)界面(mian)的(de)(de)(de)輸(shu)入是電(dian)(dian)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)流和(he)轉速(su)(su)(su)(su)信(xin)號，輸(shu)出是電(dian)(dian)機(ji)(ji)轉速(su)(su)(su)(su)的(de)(de)(de)控(kong)(kong)制(zhi)信(xin)號，轉速(su)(su)(su)(su)傳感一般有：同軸(zhou)發電(dian)(dian)機(ji)(ji)測(ce)速(su)(su)(su)(su)、磁(ci)阻測(ce)速(su)(su)(su)(su)、霍爾器件測(ce)速(su)(su)(su)(su)、光(guang)電(dian)(dian)投射和(he)折射式測(ce)速(su)(su)(su)(su)，由千光(guang)電(dian)(dian)和(he)霍爾測(ce)速(su)(su)(su)(su)集(ji)成度(du)(du)高(gao)、成本(ben)低、可靠和(he)應用(yong)(yong)簡單，所以日前應用(yong)(yong)較多。離(li)心機(ji)(ji)轉頭腔(qiang)體(ti)溫度(du)(du)控(kong)(kong)制(zhi)系統的(de)(de)(de)原(yuan)理和(he)結構(gou)與普通冰箱大致(zhi)相同，但尚未普遍采(cai)用(yong)(yong)先進的(de)(de)(de)、精(jing)度(du)(du)更高(gao)變頻壓機(ji)(ji)調溫技術：也(ye)有應用(yong)(yong)半(ban)導體(ti)（vehier）器件制冷，但不普(pu)遍；有些離心機，如德國HettiCh的16和30F，為減少(shao)電機熱(re)(re)傳導和轉(zhuan)頭(tou)風(feng)阻產(chan)熱(re)(re)對樣品(pin)的(de)(de)影響，采用風(feng)冷(leng)降溫(wen)技(ji)術，風(feng)冷(leng)離(li)心(xin)(xin)機的(de)(de)風(feng)道(dao)設計是(shi)關鍵，一般風(feng)從頂(ding)部(bu)吸入，由底部(bu)排出，流動(dong)的(de)(de)氣(qi)體將轉(zhuan)頭(tou)和電機的(de)(de)熱(re)(re)量(liang)帶走，科學的(de)(de)風(feng)道(dao)既可以降溫(wen)，也可以減少(shao)噪(zao)音；有(you)些離(li)心(xin)(xin)機控制和顯(xian)示轉(zhuan)頭(tou)內樣品(pin)的(de)(de)溫(wen)度（Sample Temperature），而有(you)些是(shi)控(kong)(kong)(kong)制和(he)(he)顯(xian)示轉頭腔體的(de)溫度(du)，前者需做大量的(de)實(shi)驗，技術含(han)量高(gao)，更受用戶的(de)歡迎。安全防護監(jian)控(kong)(kong)(kong)界面主要包(bao)括：超速、超溫、轉頭不平(ping)衡、轉頭識別和(he)(he)門鎖監(jian)控(kong)(kong)(kong)等(deng)。系統(tong)監(jian)控(kong)(kong)(kong)要監(jian)制系統(tong)自身的(de)狀態，及時保護和(he)(he)給出故障信息(xi)，方便維修。單片微機選(xuan)擇(ze)集(ji)程度(du)高(gao)、及總(zong)(zong)線在(zai)內部(bu)的(de)單片機，集(ji)程度(du)高(gao)可(ke)以減少造價和(he)(he)提高(gao)可(ke)靠性，可(ke)以簡(jian)化設計和(he)(he)提高(gao)集(ji)成度(du)，內部(bu)總(zong)(zong)線通(tong)過 Ｉ／Ｏ口與外部隔離，減輕電(dian)磁噪音(yin)對總線的干擾，eppendorf5415C控(kong)制系統的(de)核心(xin)僅(jin)由一(yi)個帶ADC的單片機（38ADP70）和(he)一個(ge)外(wai)圍集成塊（ULN2802A組成，電路十分簡單。

3．注(zhu)意安全、環(huan)保和標準

