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一、前言

Thermo Scientific 1300 系列生物安全柜是赛默飞世尔科技为全球实验室研发的高性能防护设备，广泛应用于微生物研究、医学检验、制药生产及生物工程等领域。设备以高效节能的风机系统、智能气流控制与优异的过滤性能著称。

在生物安全柜的使用中，操作温度是影响设备性能、实验安全与样品稳定的重要参数之一。过高或过低的环境温度不仅会改变气流速度与压力平衡，还可能导致电子系统、过滤装置及紫外灯性能下降，从而影响生物安全防护效果。

本章节将系统介绍 Thermo Scientific 1300 系列生物安全柜的操作温度定义、设计原理、适宜范围、温度控制方式、环境影响以及维护与管理要求，为实验室人员提供完整的技术参考。

二、操作温度的定义与意义

1. 定义

操作温度是指生物安全柜在正常运行时所处的环境温度范围，即设备能够保持稳定气流、防护性能及电气系统正常工作的温度条件。

该参数不等同于柜内空气温度，而是指设备外部实验室环境温度，其变化将直接影响内部风机、过滤器及控制系统的稳定性。

2. 重要性

• 影响风机效率：温度变化会改变空气密度，从而影响风机输出风量和压力；

• 影响过滤器寿命：高温可能加速HEPA过滤材料老化；

• 影响气流平衡：温差过大易导致上送风与下回风不均；

• 影响电子元件稳定性：控制板、传感器及显示模块在高温环境下易出现漂移；

• 影响操作者舒适度：过热环境会增加疲劳感，降低操作效率。

因此，保持恒定、适宜的操作温度是确保 Thermo 1300 系列安全柜长期稳定运行的基本条件。

三、Thermo 1300 系列的设计温度范围

根据赛默飞技术规格，Thermo Scientific 1300 系列设计的标准操作温度范围为：

• 推荐工作温度：18℃ ～ 26℃

• 允许偏差范围：15℃ ～ 32℃

• 储存温度（关机状态）：5℃ ～ 40℃

1. 最佳运行区间

在 20℃～24℃ 环境下，设备性能最为稳定。此区间内空气密度适中，风机负载低，气流分布均匀，操作区层流稳定。

2. 临界温度影响

• 当温度低于 15℃ 时，空气密度增大，风速略有上升，但电机启动阻力增加；

• 当温度高于 30℃ 时，电机散热能力下降，长时间运行可能导致过热报警；

• 超出32℃或低于10℃环境下运行可能损害内部电子系统与密封结构。

四、温度对气流系统的影响

Thermo 1300 系列的安全气流依靠风机产生的负压及层流结构维持，温度变化将改变空气密度，从而影响风速和流型。

1. 空气密度与风速关系

在恒定风机转速下，空气密度随温度升高而降低，导致风速下降。风速每变化0.05 m/s，都可能影响层流均匀性与防护效率。

2. 高温环境影响

• HEPA过滤器进出口压差上升；

• 气流流向失衡，形成微小紊流；

• 风机转速增加，噪音随之上升；

• 传感器检测误差增加。

3. 低温环境影响

• 电机润滑油黏度增加，启动电流升高；

• 风速略高于设定值，导致气流偏移；

• 紫外灯启动延迟或亮度下降；

• 控制显示屏响应变慢。

4. 温度波动的危害

频繁的温度波动（±5℃以上）会造成风机频繁调速，增加能耗与部件磨损，从而缩短设备使用寿命。

五、温度对过滤系统的影响

Thermo 1300 系列采用高效HEPA或ULPA过滤器，其材料为玻璃纤维或微孔聚合物纤维，具有热敏特性。

1. 高温影响

• 材料膨胀变形，导致局部密封不严；

• 胶封结构老化加快，密封圈硬化；

• 长期高温会降低过滤效率。

2. 低温影响

• 滤材吸湿后可能结露，增加阻力；

• 密封胶带变脆，易出现细微裂纹；

• 压差上升，影响风速。

3. 过滤器寿命与温度关系

在推荐温度范围（18–26℃）下，过滤器平均寿命为3–5年；
若环境长期高于30℃，寿命将缩短约30%；
若低于15℃且湿度较高，则应缩短维护与检测周期。

六、温度对电气与控制系统的影响

Thermo 1300 系列配有微处理器控制系统、液晶显示面板及多组传感器。电子元件对温度变化敏感，若环境温度超出范围，可能出现：

