دستگاه فور آزمایشگاهی چیست؟

دستگاه آون آزمایشگاهی (Laboratory Oven) که به آن فور آزمایشگاهی نیز گفته گفته می شود، یکی از تجهیزاتی است که در آزمایشگاه های مختلفی مثل آزمایشگاه های خاک و بتن و قیر و آسفالت، الکترونیک، پزشکی، فرآوری مواد و آزمایشگاه های عمران مورد استفاده قرار می گیرد.
از دستگاه آون آزمایشگاهی برای خشک کردن مواد مختلف، حرارت دادن یکنواخت به مواد و اجسام، استریل کردن تجهیزات پزشکی، حرارت دادن به خاک و بتن در آزمایشگاه ها برای انجام آزمایش های مختلف و تبخیر کردن در آزمایشگاه های صنعتی و پزشکی و عمران در محدوده دمایی 0 درجه تا 300 درجه سانتی گراد استفاده می کنند.

دستگاه های آون یا فور در دو مدل هوشمند فن دار استیل و هوشمند بدون فن با محدوده دمایی حداکثر 300+ درجه سانتی گراد در ابعاد و حجم های متفاوت در آسفالت ایران تولید و به فروش می رسند.

انواع دستگاه فور آزمایشگاهی

فور ها اکثرا در چند سایز موجود می باشند از جمله55 ، 100، 220 و 400 لیتر ظرفیت در دو نسخه همرفت طبیعی و همرفت اجباری توسط سیستم دمنده مخصوص.

• 220 لیتری
•  110 لیتری
•  55 لیتری
•  22 لیتری
•  35 لیتری
• فور آزمایشگاهی سفارشی

این آون ها به طور ویژه برای استفاده های عمومی آزمایشگاهی مانند خشک کردن، تهویه مطبوع، پیش گرمایش و تعیین رطوبت طراحی شده اند.

این آون ها می توانند در نسخه های مختلف عرضه شود: داخلی با روکش روی یا فولاد ضد زنگ، همرفت طبیعی یا اجباری، 220-240 ولت. مدل‌های داخلی فولادی با روکش استیل معمولاً مشخصات صنعت ساختمان را برآورده می‌کنند.
نمای بیرونی آون ها به خوبی از ورق های فولاد ساخته شده است. عایق با پشم معدنی به ضخامت تقریبا 40 میلی متر عایق حرارتی استگاه است.

آون یا فور فن دار

در آون های فن دار گردش هوا توسط یک فن مخصوص تعبیه شده درون آون به طور مکانیکی انجام می شود. این فن باعث توزیع دما به طور یکنواخت درون محفظه استیل این دستگاه می شود. این توزیع دما باعث یکسان بودن شرایط دمایی درون محفظه آون و در نتیجه بدست آمدن نتایج با شریط یکسان دستگاه می شود.
از مزایای فور های فن دار یا همرفت مکانیکی این است که سرعت انجام آزمایش ها افزایش می یابد و همچنین با باز و بسته کردن درب به سرعت دمای آون در همه محفظه یکسان می شود و به دمای مورد نظر و شرایط تنظیم شده باز می گردد. همچنین خشک شدن مواد درون آون با سرعت بیشتری انجام می شود.

آون یا فور آزمایشگاهی فن دار (Fan Laboratory Oven) یکی از بهترین آون ها از لحاظ قیمتی و عملکردی که در انواع آزمایشگاه های مختلف استفاده میشود، می باشد. این آون های هوشمند دارای فن مناسب خشک کردن، گرم کردن و کاربرد های مختلف آزمایشگاهی است.

آون یا فور بدون فن

در آون های بدون فن که به اصطلاح به آن فور همرفت گرانشی نیز می گویند، حرکت و پخش دما به صورت گرانشی؛ هوا با گرم شدن به سمت بالا می رود و طی مدت زمان طولانی تری دما در سراسر آون پخش می شود.

در این آون شما به زمان بیشتری برای انجام آزمایش های خود و خشک شدن مواد نیاز دارید.

