一、概述

赛默飞世尔科学（Thermo Fisher Scientific）推出的 TSX400-86CA 超低温冰箱 属于 TSX 系列产品中的中大型型号，设计温度范围覆盖 –50°C 至 –86°C，主要用于生物样本、血液制品、细胞株、组织样本、疫苗及高分子化学品的长期保存。该型号以其稳定的温控性能、节能技术和智能管理系统成为科研机构、生物制药企业、疾病控制中心及高校实验室中广泛应用的设备之一。

与早期的 Forma 系列相比，TSX400-86CA 在压缩机技术、温度均一性、噪音控制和人机交互方面实现了显著提升。整机采用节能型变频压缩系统，搭载微环境温控算法，可在保持极低能耗的同时实现温度稳定性优于 ±3°C 的控制水平。

二、结构与设计特点

1. 外部结构

机身采用高强度钢板外壳，表面喷涂抗腐蚀环氧树脂涂层，可在潮湿或化学环境下保持长期防锈性能。
前置门体设计配备三层密封结构，内层为高密度绝热聚氨酯材料，外层嵌入抗老化门封条，有效防止冷气泄漏。门体可在 90° 开启角时自动锁定，方便装卸样品。

2. 内部构造

箱体内部为不锈钢腔体，角部经过圆弧处理，便于清洁。可调节式搁架系统可自由拆卸，以适应不同尺寸的冻存盒或样品架。
内部气流通过优化导风通道分布，实现垂直及水平气流混合循环，减少温差层积。风道底部设计有独立的除霜区，避免结霜对样品区的影响。

3. 控制面板与显示系统

TSX400-86CA 配备 高亮触控式显示屏，显示内容包括实时温度、报警状态、运行模式、电源状态和门开时间。
界面支持中英文切换，内置操作日志和报警记录存储功能，可导出至 USB 设备用于合规记录保存。

三、温度调节与控制系统

1. 控制核心

该型号采用 V-Drive 变频控制技术。当冰箱处于低负荷状态时，压缩机转速自动降低，减少能耗与噪声；当门开启或温度上升时，系统快速提升转速以恢复设定温度。
通过 PID（比例–积分–微分）控制算法结合双传感器反馈，实现实时温度修正。主传感器位于样品区核心位置，辅助传感器监测空气流动温度，从而实现更加精准的温控响应。

2. 温度设定范围

用户可在 –50°C 至 –86°C 范围内任意设定目标温度，默认出厂设定为 –80°C。调节步进为 1°C。
温度设定后，系统自动进入平衡阶段，通过变频系统在 2 小时内达到目标点并进入稳态模式。

3. 温度均一性与恢复性能

箱体在满载状态下的温度均一性优于 ±3°C，门开启 30 秒后 10 分钟内可恢复至设定温度。
多点监测数据显示，样品区顶部与底部温差不超过 5°C，有效防止温度分层。

4. 报警与保护功能

系统具备高温、低温、电源故障、传感器异常、门未关等多种报警类型。报警信号通过声光提示并可连接远程监控系统。
断电保护功能可在恢复供电后自动重启并继续维持设定参数。电池供电的报警系统可在断电后持续工作 72 小时。

四、制冷系统与节能性能

1. 环保制冷剂

TSX400-86CA 使用无氟环保型混合制冷剂（R452A/R170 组合），具有低全球变暖潜值（GWP）特性，符合欧盟 F-Gas 及中国 RoHS 环保标准。

2. 变频压缩机系统

双级变频压缩系统在低温制冷中保持高效能输出，结合电子膨胀阀控制技术实现精准的制冷流量调节。
与传统定速压缩机相比，能耗降低约 30%，日耗电量可控制在 9 kWh 以下。

3. 节能运行模式

设备具有三种节能运行模式：

• 标准模式：适用于一般存储需求，平衡能耗与响应速度。

• 静音模式：降低压缩机运行频率与风机转速，用于夜间运行或噪音敏感区域。

• 快速冷冻模式：在新样本批量入库时启用，提升制冷速率并加速温度恢复。

五、智能化与数据管理

1. 运行监控系统

冰箱内置微处理器控制单元，实时采集温度、电压、电流及运行时间数据，通过内部总线传输至主控模块。用户可设置数据采样频率并存储在本地存储器中。
配合赛默飞专用的数据管理软件，可通过 USB 或网络接口导出运行记录。部分版本支持以太网远程监控及报警通知。

2. 用户权限与安全控制

系统支持多级用户权限管理，管理员可设置密码访问。重要参数修改需经双重确认，防止误操作。
数据记录符合 GLP 与 FDA 21 CFR Part 11 的电子记录法规要求，支持审计追踪功能。

3. 自诊断功能

当传感器偏差或制冷系统出现异常时，系统自动进行诊断并提示故障代码，辅助维修人员快速定位问题。

六、安全防护与可靠性

1. 物理安全

设备配有机械锁与电子锁双重防护，门体可加装挂锁。外部控制面板可设定延迟启动时间，防止误开机。
在长时间停电或环境异常时，保温层可维持内部温度低于 –60°C 超过 5 小时。

2. 环境适应性

TSX400-86CA 设计的工作环境温度范围为 10°C 至 32°C，湿度不超过 85%。
内置高效散热系统，可在高温环境下仍保持稳定运行，不会因环境温度升高而出现温控漂移。

3. 防噪与振动控制

采用悬浮式压缩机减震设计与多层吸音材料，运行噪声低于 47 dB(A)，为同类产品中噪音较低的型号之一。
这种低振动特性对敏感样品（如 RNA 或酶类）长期保存尤其重要。

七、使用与维护

1. 启动与校准

首次运行前应空载启动 12 小时，确认温度达到设定值后再放入样本。温度传感器应定期校准，建议每六个月一次。

2. 定期除霜

虽然设备具备低霜结构设计，但在长期使用中仍需人工除霜。建议在样品转移至备用冰箱后关闭电源，开启门体以自然融霜。清洁后应用干布擦干，确保门封完整。

3. 门封维护

门封条应定期清洁并保持柔软，可使用温水或中性清洁剂。若发现密封不严，应及时更换，以防能耗上升或温度波动。

4. 备份系统建议

在高价值样品存储环境中，建议配合温度监控系统与不间断电源（UPS）使用。可选配二氧化碳或液氮应急冷却系统，以防长时间断电导致温度升高。

八、性能参数摘要

九、应用领域

TSX400-86CA 适用于以下场景：

• 生命科学研究：保存细胞株、DNA、RNA、血清及酶类试剂。

• 临床与医疗机构：用于疫苗、血浆及组织样本的长期储存。

• 制药工业：支持药物研发过程中的稳定性测试及中间体存储。

• 环境与食品实验室：保存微生物、菌种及低温试验样本。

• 生物资源库与高校实验室：作为基础样品储备设备。

其稳定的温控和安全保护机制，特别适合需要连续运行 24 小时的关键性实验环境。