Sigma离心机操作与维护保养

12/01/2023Seite1___Sigma离心机操作与维护保养（Zent5）以3-18KS为例，内容来自操作说明书，维修手册，自我认识与网络，错误在所难免12/01/2023Seite2离心原理：当含有细小颗粒的悬浮液静置不动时，由于重力场的作用使得悬浮的颗粒逐渐下沉。粒子越重，下沉越快，反之密度比液体小的粒子就会上浮。微粒在重力场下移动的速度与微粒的大小、形态和密度有关，并且又与重力场的强度及液体的粘度有关。此外，物质在介质中沉降时还伴随有扩散现象。扩散是无条件的绝对的。扩散与物质的质量成反比，颗粒越小扩散越严重。而沉降是相对的，有条件的，要受到外力才能运动。沉降与物体重量成正比，颗粒越大沉降越快。对小于几微米的微粒如病毒或蛋白质等，它们在溶液中成胶体或半胶体状态，仅仅利用重力是不可能观察到沉降过程的。因为颗粒越小沉降越慢，而扩散现象则越严重。所以需要利用离心机产生强大的离心力，才能迫使这些微粒克服扩散产生沉降运动。将样品放入离心机转头的离心管内，离心机驱动时，样品液就随离心管做匀速圆周运动，于是就产生了一个向外的离心力。由于不同颗粒的质量、密度、大小及形状等彼此各不相同，在同一固定大小的离心场中沉降速度也就不相同，由此便可以得到样品相互间的分离。___离心就是利用离心机转子高速旋转产生的强大的离心力，加快液体中颗粒的沉降速度，把样品中不同沉降系数和浮力密度的物质分离开。12/01/2023Seite4相对离心力（relativecentrifugalforce，RCF）：指在离心力场的作用下，颗粒所受离心力相当于地球重力的倍数，单位是重力加速度。由于各种离心机转子的半径或者离心管至旋转轴中心的距离不同，离心力而受变化，因此在文献中常用“相对离心力”或“数字×g”表示离心力，只要RCF值不变，一个样品可以在不同的离心机上获得相同的结果。有效离心半径R

有效离心半径是指由离心机的轴心到水平位置时管底的距离，即转速平衡时转轴中心至试管底的距离（离心管底端至轴心的距离）对于一个固定的转子与掉篮，其最大离心半径（系统默认为最大离心半径）是固定的，所以当我们确认了离心力与转速二者中的任何一个，另一个会自动确认。当我们更改了离心半径后，确定了转速后，那么相对离心力也就跟着自动更改了！12/01/2023Seite5离心半径12/01/2023Seite6

RCF相对离心力

就是实际离心力转化为重力加速度的倍数(RCF=F离心力／mg)

相对离心力的定义与计算公式12/01/2023Seite7离心力

(g)和转速

(rpm)之間的换算举例说明：例如，离心半径为10厘米，转速为8000RPM，其离心力为：G=1.11*10（－5）*10*（8000）2=7104即离心力为7104g.而当离心力为8000g时，其转速应为：8489即约为8500rpm。12/01/2023Seite8以上关于相对离心力的计算公式是指液体的密度低于克/立方厘米。如果密度高于这个值,离心机的最大容许速度降低基于以下公式：Rho为样品密度。从以上讨论，我们可以得出这样的结论，离心时的最大转速取决于以下因素：1，离心机的型号（本质为电机的功率）2，转子与掉篮的型号3，离心样品的密度值最大转速的确定12/01/2023Seite9离心力转速半径三者关系图表（横坐标:G值；纵坐标：转速）12/01/2023Seite10转头的分类：市场上有各种各样的转头类型可供实验室选择，两种最常见的类型是角转头和甩平式水平转头(简称水平转)。

角转头中的样品管以一定的角度固定在转头内，离心过程中样品会沿着离心管的侧壁逐渐沉淀到底部。特点，转速较高，样品分层不水平。在甩平转头/水平转子中，当离心达到一定速度时，样品管会从一个垂直状态摆动到与地面或工作台水平的位置，沉淀将平整地聚集在离心管的底部。缺点为转速较低，一般4000-5000转/分钟。优点是样品分层呈水平状，离心样品量大！

鼓形转子，此种转子不常见，多用在大容量离心机！

加、减速率

转头的加速和减速率的选择需要在样品平衡时间和运行速度之间进行平衡。转头减速过快可能会扰乱样品的沉淀，而减速过慢则会明显延长运行时间。11基本三種類型轉子角转子Sigmapartno.12...