اجزا دستگاه فور

در تولید دستگاه فور آزمایشگاهی با حجم و مدل های مختلف از اجزای سازنده مختلفی همچون محفظه اصلی، عایق بین ورق های دستگاه، المنت های تولید کننده گرما، نمایشگر دمای آون هوشمند، ولوم تنظیم دمای فور از 70+ تا 300+، سیم کشی های دستگاه و برد الکترونیکی، محفظه و بدنه بیرونی با رنگ الکترواستاتیک استفاده می شود. اگر بخواهیم به صورت خلاصه بگوئیم به صورت زیر است:

• عایق فور
• محفظه اصلی
• برد الکترونیکی
• بدنه ی دستگاه فور
• نمایشگر
• ولوم تنظیم دمای فور

محفظه اصلی

محفظه اصلی آون که یکی از مهمترین بخش های داخلی آون آزمایشگاهی است که وظیفه ی انتقال و عبور حرارت تولید شده توسط المنت از خود را دارد. معمولا در این محفظه تمام وسایل و موادی که قرار است حرارت ببینند و یا استریل شوند قرار می گیرد. در این محفظه در مدل های فن دار فن آون نیز قرار می گیرد. جنس این محفظه معمولا در دو نوع استیل و آلومینیوم است. آون هایی که با محفظه داخلی و حتی محفظه بیرونی استیل تولید می شوند دارای ویژگی های خاصی نسبت به آون های آلومینیومی هستند که به برخی از آن ها اشاره می کنیم:

• خاصیت ضد زنگ
• قابل یازیافت بودن
• بالا بودن استحکام و میزان سختی

آون یا فور های آزمایشگاهی که با ورق استیل تولید می شوند، با توجه به شکل پذیری و مقاومت بیشتر در مقابل سختی نسبت به فور های آلومینیومی برتری دارند. لازم به ذکر است که در آزمایشگاهی های مختلف و کارخانه جات و … که آون آزمایشگاهی را تهیه می کنند؛ ممکن است با اسید و مواد شیمیایی مختلفی سر و کار داشته باشند که آون های آزمایشگاهی استیل این اطمینان را به کاربران می دهند که در مقابل این مواد مقاومت خوبی را از خود نشان دهند. این ورق های استیل بدون شک یکی از بهترین گزینه ها برای ساخت ماشین آلات و ابزار آلات آزمایشگاهی است.
همچنین در داخل دستگاه قفسه های با همان جنس داخلی آون طراحی و نصب شده است. این قفسه ها شامل قفسه ثابت و متغیر است.

عایق حرارتی

در همه آون های آزمایشگاهی از یک نوع الیاف با جنس پشم شیشه برای ساخت عایق حرارتی بکار می رود. کار اصلی این عایق با جنس پشم شیشه جلوگیری در هدر رفت دما و اتلاف حرارت و سرد شدن زود هنگام حرارت آون است. پشم شیشه به دلیل داشتن ترکیباتی از جنس الیاف نازک و منعطف شیشه تولید می شوند. پشم شیشه نوعی عایق حرارتی و صوتی نیز شناخته می شود.

نکات مثبت استفاده از عایق در فور آزمایشگاهی:

•  عایق حرارتی
•  عایق صوتی
• عایق رطوبتی
• محافظت از قطعات الکترونیکی

پشم شیشه ای که در فور های آزمایشگاهی استفاده می شود، تحمل دمای 750+ درجه سانتی گراد و دمای ذوب 1300 درجه سانتی گراد دارد. جالب است بدانید این عایق حرارتی، از قطعات الکترونیکی در مقابل حرارت محافظت و گرمای داخل فور آزمایشگاهی را در دمای تنظیم شده حفظ می کند. این عایق ها علاوه بر عایق حرارتی در نقش عایق صوتی و رطوبتی نیز عمل می کند.

ولوم تنظیم دمای فور:

کنترلر دما یکی از مهمترین اجزا جهت تنظیم دما و کنترل کردن فور یا آون است. این کنترل های دما در بخش بیرونی دستگاه بر روی قسمت بالایی آون نصب شده است. این کنترلر دما کار ها مختلفی مثل تنظیم دمای دستگاه از 1 دقیقه تا 990 دقیقه، سیو کردن زمان، تنظیم کردن دمای دستگاه بین 70 تا 300 درجه سانتی گراد کاری، استارت دستگاه را انجام می دهد.