    離心機(ji)使用不(bu)當(dang)，如轉頭超速、超載、不(bu)平衡(heng)等(deng)，都有可能損壞儀器(qi)，甚(shen)至(zhi)炸頭，威脅(xie)人身安全(quan)，所以(yi)廠商特別注意(yi)安全(quan)設(she)計，上及各國(guo)也(ye)制定相應的(de)安全(quan)標(biao)準，如德國(guo)的(de)離心機(ji)意(yi)外事故(gu)防護規范（UVV， VBG 7Z），離心機和離心管的工業標準（DIN 58970，PARTI，2，3and4）。機(ji)(ji)械安(an)全設(she)計主要包(bao)括(kuo)以(yi)下內容(rong)：①門鎖防護系統，采用(yong)機(ji)(ji)械和(he)電子雙層門鎖，要求門鎖關閉后，離心(xin)機(ji)(ji)才能啟動，電機(ji)(ji)停止動后，才可以(yi)開蓋g②離(li)心機(ji)(ji)腔體和蓋(gai)采用(yong)堅固的(de)(de)裝甲鋼，以(yi)防轉(zhuan)(zhuan)頭(tou)飛(fei)逸心轉(zhuan)(zhuan)頭(tou)的(de)(de)不平衡檢測至關重(zhong)要，轉(zhuan)(zhuan)頭(tou)的(de)(de)不平衡會(hui)導致電(dian)機(ji)(ji)軸(zhou)產生擺(bai)動(dong)，影(ying)響離(li)心機(ji)(ji)壽命(ming)，嚴重(zhong)時(shi)，會(hui)折斷電(dian)機(ji)(ji)軸(zhou)，甚至炸頭(tou)。一般通過(guo)檢測電(dian)機(ji)(ji)軸(zhou)的(de)(de)擺(bai)動(dong)探知不平衡，常用(yong)的(de)(de)方法有：機(ji)(ji)械位置開關、磁敏電(dian)阻(zu)（MSR）、超聲測距(ju)、加速度傳(chuan)感(gan)等(deng)。機(ji)械位置開關簡單實(shi)用應用zui廣(guang)，Heraeus的Biofuge Stratos離(li)心(xin)(xin)機(ji)(ji)(ji)采用(yong)(yong)加速度傳感器配以數據處理軟件，研制出智能(neng)不(bu)平(ping)(ping)(ping)衡(heng)(heng)識(shi)(shi)別(bie)系(xi)統，可以針對每一種(zhong)轉頭的(de)(de)(de)特定(ding)重量，在(zai)(zai)離(li)心(xin)(xin)的(de)(de)(de)全(quan)過程(cheng)進行監控，一改以往(wang)機(ji)(ji)(ji)械(xie)位置不(bu)平(ping)(ping)(ping)衡(heng)(heng)識(shi)(shi)別(bie)系(xi)統需恨據軸(zhou)的(de)(de)(de)擺動距離(li)，而且只(zhi)有(you)在(zai)(zai)加速階段才管用(yong)(yong)的(de)(de)(de)缺點，使其在(zai)(zai)任(ren)何速度，甚(shen)至(zhi)在(zai)(zai)高(gao)速運轉時(shi)，也能(neng)探(tan)測(ce)到哪怕是(shi)試管破裂和樣品(pin)外溢而導致的(de)(de)(de)不(bu)平(ping)(ping)(ping)衡(heng)(heng)；④提高(gao)離(li)心(xin)(xin)機(ji)(ji)(ji)自身的(de)(de)(de)抗不(bu)平(ping)(ping)(ping)衡(heng)(heng)能(neng)力，不(bu)僅可以提高(gao)離(li)心(xin)(xin)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)堅固性(xing)(xing)(xing)，同時(shi)由于(yu)轉頭操作時(shi)，不(bu)需嚴格(ge)的(de)(de)(de)平(ping)(ping)(ping)衡(heng)(heng)，甚(shen)至(zhi)目視平(ping)(ping)(ping)衡(heng)(heng)即(ji)可，因(yin)而方便了用(yong)(yong)戶操作。