水平转子Sigmapartno.11...鼓形转子12/01/2023Seite1211150*4x13350水平转12155角转子酶标板转子11222鼓形转子13Basics-rotors角转子优点高轉速,能達到10.000–64.000RCF缺点容器不能填充完整，沒有完全密封沉降發生在桶的底壁容量少14水平转子优点：多管量沉降發生在水平層一個在另一個的頂部上，以濃縮形式在桶的底部.管不必須密封,管可以填充100％.缺點:祇能低速運行,低相對RFC離心力最大值約在5.000–6.000RFC15Basics-rotors鼓式转子优点

:管量多沉降在底部层次分明高效缺點:管必須被關閉12/01/2023Seite16转子的清洁与保养

生命科学研究经常使用盐缓冲液，在样品取出后，这些缓冲液仍然会以气溶胶或其他形式残留在转头中。”与传统金属转头相比，电镀铝合金转头和碳纤维转头受盐离子侵蚀的程度相对较少，但是仍然需要定期的清洗。建议使用吸水纸巾沾取非离子型清洁剂或70%乙醇溶液进行擦拭。

用户应定期检查甩平式水平转头转轴的润滑情况，并定期涂抹硅润滑脂；定期维护检查项目应当包括所有转头的检测，以确保它们处于可运行状态。12/01/2023Seite17转子的寿命与期限10000次，最大负载2100克2015年2月前使用12/01/2023Seite18___转子在以下情况不能使用Carrierformicrotitreplates13218:Endoftheservicelife:crackingattheshortendofthebucketRoundbucket13350:theadaptorhadbeenleftinthebucketResult:Thebottomofthebucketbrokeoffafteronly3,000cyclesandapproximately6years.转子在以下情况不能使用12/01/2023Seite20___Anglerotor12154:Corrosioninsidetherotorholes;thetubeshadbeenleftintheholes.Result:Rotorbreakontheoutside转子在以下情况不能使用___Result:CrackinginareasthataresubjecttostressDoublerectangularbucket13420:Theanodizecoadingwasremovebecausethebucketwascleanedindishwasher转子在以下情况不能使用12/01/2023Seite22___Carrierformicrotitreplates13218:Endoftheservicelife:crackingattheshortendofthebucket转子在以下情况不能使用12/01/2023Seite23检查转子转子寿命是否已达到，外观是否有破损；内壁有无腐蚀严重。如有以上情况，应停止使用该转子。转子的安装：固体油涂在转轴上，液态油涂在掉篮与挂钩上。请一定要将液态油涂好，不然：水平转子在启动时由于不平衡会产生很大噪声。离心完毕，请卸下转子，以释放轴承对转子的张力。对于带冷冻型号的离心机，还要将离心腔体擦干。