وظیفه کنترل دما

تنظیم کننده حرارتی دقیق، دقت 1 درجه سانتی گراد، دارای کلید خاموش و دماسنج دیجیتالی دقیق تعداد قفسه ها: 3 عدد همراه با هر فور یا آون.

نمایشگر آون آزمایشگاهی:

نمایشگر دیجیتالی فور آزمایشگاهی یکی از تاثیر گذار ترین قطعات در این فور ها است. این نمایشگر سه کار تنظیم دما، نمایش دما و تنظیم زمان را انجام می دهد.

مهمترین کاربرد نمایشگر در آون آزمایشگاهی

• نمایش دما فور
• نمایش زمان تعیین شده
• تنظیم دمای کاری آون یا فور

معمولا نمایشگر های آون یک حالت عقربه ای یا جیوه ای دارند و در شکل یک برد الکتریکی عمل میکند که این نمایشگر دارای نمایشگری دیجیتالی و حسگر حرارتی است. در این فور های آزمایشگاهی این نمایشگر ها در انواع مختلفی همچون دیجیتالی و حتی در بعضی از فور ها از نوع لمسی، طبق سفارش مشتری یا کاربرد فور استفاده می شود.

برد الکترونیکی:

در آون های آزمایشگاهی نیازمند یک برد برای ذخیره تنظیمات دستگاه از جمله تنظیم دما و زمان است که این کار توسط برد های الکترونیکی درون دستگاه انجام می شود.

بدنه ی دستگاه فور:

اما در ظاهر و بدنه ی دستگاه فور از ورق های آلومینیومی با رنگ الکترو استاتیک و یا ورق های استیل در مدل های فور های تمام استیل استفاده می شود.

رنگ دستگاه فور معمولا به رنگ آبی پودری الکترو استاتیک است، اما شما می توانید رنگ مورد نظر خود را با کارشناسان فروش ما در میان بگذارید تا آون آزمایشگاهی با رنگ سفارشی برای شما طراحی و تولید شود.
در بیرون دستگاه، یک درب با ضخامت استاندارد عایق شده جهت جلوگیری از خروج گرما با لولا های فلزی که طول عمر بالایی دارند، به بدنه ی دستگاه متصل شده است. بر روی درب یک دستگیره استیل صنعتی نصب شده تا بتواند درب آون را قفل کرده و به آسانی باز و بسته شود.
در قسمت جلویی دستگاه یک پنل قرار دارد که دکمه ای جهت خاموش و روشن کردن دستگاه، نمایشگر دیجیتالی تنظیم دما و کنترل تنظیم دمای آون روی آن تعبیه شده است.
در قسمت بالایی دستگاه یک قطعه جهت خروج رطوبت یا گرمای دستگاه بدون نیاز به باز گذاشتن درب نصب شده است. در اطراف بدنه ی دستگاه نیز برش هایی توسط دستگاه لیزر تعبیه شده است تا گرمای اضافی تولید شده توسط دستگاه به بیرون انتقال یابد تا از ذوب شدن قطعات دستگاه یا آسیب دیدن آن جلوگیری کند.

جدول اجزای دستگاه فور آزمایشگاهی

نحوه عملکرد دستگاه فور آزمایشگاهی

عملکرد دستگاه فور به سه بخش اصلی تقسیم می شود:

•  المنت ها
• سیستم فن دار سیرکوله
•  سیستم بدون فور بدون فن

تولید گرما در آون توسط المنت های فنری که یک عنصر الکتریکی و گرمایی است که توسط یک سیم با مقاومت الکتریکی انجام می شود. این سیم ها در المنت فور آزمایشگاهی به دور یک استوانه عایق نارسانا از جنس سرامیک نسوز پیچیده می شود. هنگامی که آون را روشن می کنید و دمای مورد نظر را تنظیم می کنید، جریان الکتریکی از این سیم عبور می کند که باعث تولید گرما و حرارت درون آون می شود.
این گرما توسط منفظه های تعبیه شده درون محفظه استیل فور و ورق های محفظه استیل دستگاه، به داخل دستگاه انتقال می یابد. این کار دما را درون آون افزایش داده و توسط کنترلر و صفحه نمایش دستگاه تعیین می شود.
فور هوشمند فن دار توسط المنت هایی که در کف و اطراف محفظه داخلی طراحی شده اند گرم می شوند و توسط فن های سیرکوله ای که درون دستگاه ها تعبیه شده است، این گرما به همه نقاط دستگاه بصورت یکسان می رسد و دما دستگاه تنظیم می شود.
آون آزمایشگاهی فن دار دارای سیستم کنترلی است که روی آون نصب شده است و دارای تایمر 1 تا 999 دقیقه یا دائم الکار می باشد. این دستگاه دارای ترموستات دیجیتال PID است که قابلیت نشان دادن دمای ست شده و تنظیم شده دستگاه، دمای فعلی دستگاه فور و همچنین از مزیت این سیستم می توان به دقت بسیار بالای آن اشاره داشت.
ترمومتر این دستگاه ها که مدل دیجیتالی با سنسور PT100 می باشد دمای دستگاه را به طور دقیق به نمایش می گذارد.
فن آون و فور های آزمایشگاهی آسفالت ایران دارای دور 2400 بار در دقیقه و با جنس مس می باشد که عملکرد بسیار خوبی در این دستگاه های فور دارد. ولتاژ فور های آزمایشگاهی 220 ولت و با توان 1000 وات می باشد.
همچنین فور ها مجهز به سیستم کالیبراسیون اتوماتیک می باشند. این فور ها نسل جدیدتر و پیشرفته تر از فور های قدیمی هستند. کالیبراسیون این فور ها راحت تر و بدون دردسر انجام می شود.

نحوه کار با دستگاه فور آزمایشگاهی یا آون:

راهنمای کار با کنترلر دستگاه به شرح زیر است:

روشن کردن دستگاه

با روشن کردن دستگاه نمایشگر پس از نمایش مشخصات کنترلر به حالت stop رفته دستگاه آماده استارت بوده در صورت تغییر مقادیر دما و زمان با فشار ۲ ثانیه ای کلید و شنیدن صدای بوق run نمایش داده شده دستگاه شروع به کار میکند.

برنامه دهی به دستگاه فور

جهت برنامه دهی در حال کار کردن دستگاه با فشار کلید بمدت ۳ ثانیه و شنیدن صدای بوق وارد فضای برنامه دعی شده کلید را رها کنید.
در فضای برنامه دهی سیستم به حالت stop رفته و برنامه قبلی از اجرا باز می ماند و آماده برنامه جدید میباشد.

تنظیم دمای فور آون

در فضای برنامه دهی باچرخاندن ولوم روی منوی temp رفته کلید را یک لحظه فشار دهید سپس با چرخاندن ولوم دمای مورد. نظر را روی نمایشگر تنظیم و با فشردن لحظه ای کلید به منوی temp باز گردید.

تنظیم زمان تایمر

در فضای برنامه دهی با چرخاندن ولوم روی منوی time رفته گلید را یک لحظه فشار دهید سپس با چرخاندن ولوم زمان مورد نظر را روی نمایشگر تنظیم و با فشردن لحظه ای کلید به منوی time باز چنانچه در منوی تایمر حالت off انتخاب شود تایمر خاموش و از مدار خارج خواهد بود.

اجرای برنامه

پس از اتمام تنظیمات برای خروج از فضای برنامه دهی و اجرای برنامه جدید کلید را بمدت ۳ ثانیه فشرده باشنیدن صدای بوق کلید رها نمایید. نمایشگر run نمایش داده و برنامه جدید اجرا خواهد شد. در حال اجرای برنامه با فشردن لحظه ای کلید نمایشگر مقادیر set شده دما و زمان باقیمانده را پشت سرهم نمایش داده سپس مجددا نمای جاری را نمایش خواهد داد.
چنانچه در برنامه دهی تایمر عدد دهی شده باشد چراغ تایمر روشن شده پس از رسیدن دما به مقدار set شده چراغ تایمر شروع به چشمک زدن نموده با اتمام زمان تایمر برق اتمام تایمر بصدا در آمده نمایشکر end نمایش داده و دستگاه از کار باز خواهد ماند. برای شروع مجدد کار با دستگاه می بایست تایمر دوباره عدد دهی گردد، زیرا با اتمام برنامه قبلی مقدار آن صفر شده.