一般小(xiao)型離(li)心(xin)(xin)機(ji)(ji)(ji)將(jiang)整個電機(ji)(ji)(ji)放在(zai)(zai)抗震的(de)(de)(de)彈(dan)性(xing)(xing)(xing)支(zhi)架上(shang)，如橡膠墊等(deng)，高(gao)速離(li)心(xin)(xin)機(ji)(ji)(ji)還(huan)往(wang)往(wang)采用(yong)(yong)揉(rou)性(xing)(xing)(xing)軸(zhou)抗震。eppendorf5415C將整(zheng)個電機(ji)懸掛在橡膠支架上，Heraeus的 Biofuge Statos離心(xin)機采用稱力“Spindie Driver”的(de)抗震驅(qu)動(dong)系統，整(zheng)個(ge)軸放(fang)在一個(ge)抗震緩沖容器中，克(ke)服了揉性軸易折、易斷(duan)的(de)缺點，因而更結實、更耐不(bu)平(ping)衡、起(qi)制動(dong)更快（約(yue)305）；⑤轉(zhuan)頭(tou)(tou)識別(bie)(bie)系統可(ke)(ke)以自動的(de)(de)鑒別(bie)(bie)轉(zhuan)頭(tou)(tou)，限制(zhi)轉(zhuan)頭(tou)(tou)的(de)(de)zui高轉(zhuan)速，有效地防止(zhi)了用戶(hu)的(de)(de)誤(wu)操作。轉(zhuan)頭(tou)(tou)識別(bie)(bie)的(de)(de)基本(ben)原理是(shi)(shi)為每一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)轉(zhuan)頭(tou)(tou)設*的(de)(de)編碼，或(huo)在(zai)每一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)轉(zhuan)頭(tou)(tou)底部(bu)鑲嵌一(yi)(yi)(yi)定數量的(de)(de)小(xiao)磁(ci)鐵，用霍爾傳(chuan)感，或(huo)是(shi)(shi)采(cai)用光電折(zhe)射(she)環(huan)傳(chuan)感，更復雜的(de)(de)有超聲和(he)無線射(she)頻轉(zhuan)頭(tou)(tou)認別(bie)(bie)，轉(zhuan)頭(tou)(tou)不用運(yun)轉(zhuan)即(ji)可(ke)(ke)識別(bie)(bie)，甚至(zhi)連(lian)轉(zhuan)頭(tou)(tou)蓋是(shi)(shi)否蓋好都能探知。

    環(huan)保主要表現在兩方(fang)面，一是制冷系(xi)統采用無氟制冷劑或半(ban)導體(ti)（Peltier）制(zhi)冷(leng)，但目(mu)前(qian)采(cai)用半導(dao)體(ti)制(zhi)冷(leng)的(de)離心機尚不(bu)多(duo)見(jian)；二是降(jiang)噪(zao)音(yin)，一般通(tong)常(chang)談(tan)話(hua)聲為(wei)60分(fen)p，公共氣車行駛聲為70至(zhi)80分貝，醫(yi)學研(yan)究(jiu)表明，70分貝以上的噪音(yin)能干擾談話，造成心煩意亂(luan)，影響工作，甚至引起事故，根據我國產品質量檢驗機構計量認(ren)證技術考(kao)核規范（fiG102一90），測(ce)試實驗室的噪音不得(de)大(da)于70dBo通常離心機采(cai)月的降噪(zao)音(yin)措施有：外殼(ke)和轉(zhuan)動頭腔(qiang)體(ti)加吸音(yin)涂層；采(cai)用(yong)堅固穩重的抗震(zhen)底座噸機與機械框架用(yong)彈性減震(zhen)器(qi)隔離；應用(yong)無整(zheng)流子電機等。一般經(jing)減震(zhen)處理(li)后(hou)，離心機的噪(zao)音(yin)可以限制(zhi)在(zai)60分貝以內。