检查盖子是否已锁好。

玻璃离心管的最大离心机最好不要超过4000xg，否则离心管易碎。

离心管对称放置。转子的上盖也要盖好，可减小风噪。操作安全注意事项12/01/2023Seite24转头配平12/01/2023Seite25___离心机在设计与制造时,对转子的加工误差带来的不平衡,已作了动平衡试验的补救,但凡是离心机,都有其允许的装样不平衡量。离心机厂商为了在离心机允许的最大不平衡限量这一指标上与其他厂家竞争,尽量给出较大值。在这较大值上,离心机可以运转,但这时产生的不平衡力以每分钟n次频率猛然冲击轴承及支架,离心机是受损伤的。因此,用户对那些昂贵的离心机,尽量找好平衡后离心,对离心机的寿命有好处。装样品找平衡12/01/2023Seite26转子高温灭菌所有金属转子，吊篮均可高温高压灭菌，121度，20分钟；带密封圈的转子盖子在灭菌50/20次后，建议更换密封圈！转子寿命达到如果转子的使用次数达到充许使用次数的上限，每次开机前，仪器将会闪烁显示转子已使用有次数，开始键，停止键，开盖键都将会闪烁！此时，应更换掉已达到使用寿命的转子，然后工程师会将转子的寿命重新清零！12/01/2023Seite27___离心机运转前应先切断电源并先松开离心机刹车，可以手试转动转鼓，看有无咬煞情况。检查其他部位有无松动及不正常情况。物料尽可能要放置均匀。必须专人操作，容量不得超过额定量。机器开动后，若有异常情况必须停车检查，必要时需予以拆洗修理。离心机工作时是高速运转，因此切不可用身体触及其转鼓，以防意外。离心机日常保养转鼓12/01/2023Seite28___滤布的目数应根据所分离物料的固相颗粒的大小而定，否则影响分离效果。密封圈嵌入转鼓密封槽内，以防物料跑入。为确保离心机正常运转，转动部件请每隔6个月后加油保养一次。同时查看轴承处运转润滑情况，有无磨损现象；制动装置中的部件是否有磨损情况，严重的予以更换；轴承盖有无漏油情况。机器使用完毕，应作好清洁工作，保持机器整洁。不要将非防腐型离心机与于高腐蚀性物料的分离；另外严格按照设备要求、规定操作，非防爆型离心机切不可用于易燃、易爆场合。转鼓离心机日常保养12/01/2023Seite29___电动离心机如有噪音或机身振动时，应立即切断电源，即时排除故障。离心管必须对称放入套管中，防止机身振动，若只有一支样品管另外一支要用等质量的水代替。启动离心机时，应盖上离心机顶盖后，方可慢慢启动。分离结束后，先关闭离心机，在离心机停止转动后，方可打开离心机盖，取出样品，不可用外力强制其停止运动。离心时间一般1～2分钟，在此期间，实验者不得离开去做别的事。使用注意事項12/01/2023Seite30___1、为了确保安全和离心效果，仪器必须放置在坚固水平的台面上，工程塑料盖门上不得放置任何物品;样品必须对称放置，并在开机前确保已拧紧螺母。2、使用前应检查转子是否有伤痕、腐蚀等现象，同时应对离心杯做裂纹、老化等方面的检查，发现有疑问立即停止使用，并与厂方联系；开机运转前请务必拧紧转头的压紧螺帽，以免高速旋转的转头飞出造成事故。3、转速设定不得超过最高转速，以确保机器安全运转。4、使用中如果出现错误号，机器不运转，应关机断电，10秒后重新开机，待所设转速显示后，再按运转键，机器将照常运转。操作注意事項12/01/2023Seite31___5、如需分离样品的比重超过1.2克/立方厘米，最高转速N必须按前面的公式修正。6、不得在机器运转过程中或转子未停稳的情况下打开盖门，以免发生事故。7、离心杯必须等量灌注样品，切不要使转头在不平衡的状况下运行。8、离心机一次运行最好不要超过60分钟。9、离心机必须可靠接地;机器不使用，请拔掉电源插头。操作注意事項12/01/2023Seite32___正確培训事項离心机运转时使用制冷,由于空气的水分,在离心腔内结霜,停机后霜化为水。大部分国外的低速大容量离心机,没有排水孔,离心腔中水愈积愈多。此时,用户应自行拆下转子,清理积水。在重新安装转子时,一定要装好,避免出事故。清理积水12/01/2023Seite33___(1)电源电压:电压波动要符合+10%以内的国家标准,否则一些厂家的离心机是不能正常运转。如果电压波动在此以上,建议用稳压器,以供符合此电网。(2)地线要牢:房间的电源的布线要符合要求。地线应可靠,以免漏电,地线不能接在暖气管、自来水管上。(3)地面要平整、牢固:对大型离心机而言,在安装地点搬动地板要牢固,保证离心机的转子正常工作,不陷凹进去,安装固定处地面应平整且牢固。(4)找好水平:找较准确的小型水平尺,离心机应安装在水平的台面上。正確安装事項12/01/2023Seite34腐蚀离心机转子一般是用铝合金制造,当受腐蚀后强度降低,容易出事故。铝合金易受液体腐蚀,清洗后应用吹风机吹干,或倒置一段时间,确认干了才能使用。进口离心机,6个铝杯里应有的6个塑料托（适配器）没有。塑料托中应放血袋,避免直接放在铝杯里。注意试管有无裂纹。若试管(尤其是反复使用的试管)有裂纹,万万不可使用,否则在使用中试管破裂会引起转子旋转中失去平衡,可引发断轴等恶性事故。12/01/2023Seite35断轴事故转子没安放好,或装样品不平衡超过量太大,离心机开动。进口离心机虽都有不平衡保护,即当不平衡量超过某一极限时,应自动断电,令离心机停转。但在上述情况下,已经晚了,会出现恶性事故。恶性事故之一是断轴,由于高速旋转中突然断轴,离心转子没有了支撑,在离心腔中乱转乱撞,可使离心机整机转270°角度。此时,若旁边有人员或设备,会造成人员伤亡与毁坏设备的事故。12/01/2023Seite36无碳刷变频电机变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。我们现在使用的变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。变频器输出的波形是模拟正弦波，主要是用在三相异步电动机调速用，又叫变频调速器。12/01/2023Seite37变频器原理图12/01/2023Seite3812/01/2023Seite39刹车电阻

