Технология криогенных зеркал (Cryo - EM) в последние годы широко используется в таких областях, как биология, химия и материаловедение, особенно в исследованиях структурной биологии с высоким разрешением. Замораживающие зеркала полагаются на быстрое замораживание образцов, чтобы избежать замерзания воды в кристаллы, тем самым поддерживая структуру биологических макромолекул и других образцов в естественном состоянии.
Полностью автоматические генераторы жидкого азота для криогенных зеркал являются ключевой частью экспериментов с криогенными зеркалами и обычно используются для обеспечения криогенной среды, необходимой для замороженных образцов. Для обеспечения стабильности, надежности и эффективности работы устройства, генерирующие жидкий азот, должны иметь полностью автоматизированную систему управления, способную точно регулировать и поддерживать подачу и температуру жидкого азота.
Принцип работы автоматического генератора жидкого азота в криогенных зеркалах
Автоматическое пополнение жидким азотом
Устройство соединено с системой охлаждения криогенных зеркал через резервуары с жидким азотом. Жидкий азот постепенно испаряется во время использования, устройство оснащено системой мониторинга уровня жидкости, которая автоматически контролирует уровень жидкого азота с помощью датчика и автоматически запускает пополнение жидким азотом, когда уровень жидкости падает до заданного нижнего предела.
Как только жидкий азот потребляется до определенной степени, система автоматически запускает клапан подачи жидкого азота, который вводит жидкий азот из резервуара для хранения в систему охлаждения, чтобы обеспечить непрерывную стабильность подачи жидкого азота.
Контроль и контроль температуры
Полностью автоматическое устройство для генерации жидкого азота будет оснащено датчиком температуры, который контролирует температуру системы в режиме реального времени. Система может точно регулировать поток жидкого азота в соответствии с потребностями для поддержания криогенной среды криогенных зеркал.
Регулируя скорость и расход жидкого азота, устройство может точно контролировать температуру образца и зоны охлаждения, обеспечивая поддержание надлежащего состояния замораживания во время работы.
Газ испаряется и циркулирует
В процессе пополнения жидким азотом часть жидкого азота испаряется в газ. Полностью автоматизированные установки по производству жидкого азота, как правило, оснащены системами рекуперации газа, способными рекуперировать испаренный азот и рециркулировать его для повышения эффективности и снижения затрат.
испаряющийся азот транспортируется по трубопроводу наружу или высвобождается через фильтрующее устройство.
Система прогнозирования и сигнализации потребления жидкого азота
Устройство оснащено передовыми алгоритмами, которые предсказывают скорость потребления жидкого азота и заранее рассчитывают время и количество пополнения жидкого азота в зависимости от текущего использования. Когда жидкий азот вот - вот исчерпается, система выдает предупреждение, чтобы напомнить оператору о своевременном пополнении, чтобы избежать прерывания жидкого азота, влияющего на экспериментальные операции.
Основные компоненты и функции
Емкость для хранения жидкого азота
Как правило, используются резервуары жидкого азота с высокой вакуумной изоляцией для обеспечения низкой температуры во время хранения жидкого азота и поддержания долгосрочного низкотемпературного хранения жидкого азота.
Датчик уровня жидкости и система пополнения жидким азотом
С помощью датчика уровня жидкости в режиме реального времени контролируется состояние хранения жидкого азота, подключается автоматическая система пополнения для обеспечения стабильного снабжения жидким азотом.
Система контроля температуры
Точное регулирование и контроль температуры системы охлаждения образца, обычно включающей термопары, модули управления температурой и т. Д. Поддержание системы в требуемом температурном диапазоне с помощью электронного управления.
установка для рекуперации азота
Восстановление и повторное использование испаренного азота путем конденсации и рециркуляции трубопроводных систем повышает эффективность системы.
Системы напоминания и отображения
С цифровым дисплеем, который может отображать температуру, уровень жидкости, расход и другие важные параметры жидкого азота в режиме реального времени. Система сигнализации может предупреждать о нехватке жидкого азота, температурных аномалиях и других ситуациях, чтобы гарантировать, что оператор принимает своевременные меры.
АСУ автоматизированная система управления
Автоматизированная система управления является основной частью устройства генерации жидкого азота, способного интеллектуально регулировать подачу жидкого азота в соответствии с уровнем жидкости, температурой, потоком и другими данными в режиме реального времени, уменьшать вмешательство человека в работу и обеспечивать точность и стабильность процесса охлаждения.
Преимущества полностью автоматического производства жидкого азота
Автоматизация операций
Автоматизированные системы управления значительно сокращают вмешательство человека, упрощают работу, избегают ошибок в работе человека и обеспечивают стабильный запас жидкого азота во время экспериментов с замороженными зеркалами.
Эффективное энергосбережение
Оптимизируя подачу жидкого азота и систему рекуперации, полностью автоматизированные устройства могут эффективно использовать жидкий азот, сокращать отходы и снижать затраты.
Точное регулирование температуры
Устройство может контролировать и регулировать поток и подачу жидкого азота в режиме реального времени, обеспечивая точный контроль температуры в системе охлаждения и избегая воздействия колебаний температуры на образцы.
安全性高
Устройства, генерирующие жидкий азот, обычно оснащены рядом защитных устройств безопасности, таких как обнаружение утечки жидкого азота, предупреждение о перегреве, защита от давления и другие функции для обеспечения безопасности во время эксперимента.
Методы
Устройство готово.
Убедитесь, что резервуар жидкого азота правильно подключен к системе криогенных зеркал, и проверьте рабочее состояние всех трубопроводов и модулей управления.
Запуск системы
Запустите автоматизированное устройство для генерации жидкого азота, чтобы проверить, работает ли система контроля температуры и контроля уровня жидкости.
Контроль и регулирование температуры
Установите требуемый температурный диапазон (обычно ниже - 180°C), чтобы убедиться, что система может автоматически регулировать поток жидкого азота по требованию и поддерживать низкотемпературное состояние образца.
Запуск и наблюдение
Во время работы контролируйте такие параметры, как уровень жидкости, температура и расход, чтобы убедиться, что все функции в норме. Когда уровень жидкого азота приближается к заданному нижнему пределу, система автоматически пополняет жидкий азот.
Завершение операции
После завершения эксперимента отключается система подачи жидкого азота, регистрируется расход жидкого азота, очищается устройство для обеспечения долгосрочной стабильности системы.
Резюме
Полностью автоматическое устройство для генерации жидкого азота в криогенных зеркалах обеспечивает быстрое и стабильное замораживание проб в эксперименте с кристаллизацией воды при низких температурах с помощью технологии автоматического управления и эффективной системы подачи и восстановления жидкого азота. Благодаря точному контролю температуры и уровня жидкого азота устройство может повысить эффективность и стабильность эксперимента, одновременно снижая потребление жидкого азота, обеспечивая более надежную гарантию применения технологии криогенных зеркал.