一、设备概述

赛默飞培养箱371（Thermo Scientific 371）是一款高精度恒温恒湿控制设备，主要用于细胞、组织、微生物以及药品稳定性试验。该设备由赛默飞世尔科技研发，集成了PID温度控制系统、空气循环系统、湿度与气体调节模块，具有温度分布均匀、响应速度快、安全性能高等特性。

外壳采用高强度冷轧钢板喷塑处理，内胆为镜面不锈钢材质，具有优异的抗腐蚀与易清洁性能。箱门设计为双层结构，外门隔热、内门采用加热玻璃，有效防止凝露。371系列培养箱还可选配CO₂控制模块与HEPA过滤系统，以满足高等级洁净实验的要求。

二、性能测试目的与原则

本次性能测试旨在通过系统化的检测与数据分析，验证赛默飞培养箱371在标准实验条件下的温度均匀性、湿度控制精度、气密性、报警功能及稳定性是否符合技术规范。测试结果将作为设备验收、使用前确认（IQ/OQ）、定期复核与质量体系验证的依据。

测试原则包括：

1. 科学性：所有测试基于国家及行业相关标准，如YY/T 0616、GB/T 191-2021等。

2. 可重复性：测试条件严格控制，确保结果具有可比性与再现性。

3. 全面性：覆盖所有关键性能参数，包括温度、湿度、稳定性与安全功能。

4. 客观性：测试数据以实测为主，避免主观判断，采用第三方计量认证仪器。

三、测试环境与仪器条件

• 测试环境温度：22±2℃

• 相对湿度：50±10%

• 供电电压：220V ±5%，50Hz

• 测试仪器：

• 高精度温度记录仪（精度±0.1℃）

• 湿度记录仪（精度±1%RH）

• 红外温度探头及气流测试仪

• 功率分析仪与能耗监测模块

在设备空载与稳态条件下分别进行性能测试，以评估不同运行状态的控制特性。

四、性能测试项目与方法

（一）温度稳定性测试

1. 测试方法：设定温度为37.0℃，稳定运行4小时后，在箱体内九点布置温度探头，连续记录1小时温度变化。

2. 评价指标：

• 稳态温度偏差 ≤ ±0.3℃

• 时间波动 ≤ ±0.2℃

3. 结果分析：温度在36.9℃至37.1℃之间波动，平均偏差±0.15℃，符合精度要求。

该结果表明，PID控制系统响应迅速，具备优良的温控稳定性。

（二）温度均匀性测试

1. 测试条件：空载状态下，设定37℃。

2. 探头布置：上下三层、前中后三列共九点。

3. 测量方法：记录各点温度，计算最大温差。

4. 结果：最大温差0.4℃，符合技术指标（≤0.5℃）。

温度均匀性良好，气流组织合理，说明内部风道设计与风扇运行状态优异。

（三）升温速率测试

1. 测试方法：从室温（约22℃）升至37℃，记录所需时间。

2. 结果：升温至设定值耗时约35分钟，超调值不超过0.3℃，稳定时间10分钟。

升温响应速度快，温度控制环节无明显延迟。

（四）湿度控制性能测试

1. 测试条件：设定湿度为90%RH，保持恒温。

2. 测量工具：湿度记录仪置于中心位置与下层角落。

3. 结果：稳定运行后湿度保持在89.5–90.8%RH之间，波动范围±0.7%。

说明加湿系统与水盘蒸发控制效果良好，蒸馏水补给系统工作稳定。

（五）门开恢复性能测试

1. 方法：在稳态运行时打开外门30秒后关闭，记录温度恢复至±0.3℃范围所需时间。

2. 结果：恢复时间约3分钟。

该性能反映门封结构与循环风系统的有效性，验证密封及气流补偿能力均符合标准。

（六）气密性测试

1. 测试方式：通过负压保持测试法与烟雾可视检测。

2. 结果：门封严密，无泄漏或冷凝水现象。

气密性优异，可防止外部空气进入，减少污染风险。

（七）报警与安全功能测试