作(zuo)為電(dian)氣設(she)備，離心機還必須(xu)滿足相應的電(dian)氣安全和電(dian)磁兼容性（EMC）標(biao)準，如電(dian)工(gong)委員(yuan)會（International Electrotechnical Commission， IEC）的“IEC醫用電氣設備安(an)全通則”。歐(ou)盟的(de)“EN61010－且和61010－2－020”，電磁兼容性標準(zhun)有(you)歐盟“EN55082－１”等。我國也參照標(biao)準(zhun)，制定(ding)了適合我國國情的電(dian)氣安全(quan)和(he)電(dian)磁兼容性標(biao)準(zhun)，“醫用電(dian)氣設備通用安全(quan)要(yao)求”及“電(dian)動工具、家用電(dian)器和(he)類似器具無線電(dian)干(gan)擾特性的測量(liang)方法和(he)允(yun)許值（GM343－84）”等。安全規則主要規定了絕緣(yuan)電(dian)阻、漏電(dian)流(liu)、接地線電(dian)阻和接地電(dian)阻等四個指標，要求(qiu)用戶(hu)在大修后或定期檢查(cha)這四個指標。1996年1月歐盟正式頒布并執行電磁兼容性指標，規定凡是通過“EN55082－二”EMC認證的設備，配發(fa)CE標(biao)志，并規定凡(fan)帶有CE標(biao)志的產(chan)(chan)品，歐盟各加盟國應(ying)(ying)準許過境，不許留難。電磁標(biao)準要求電氣(qi)設備(bei)不應(ying)(ying)對外界產(chan)(chan)生(sheng)電磁干擾，同時自身也(ye)要有(you)抗電磁干擾的能力。由于離(li)心(xin)機(ji)(ji)既有(you)產(chan)(chan)生(sheng)強電磁干擾的電氣(qi)傳動系(xi)統，又有(you)對電磁干擾敏感的微機(ji)(ji)弱電系(xi)統，所以(yi)不論是廠家(jia)還是用戶都應(ying)(ying)關注離(li)心(xin)機(ji)(ji)的電磁兼容(rong)性。總之離(li)心(xin)機(ji)(ji)的機(ji)(ji)械和電氣(qi)Heraeus的highconic足人們對質量和安全日益(yi)嚴格的(de)要求，取得標準認證的(de)產品可以取得用戶更(geng)多的(de)信任。

4．轉(zhuan)頭改(gai)進和種類(lei)增多   

實驗室(shi)常用的轉(zhuan)(zhuan)頭(tou)(tou)(tou)(tou)有：角(jiao)度(du)頭(tou)(tou)(tou)(tou)、甩(shuai)平頭(tou)(tou)(tou)(tou)、垂直(zhi)頭(tou)(tou)(tou)(tou)，以(yi)及和近年發展的轉(zhuan)(zhuan)頭(tou)(tou)(tou)(tou)，如連續流頭(tou)(tou)(tou)(tou)、淘洗頭(tou)(tou)(tou)(tou)、區帶頭(tou)(tou)(tou)(tou)、酶標板頭(tou)(tou)(tou)(tou)、毛細(xi)管頭(tou)(tou)(tou)(tou)、石油(you)測試頭(tou)(tou)(tou)(tou)、滾筒頭(tou)(tou)(tou)(tou)和生物安全頭(tou)(tou)(tou)(tou)等，轉(zhuan)(zhuan)頭(tou)(tou)(tou)(tou)種類增多(duo)，改(gai)進(jin)了(le)離心方法，拓寬(kuan)了(le)應(ying)用領域(yu)。除種類增多(duo)外，轉(zhuan)(zhuan)頭(tou)(tou)(tou)(tou)的材質(zhi)(zhi)和結構(gou)也有很(hen)大的進(jin)展。轉(zhuan)(zhuan)頭(tou)(tou)(tou)(tou)的材質(zhi)(zhi)主要是鋁合(he)金(jin)(jin)和鈦(tai)合(he)金(jin)(jin)。鋁合(he)金(jin)(jin)重量輕(qing)、強度(du)高(gao)、造價低，但抗(kang)(kang)腐(fu)蝕和耐高(gao)溫(wen)性差；鈦(tai)合(he)金(jin)(jin)除具有鋁合(he)金(jin)(jin)的優點外，還(huan)可以(yi)抗(kang)(kang)腐(fu)蝕和耐高(gao)溫(wen)性，直(zhi)接(jie)進(jin)行高(gao)壓高(gao)溫(wen)消毒，在高(gao)溫(wen)下工(gong)作。