直流电压加在了大功率三极管（场效应管）VB的集电极与发射极之间，VB的导通由控制电路控制，VB上还串联了变频器的制动电阻RB，组成了变频器制动回路。我们知道，由于电极的绕组是感性负载，在启动和停止的瞬间都会产生一个较大的反向电动势，这个反向电压的能量会通过续流二极管VD7~VD12，使直流母线上的电压升高，这个电压高到一定程度会击穿逆变管V1~V6

和整流管VD1~VD6。当有反向电压产生时，控制回路控制VB导通，电压就会通过VB在电阻RB释放掉。当电机较大时，还可并联外接在功率电阻。一般阻值为几欧至几十欧。

12/01/2023Seite4012/01/2023Seite41仪器基本操作12/01/2023Seite42离心机的基本界面转速：根据需要与转子的型号人工输入离心力：同上，单位为g；离心时间：可在0h00min10S----99h59min59sec之间输入or连续运转离心温度：根据实际需要与离心的型号人工输入转子型号：对照转子上的数字人工输入或仪器自动识别（老型号仪器无法自动识别，必须手工输入。如3K18）

加、减速率：0-9线性加减速，10-19平方曲线加减速，20-29自定义加减速程序：存储，调用，查看已设定好的程序。12/01/2023Seite4312/01/2023Seite44离心机的参数菜单预冷：一旦关上盖子，离心腔将按设置的温度动行。有效离心半径：可人工输入，一般显示最大值，可人工减小至最小半径，与输入的转子型号有关（低端型号无法更改半径值）。密度：默认1.2g/cm3,可在之间任意输入，输入后最大转速将减小。离心速度监控：离心过程中监控实际转速，过低、过高会有提示。温度监控：离心过程中温度过低、过高，仪器将提示或减速停止。刹车的方法：一旦实际速度低于设定速度，以这个设定的速率刹车。密码功能：设置密码，锁定菜单。12/01/2023Seite4512/01/2023Seite46SETUP菜单功能项：1，离心机停转后是否开盖2，程序串接3，达到设定转速时开始计时4，按离心按钮后延时5，显示减速时间系统信息1，运转次数2，仪器出厂信息3，仪器各类传感器的状态信息4，输入离心名称12/01/2023Seite47显示选项1，选择显示的温度单位2，选择显示的语言3，设置显示转速与离心力的步进量，默认为1rpm,1xg。4，设置时间的步进量，默认1min,1sec。5，INVERT选项：设置白底黑字还是黑底白字。声音选项1，离心完毕是否有声音提示2，离心时不平衡是否有声音提示3，离心机发生故障时是否提示4，声音提示的时间设置12/01/2023Seite4812/01/2023Seite49加减速曲线