1. 控制器响应延迟或误报警；

2. 风速传感器数据漂移；

3. 液晶显示屏亮度下降或显示错误；

4. 紫外灯镇流器过热保护动作；

5. 电源模块寿命缩短。

为了保障系统稳定，设备内部设置有温度补偿与过热保护功能。当电机温度超过安全阈值时，系统会自动降低风速或发出报警提示。

七、操作温度对实验性能的影响

1. 样品稳定性：某些生物样品如细胞培养物、酶或抗原对温度敏感，若操作区温度波动过大，可能导致样品降解或反应异常；

2. 实验准确性：温度过高会增加气溶胶蒸发速率，改变实验环境湿度；

3. 污染控制：高温易加速微生物繁殖，低温则可能导致冷凝水附着在内壁，形成污染源。

因此，实验室应控制整体环境温度恒定，并避免冷热源直接影响设备运行区域。

八、实验室温度控制要求

1. 环境布局

• 安全柜应远离加热设备、蒸汽管道及阳光直射区域；

• 实验室应配备空调系统以保持恒温；

• 安装温度传感器进行实时监控。

2. 空调系统配置

• 推荐采用变频恒温空调，温差波动不超过±1.5℃；

• 出风口不得正对生物安全柜前窗，以防气流干扰；

• 建议每小时换气次数≥10次，保持空气清洁与温度均衡。

3. 季节性调节

• 夏季应防止温度超过26℃，必要时安装通风降温系统；

• 冬季避免温度低于18℃，可适当加装加热装置保持恒定环境。

九、温度监控与记录制度

1. 实时监控

实验室应安装温湿度自动记录仪或环境监控系统，记录温度变化趋势并存储至少半年数据。

2. 日常记录

操作人员应每日记录设备所在环境温度，如出现偏差超过设定范围，应立即采取措施。

3. 温度报警系统

建议使用具备温度超限报警功能的监控仪表，设定上限28℃、下限16℃。
当温度超出范围时自动提示，以便及时调整。

十、不同环境温度下的运行策略

十一、温度异常的表现与排查

1. 温度过高时的表现

• 风机噪音增大；

• 显示屏温度报警；

• 紫外灯无法启动；

• 操作区气流速度不稳定。

排查步骤：

1. 检查实验室空调系统是否运行正常；

2. 确认风机过滤器无堵塞；

3. 检查通风口是否被阻挡；

4. 观察控制模块散热风道是否畅通。

2. 温度过低时的表现

• 启动延迟；

• 显示屏反应迟缓；

• 紫外灯点亮不完全；

• 层流速度略升高。

排查步骤：

1. 确认室温达到最低启动温度；

2. 检查电机是否存在润滑问题；

3. 检测湿度是否过高导致冷凝。

十二、温度稳定性的长期维护

1. 定期检测温控系统：每半年校验一次实验室空调与温度传感器；

2. 避免频繁启停设备：多次启停易产生温差冲击；

3. 保持室内通风均衡：空气流动可减少局部温差；

4. 监测过滤器压差：温度升高会影响压差变化，应定期记录；

5. 检查密封结构：防止高温引起密封圈老化，造成气流泄漏。

十三、温度与能耗关系

在恒温环境中运行，Thermo 1300 系列能耗最优。

• 当温度升高至30℃以上时，风机能耗增加约10%；

• 若温度保持在22℃，设备运行效率最高；

• 高温环境下电机散热困难，需增加通风量，进一步提高耗电量。

因此，良好的温度控制不仅保障性能，也能显著降低能耗与维护成本。

十四、操作温度与人员安全

舒适的操作温度不仅是设备需求，也关系到操作者健康。

• 在高温环境中，人体代谢加快，疲劳度上升，易导致误操作；

• 在低温环境中，手部灵敏度降低，影响精细操作；

• 保持室温20–24℃可有效提高工作效率与安全性。

实验室应为操作人员提供通风良好的环境，并避免长时间暴露在温差较大的区域。

十五、验证与校准要求

在设备安装或年度性能验证时，应包含环境温度校核项目。

• 校验时记录室温与设备运行温度；

• 验证结果应附温度数据与气流速度对照表；

• 若温度偏差超出规定，应重新调整环境系统或设备参数。

十六、操作温度控制的综合建议

1. 维持实验室温度在 20±2℃；

2. 避免阳光直射与外界冷热空气侵入；

3. 使用具备温湿度显示的电子监控仪；

4. 在夏季高温时段适当延长风机运行时间以助散热；

5. 冬季低温环境中，开机前应预热5–10分钟再进行操作；

6. 若实验室环境条件波动频繁，应建立温度应急调控机制。