آموزش تنظیم ضرایب دستگاه فور

1. بعداز بررسی سیم کشی دستگاه و محکم بودن ترایاک روی هیت سینک – قبل از اینکه دستگاه شروع بکار کند و دمای محفظه تغییر کند وارد تنظیمات کارخانه ای شده (در دمای محیط) ابتدا با کلیک متوی dspl دمای جاری محفظه (اولین عدد نمایش داده شده) را ملاحظه و اختلاف دما با دمای واقعی را در منوی bace تصحیح نمائید.
2. دستگاه را روشن کرده وارد فضای برنامه دهی کاربر شده نمای ترموستات را 90 درجه تنظیم میکنیم.
   (فور=90، اتوو=37، بن ماری=37)
3. صبر میکنیم تا دمای محفظه به 90 درجه رسیده حداقل یک ساعت روی 90 درجه ثابت بماند.
4. وارد فضای تنظیمات کارخانه شده در همان ملوی dspl ولوم را تک کلیک کرده سومین عدد نمایش داده شده vir را یادداشت میکنیم.
5. قبل از یادداشت مقدار vir وارد منوهای دیگر نشوید در غیر اینصورت مقدار vir تغییر کرده و می بایست مرحله قبل مجددا تکرار گردد.
6. پس از یادداشت مقدار vir برای 90 درجه وارد منوی pid1 شده مقدار آن را برابر vir یادداشت شده تنظیم میکنیم.
7. از تنظیمات کارخانه خارج شده در فضای برنامه دهی کاربر مقدار ترموستات را روی 180 درجه تنظیم میکنیم.
   (فور=180، اتوو=70، بن ماری=70)
8. صبر میکنیم تا دمای محفظه به 180 درجه رسیده حداقل یک ساعت روی 180 درجه ثابت بماند.
9. وارد فضای تنظیمات کارخانه شده در همان منوی dspl ولوم راتک کلیک کرده سومین عدد نمایش داده شده vir را یادداشت میکنیم.
10. قبل از یادداشت مقدار vir وارد منو های دیگر نشوید در غیر اینصورت مقدار vir تغییر کرده و می بایست مرحله قبل مجددا تکرار گردد.
11. پس از یادداشت مقدار vir برای 180 درجه وارد منوی pid2 شده مقدار آن را برابر vir یادداشت شده تنظیم میکنیم.
12. دو مقدار یادداشت شده برای pid1 و pid2 را برای دیگر دستگاهای مشابه تغییر میدهیم.

کاربرد های دستگاه فور

امروزه کاربرد آون (فور) ها در سال 1403 بسیار زیاد شده است. به طوری که در همه ی آزمایشگاه های عمران، خاک، بتن و قیر وآسفالت استفاده از آون ها طبق سازمان نظام مهندسی ایران ضروری اعلام شده است. البته کاربرد این فور ها فقط در این آزمایشگاه ها محدود نمیشود.

فور در کارخانه ها

در کارخانه جات مختلفی همچون کارخانه های تولید مواد غذایی، کارشناسان تولید و آزمایشگاه این کارخانه جات، جهت استریل کردن و خشک کردن مواد مختلف سعی در بهبود کیفی محصولات خود با استفاده از فور های آزمایشگاهی هوشمند دارند.
فور در کارخانه های تولید لاستیک: در این کارخانه ها، پس از ترکیب مواد اولیه برای تولید لاستیک و تزریق آنها در قالب های مورد نظر، پس از خارج کردن لاستیک ها از قالب نوبت به حرارت دادن لاستیک ها و پخت آن در فور های صنعتی می شود. این کار باعث افزایش مقاوت لاستیک در برابر جاده و گرمای آسفالت می شود.

فور در تولید سرامیک

در شرکت های تولید سرامیک و سنگ های تزیینی، یک نیاز ضروری پخت محصولات در فور های صنعتی با دمای بالا است. وقتی سرامیک و سنگ ها ساخته می شوند، باید حرارت زیادی ببینند تا در سرما و گرما ترک نخورند و کیفیت بالایی داشته باشند.

