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一、引言

在離心機的操作中，速度設定（Speed Setting） 是影響實驗結果最關鍵的參數之一。對于賽默飛高速冷凍離心機 Legend Micro 17R，其速度調控系統(tǒng)采用精密微處理控制，可在極短時間內實現高精度加速與穩(wěn)定控制。
合理的速度設定不僅能提高樣品分離效率，還能保護離心機部件、延長設備壽命，并確保實驗的重復性與安全性。

本章將從速度原理、設定方法、運行模式、調節(jié)策略、注意事項及維護校準等角度全面介紹 Legend Micro 17R 的速度控制系統(tǒng)與操作技巧。

二、離心速度的基本原理

1. 離心力與轉速的關系

離心力（Relative Centrifugal Force, RCF）與轉速（Revolutions Per Minute, RPM）呈平方關系，計算公式為：

RCF = 1.118 × 10?? × r × (RPM)2

其中，r 為轉子的半徑（厘米），RPM 為轉速。
這意味著在相同半徑下，轉速增加一倍，離心力將增加約四倍。因此，在設定速度時，需兼顧樣品特性與轉子承受能力，防止過速運行導致樣品損壞或轉子疲勞。

2. 轉速的物理限制

Legend Micro 17R 的最高轉速為 17,000 rpm，對應的最大離心力約 25,000 × g。該上限由轉子材質、結構強度、軸承穩(wěn)定性及電機功率共同決定。
任何超過額定轉速的操作都可能造成機械失衡、轉子裂紋甚至腔體損壞，因此必須嚴格遵循設定范圍。

三、速度設定的硬件基礎

1. 高精度電機驅動系統(tǒng)

設備采用無刷感應電機（Brushless Induction Motor），具備以下優(yōu)勢：

• 啟動扭矩大，加速快且平穩(wěn)；

• 長期運行無電刷磨損；

• 速度反饋信號精準，誤差不超過 ±10 rpm。

2. 智能微處理控制單元

內置 PID（比例–積分–微分）算法，可根據實時轉速反饋自動修正誤差，實現恒速控制。即使在負載變化或溫度波動的情況下，速度仍保持穩(wěn)定。

3. 光電傳感檢測系統(tǒng)

在電機軸端配置高速光電編碼器，用于實時檢測轉速變化。系統(tǒng)以毫秒級響應時間進行調節(jié)，確保轉速與顯示值一致。

四、速度設定的操作步驟

1. 啟動準備

• 打開電源，待屏幕顯示“READY”后表示系統(tǒng)初始化完成。

• 確認轉子已安裝穩(wěn)固并處于鎖定狀態(tài)。

• 檢查樣品是否平衡。

2. 進入速度設定模式

• 按下 RPM/RCF 鍵，顯示屏上“RPM”數字開始閃爍。

• 若希望以離心力設定，可再次按下同鍵切換至“RCF”模式。

3. 設定數值

• 使用 ▲ 或 ▼ 調節(jié)鍵修改轉速值。

• 長按可快速遞增或遞減。

• 轉速范圍可從 500 rpm 至 17,000 rpm，以 10 rpm 為最小調整單位。

4. 確認輸入

• 按 ENTER 鍵（部分型號通過再按 RPM/RCF 鍵確認）完成輸入。

• 顯示屏恢復常亮狀態(tài)，表示參數已保存。

5. 啟動運行

• 按 START 鍵后，離心機自動進入加速階段。

• 轉速逐步上升至設定值并保持恒速。

• 若檢測到不平衡，系統(tǒng)自動停止并報警。

五、離心速度與實驗應用匹配

不同實驗目標對應不同速度區(qū)間，正確設定能顯著影響結果。以下為常見應用參考：

實驗人員應根據樣品密度與粘度進行微調，必要時通過計算 RCF 確定最佳轉速。

六、轉速與溫度的協(xié)同控制

Legend Micro 17R 配備高效制冷系統(tǒng)，在高速運轉時，離心腔體內因摩擦與空氣壓縮會產生熱量。
為確保樣品不受溫度影響，應提前設定制冷溫度（如 4℃），并在啟動前進行預冷。
當轉速達到 10,000 rpm 以上時，制冷系統(tǒng)會自動增強工作頻率，以維持溫度穩(wěn)定。