自定义加，减速曲线是存储在20-29之间的序号内；在“Int”定义了区间数的过程，每一个曲线最多可以定义10个间隔；只有在第一区间线性可以选择在“线性加减速/平方曲线加减速”。所有其他的间隔都只能选择线性加减速。

仅仅最后一次的定义的区间数字可以修改！HELP帮助菜单

12/01/2023Seite50设定显示的对比度

方法：按住STOP键的同时向左转动一次控制按钮，一个对比度调整对话框出现，继续转动控制按钮以选择合适的对比度，调整完毕。再单击控制按钮以确认。12/01/2023Seite510-9线性加速率的数值04[rpm/sec]16[rpm/sec]8[rpm/sec]17[rpm/sec]25[rpm/sec]33[rpm/sec]50[rpm/sec]700[rpm/sec]200[rpm/sec]91.000[rpm/sec]12/01/2023Seite52其它界面的离心机（2-16PK）ZENT412/01/2023Seite53操作界面12/01/2023Seite54操作注意事项（二种加减速率）softstart功能：增加加速时间，使从0到设定速度的加速时间延长；Softstop功能：增加减速时间，使从设定的速度到0的减速时间延长；按停止键（STOP）一次：实现单独softstart软启动二次：实现二项softstart软启动与softstop软停止三次：实现单独softstop软停止四次：实现二项softstart软启动与刹车制动减速启动，当刹车制动减速启动时，屏幕右下角：softstop字符闪烁五次：实现单独刹车制动减速启动，当刹车制动减速启动时，屏幕右下角：softstop字符闪烁更多次按STOP键，仪器返回基本的出厂状态，出厂模式！12/01/2023Seite55离心时间的连续输入

当离心时间设置到达10分钟后，再旋旋钮下一个点将是15分钟，如要想设成12分钟，此时需按住STOP键，然后再旋转旋钮，时间间隔将变成1分钟，不按时间间隔默认为5分钟。离心速度的连续输入当离心速度设置到达1000转/分钟，再旋旋钮下一个点将是1100转/分钟，如要想设成1010转/分钟，此时需按住STOP键，然后再旋转旋钮，速度间隔将变成1转/分钟，不按速度间隔默认为100转/分钟。12/01/2023Seite563-16KL（10个加减速曲线）12/01/2023Seite57功能参数输入锁1，将盖子打开；2，连续按开始离心键三次，在第三次按时，按住离心键不放手2秒钟以上；3，显示左上角锁的图标开始闪烁，输入功能锁启用，用户将无法修改离心参数，如速度；离心时间，温度等；4，解除功能参数锁，按以上方法再操作一次既可！12/01/2023Seite58Program“RapidTemp“/快速降温程序（3-16KL为例）1，选取程序中固有的程序“RapidTemp“，仪器将进入快速降温程序，转速自动设置为转子最大转速的1/3；时间为连续运转，加减速率自动设为9；2，仪器将自动降温至设置的温度！3，然后按开始键启动“RapidTemp“程序。在“RapidTemp“程序运行期间，可按STOP键停止该程序而进行其它操作。12/01/2023Seite59服务模式，传感器模式以3-18KS为例：ZENT5型1，一直按STOP键不放；2，旋钮先向左旋转一下；3，然后旋钮再向右旋转二下；4，再向左旋转五下，进入SERVICEMODE。12/01/2023Seite60Sigma离心机的传感器1，转速传感器