為減輕(qing)電機(ji)的負(fu)荷及增加樣(yang)品的容量，許(xu)多(duo)廠(chang)家改(gai)進(jin)了(le)轉(zhuan)(zhuan)頭(tou)(tou)(tou)(tou)的材料(liao)和結構(gou)，推(tui)出(chu)超輕(qing)轉(zhuan)(zhuan)頭(tou)(tou)(tou)(tou)：Beckman和Hitachi推(tui)出碳纖維轉頭(tou)，重量(liang)只有鋁合金頭(tou)的三分之一(yi)； Sorval的系列超輕鋁制頭(tou)重量減少一半； IEC研制出抗腐耐溫的聚丙烯頭，既可以漂白(bai)清洗消(xiao)(xiao)毒，也(ye)可以直接高壓高溫消(xiao)(xiao)毒；Heraeus的highconic（45度高速角度頭）頭，采用(yong)空(kong)腔體(ti)結構，在小離(li)心機(ji)中，負荷(he) 6 X 50ml樣品，高速運轉； eppendorf采用薄鋁合金板(ban)，用模具壓成空心角度頭；Hettich用薄鋼板周邊開槽掛吊藍的(de)方法，制成甩平頭(tou)。其它(ta)方面(mian)，Heraeus改進了生(sheng)物頭的材質和結構(gou)，解決生(sheng)物頭高(gao)速密封差(cha)的缺點，高(gao)壓高(gao)溫消毒次(ci)數不(bu)限，并經過獨立評價機構(gou)英國應用微生(sheng)物研制中(zhong)心的CAMR測試。

    轉(zhuan)(zhuan)頭(tou)(tou)在高速(su)運(yun)轉(zhuan)(zhuan)時，內(nei)部會產生(sheng)離(li)心(xin)應(ying)(ying)力(li)，當離(li)心(xin)應(ying)(ying)力(li)超(chao)過一(yi)定(ding)的(de)限度后(hou)，將引起轉(zhuan)(zhuan)頭(tou)(tou)過早失效，甚至炸頭(tou)(tou)，所以用戶一(yi)定(ding)要注意轉(zhuan)(zhuan)頭(tou)(tou)的(de)正確使用和妥(tuo)善(shan)保(bao)管。轉(zhuan)(zhuan)頭(tou)(tou)使用后(hou)，應(ying)(ying)及時清洗，切勿碰(peng)撞(zhuang)擦傷(shang)，如不慎失落，應(ying)(ying)對轉(zhuan)(zhuan)頭(tou)(tou)進行(xing)X光檢查，確認(ren)內部(bu)無創傷(shang)后，方可使用(yong)。使用(yong)中，應及(ji)時終止超壽(shou)命轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)頭(tou)的(de)使用(yong)，通(tong)常廠家都注明(ming)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)頭(tou)的(de)時數和(he)離心(xin)次數，不論哪一(yi)(yi)個指標先到，都說(shuo)明(ming)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)頭(tou)壽(shou)命已(yi)到。關干轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)頭(tou)壽(shou)命的(de)延(yan)長應嚴格遵循廠家的(de)說(shuo)明(ming)，一(yi)(yi)般在下列情(qing)況下，要降(jiang)低轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)頭(tou)的(de)zui高轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速：①轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)頭(tou)的(de)壽(shou)命已(yi)到，但轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)頭(tou)保存良好，按廠家說(shuo)明(ming)降(jiang)速延(yan)長使用(yong)；②轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)頭(tou)局(ju)部(bu)損傷(shang)或(huo)輕(qing)微腐(fu)蝕；③使用(yong)不銹鋼(gang)離心(xin)管和(he)套管心(xin)樣品平均密度超過1.2g/ml時。