七、加速與減速控制

1. 加速曲線選擇

設備支持 9 級加速檔，可通過 ACC/DEC 鍵設置。

• 檔位 1：最平緩，適用于液體樣品避免擾動；

• 檔位 9：最快速，適用于固體沉淀或短時分離。

2. 減速曲線設置

同樣提供 9 檔選擇。較慢減速適合保持沉淀完整；快速減速適合常規(guī)分離。
加減速程序可獨立設定并保存至運行方案中。

八、速度校準與驗證

1. 校準意義

長期使用后，由于軸承磨損或傳感器偏移，實際轉速可能與顯示值存在微小差異。
定期校準能確保速度準確，保證實驗結果的可重復性。

2. 校準方法

• 使用標準光電轉速計測量轉子實際轉速；

• 將測得值與顯示值對比；

• 若誤差超過 ±1%，可在系統(tǒng)菜單中進行校正：

1. 同時按下 PROG + ACC/DEC 3 秒進入校準模式；

2. 輸入修正系數；

3. 保存后退出并重新測試。

3. 校準周期

建議每 6 個月或累計運行 500 小時后進行一次。若用于高精度生化分析，應縮短周期至 3 個月。

九、速度調節(jié)注意事項

1. 不得超速運行：所有設定必須低于設備與轉子的額定上限。

2. 溫度未穩(wěn)定前勿高速啟動：預冷階段轉速不宜超過 5,000 rpm。

3. 防止突變設定：運行中禁止頻繁更改轉速，應停止后重新設定。

4. 定期檢查轉子狀態(tài)：裂紋或腐蝕轉子會降低運行平衡度。

5. 重載運行需分階段加速：樣品體積較大時，應分兩段提升轉速以減少機械沖擊。

十、自動速度控制功能

Legend Micro 17R 的自動速度控制系統(tǒng)具備以下智能特性：

1. 實時反饋修正

當系統(tǒng)檢測到轉速下降（如因負載變化），電機電流自動增加以補償偏差。

2. 恒速保持模式

達到設定值后，控制單元進入恒速模式，波動不超過 ±0.2%。

3. 溫控聯(lián)動調節(jié)

制冷系統(tǒng)與電機轉速同步調節(jié)，避免過熱導致電機輸出不穩(wěn)定。

4. 電壓自動補償

當實驗室電壓波動時，系統(tǒng)會自動調整驅動電流，確保速度恒定。

十一、速度與樣品平衡的關聯(lián)

離心機的平衡狀態(tài)直接影響速度穩(wěn)定性。若樣品裝載不對稱，即使系統(tǒng)檢測通過，仍可能在高速階段引起輕微振動，從而影響離心效率與噪音水平。
因此，在高轉速運行前，必須確保：

• 所有離心管重量誤差小于 0.01 g；

• 管位成對對稱放置；

• 使用相同材質與體積的管具。

高速下的不平衡不僅會增加振動，還可能使轉速自動下降以保護電機。

十二、速度顯示與運行監(jiān)控

在運行界面中，轉速顯示采用雙數據模式：

• 上行數據顯示：實時轉速；

• 下行數據顯示：設定轉速。

當實際轉速達到設定值 ±10 rpm 時，系統(tǒng)顯示“RUNNING AT SET SPEED”。
若偏差超過允許范圍，將自動報警提示。

此外，用戶可通過圖形曲線查看速度變化過程，包括加速段、恒速段與減速段，便于監(jiān)控運行質量。

十三、常見問題與排除

十四、實驗優(yōu)化與經驗技巧

1. 逐級優(yōu)化法：在不確定最佳速度時，先以中等轉速運行，觀察沉淀效果，再逐步提高。

2. 短時高速法：對于核酸提取等短時間操作，可直接使用最高允許轉速以縮短實驗周期。

3. 溫和模式：當處理細胞或敏感蛋白樣品時，應選擇低速與平緩加速，以防結構破壞。

4. 定時復核：不同批次樣品的密度可能變化，應根據實際效果調整轉速。

5. 程序存儲：常用速度可保存為預設程序，減少重復輸入錯誤。

十五、安全提示

• 離心過程中禁止手動更改轉速。

• 不可在未鎖蓋狀態(tài)下設定高轉速運行。

• 若聽到異常噪音，應立即按 STOP 停止運行。

• 定期檢查轉速傳感器清潔狀況，防止粉塵影響測量。

• 任何校準或維修操作必須在斷電狀態(tài)下進行。