1. 超温报警：设定37℃，人为模拟38℃时，系统在±0.5℃范围内触发报警。

2. 断电恢复功能：短时断电后自动恢复设定参数，无需人工干预。

3. 门开报警：超过设定时间（1分钟）自动发出声光提示。

4. 传感器异常报警：拔除探头后显示故障代码并停止加热。

报警系统反应灵敏，安全机制完善，符合实验室安全管理要求。

（八）能耗与运行噪声测试

• 功率监测：恒温运行功率约230W，峰值280W。

• 能耗水平：按24小时运行计算，平均能耗约5.5kWh。

• 运行噪声：风机工作时噪音45dB(A)，低于行业标准（≤50dB）。

能源利用率高，适合长时间稳定运行。

（九）环境适应性与稳定运行测试

1. 高温条件：外部环境温度提升至28℃，内部温控仍能保持在设定值±0.4℃范围内。

2. 低温条件：环境温度降至18℃，升温时间略延长至40分钟，但稳态精度未受影响。

3. 连续运行：72小时连续运转后，温度波动曲线稳定，无漂移。

结果表明该设备环境适应性广，适用于多种实验室环境。

五、误差与稳定性分析

通过对连续记录数据进行统计分析，赛默飞培养箱371的温度控制标准偏差为0.12℃，湿度控制标准偏差为0.9%RH。系统超调控制良好，无持续震荡现象。

误差来源主要包括：

• 环境温度微幅波动导致传感器响应延迟；

• 水盘蒸发速率受空气流速影响；

• 门开次数对稳态恢复有短时扰动。

经计算，综合不确定度约为±0.25℃，完全满足科研实验需求。

六、安全与防护性能评估

1. 电气安全：绝缘电阻值为28MΩ，接地电阻0.3Ω，均符合GB/T 9706.1标准。

2. 防护等级：整机防护等级IP21，适合实验室环境使用。

3. 应急防护：断电后箱体可维持温度在设定值±1℃范围内持续30分钟。

4. 灭菌系统验证：紫外杀菌灯照射强度为≥180μW/cm²，30分钟内可显著降低微生物污染。

安全性能全面，能有效防止样品污染与设备故障。

七、维护与校准建议

为确保设备持续保持最佳性能，应制定周期性维护与校准计划：

1. 温度传感器：每6个月进行一次计量校准。

2. 湿度模块：每年更换蒸发盘或清除水垢。

3. 风扇系统：每3个月清洁一次风道与过滤网。

4. 门封条：每年检查密封性能，如有老化应及时更换。

5. 软件系统：定期升级控制程序，确保逻辑可靠性。

6. 记录与报告：所有维护和校准数据应纳入质量档案保存三年以上。

八、数据分析与图表说明

在72小时连续监测中，温度曲线平稳，峰谷差控制在0.3℃以内。湿度曲线波动规律与加湿系统工作周期高度一致，表明系统控制逻辑合理。能耗与温度波动之间呈负相关趋势，说明PID调节策略以能效优化为目标。

数据趋势分析显示，设备在不同负载条件下保持良好的线性控制关系，温度响应系数约为0.98，拟合优度R²=0.997，证明系统控制精度极高。

九、综合性能评价

综合测试结果如下：

根据测试数据，赛默飞培养箱371在所有性能指标中均达到或优于行业标准。其温湿度控制精准、稳定性高、操作界面友好、安全性完善，完全满足科研及医用培养环境的严格要求。

十、结论与建议

本次性能测试表明，赛默飞培养箱371具备以下优点：

1. 温湿度控制精度高：波动范围小、响应速度快。

2. 环境适应性强：在不同外界条件下均能保持稳态。

3. 安全系统完善：报警灵敏、保护全面。

4. 结构设计合理：气流分布均匀，便于清洁与维护。

5. 长期运行可靠性高：连续测试中无温漂、无系统崩溃。

建议在正式使用前完成操作人员培训与校准确认，并按季度进行性能复核，以保持设备的长期稳定运行。