فور در تولید صنایع دستی

البته که هنرمندان عزیز کشورمان نیز در ساخت صنایع دستی مثل: مجسمه های گلی و … نیاز دارند تا این مجسمه ها را درون فور با حرارت زیاد قرار دهند تا خشک شوند و ترک نخورند.

مزایای دستگاه فور چیست؟

دستگاه های آون یا فور آزمایشگاهی استیل به دلیل حجم های متفاوتی که دارند باعث شده است تا در هر جایی بتواند مورد استفاده قرار بگیرد. همچنین کارایی آسان تر این فور ها نسبت به دیگر دستگاه ها برای انجام یک کار مشخص قابل ملاحضه است. برای مثال وقتی می خواهیم از فور برای استریل کردن وسایل استفاده کنیم، نیاز به آب با فشار بالا جهت استریلیزاسیون ندارد.
به همین خاطر استفاده از فور در آزمایشگاه های پزشکی بسیار ایمن تر است. در آون دمای کاری نسبت به مدت زمان برای استریل کردن وسایل از اتوکلاو بالاتر است و باعث میشود در زمان کمتری این کار را انجام می دهد.
همچنین به دلیل استفاده از دمای خشک، باعث میشود میکروارگانیسم ها از بین نروند.

برخی از مزایای فور ها:

•  اسیب نزدن به وسایل
• مقاوم در برابر زنگ زدگی
• رنگ مقاوم الکترواستاتیک
• دارای محفظه استیل
• مقاومت در برابر مواد مختلف
• دارای فن سیرکوله و جریان هوای فوق العاده

تفاوت دستگاه فور، اتوکلاو و انکوباتور چیست؟
تفاوت بین دستگاه های فور، اتوکلاو و انکوباتور در متفاوت بودن دمای کاری این دستگاه ها است. برای مثال بیشترین تفاوت آون یا فور با دیگر دستگاه ها، دمای بالاتر این دستگاه نسبت به بقیه دستگاه ها است.
دمای فور از 70 تا 300 درجه سانتی گراد
دمای اتوکلاو از 100 تا 135 درجه سانتی گراد
دمای انکوباتور از 30 تا 100 درجه سانتی گراد
دستگاه فور معمولا برای خشک کردن و گرفتن درصد رطوبت خاک و اجسام با دمای بالای 200 درجه سانتی گراد مورد استفاده قرار می گیرد. روش گرم کردن در فور ها المنت ها و روش همرفت گرمایشی است.
در دستگاه های اتوکلاو که ماهیت اتوکلاو استریل کردن تجهیزات پزشکی است، نهایت دمای مورد استفاده 135 درجه سانتی گراد است. این دستگاه با استفاده از فشار شدید بخار دما را بالا می برد و کار استریل را انجام می دهد. البته که دستگاه های اتوکلاو پزشکی قیمت بالاتری نسبت به فور ها دارند.
اما در دستگاه های انکوباتور دمای کاری دستگاه، نسبت به فور ها و اتوکلاو ها بسیار پایین تر است. در نتیجه از این دما برای رشد و نمو دادن میکروب ها و باکتری ها و همچنین کشت زیستی برای رشد دادن نمونه ها و سلول مناسب است و در آزمایشگاه های زیستی مورد استفاده قرار می گیرد.
نتیجه گیری: در نتیجه دستگاه فور مناسب اکثر کارخانه ها و آزمایشاه ها است. دستگاه اتوکلاو مخصوص استفاده در بیمارستان ها و مکان های پزشکی است. دستگاه انکوباتور مناسب استفاده در آزمایشگاه های زیستی است.
دما و زمان موردنیاز برای استریل تجهیزات در دستگاه فور
بهترین دما برای استریل کردن در فور 135 درجه سانتی گراد به مدت 20 تا 30 دقیقه است. وقتی صحبت از دما و زمان مورد نیاز برای استریل کردن وسایل و تجهیزات به عمل می آید، باید بگوییم بهترین دستگاه ها برای استریل کردن تجهیزات پزشکی دستگاه های اتوکلاو پزشکی و آون با دمای بالا است. اتوکلاو با فشار بخار در دمای 135 درجه سانتی گراد این کار را انجام می دهد.