搭了个水浴缸子

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####设计思路

之前弄了套温度采集用的，原本想说接下来就搭个恒温槽长晶体用呢，没想到中间耽搁了这么久才有时间继续搞。最近刚试完，刚好趁放假整理一下吧，不然又不知道要拖到什么时候了。

大概的思路很简单：双层水浴系统，外层装有加热、恒温控制、强制搅拌，目的是尽量给内层水浴提供一个均匀一致的环境温度；内层就只放水，其他的什么都没有，目的是尽可能给放置于其中的饱和溶液提供稳定没有波动的加热温度。

装置示意图和实物图如下：

除了温度采集用的那套之外，其他的东西都是拼多多上买的，包括电源、恒温控制器、加热丝、循环水泵、水浴缸、电机等，其中加热用的电源比较贵约￥150，其他的全部加起来大概是￥180 左右。

####测试结果及分析

简单总结：未经调试的情况下，每天的外部室温有 3～5 度的波动时会导致溶液内部约有 0.2~0.5 度的温度波动。乐观估计，如果经过参数优化且保证室温稳定的话可实现溶液内部温度仅有 0.05 度以内的波动。

截了个最近做的一次实验的结果上来：

X 轴是时间（小时），Y 轴是测得的各位置温度（注意上下两个图的 Y 轴坐标尺度是不一样的），每分钟采一次样，总时长三百多个小时。水浴和溶液和温度随外部室温的变化而波动还是很明显的，其中有强制搅拌的外层水浴温度波动最小，大概只有 0.15 度，内层的水浴温度波动次之，大概有 0.3 度，最内层的溶液温度波动最大，可达 0.5 度。猜测主要原因可能是室温不同时，水浴/溶液向环境的散热功率不同，环境温度高则溶液散热功率低，导致其内部温度有所升高。外层的水浴因为有 PID 恒温控制且有强制搅拌使得温度波动迟滞不明显， 内层水浴及内部的溶液因为是纯靠外层水浴加热来维持温度而且没有搅拌，使得其内部的温度响应迟滞会比较明显，表现出来就是温度波动比较大。

之所以强调未经调试主要是因为目前为止仅进行了简单的调试，还未优化一些装置的参数，特别是 PID 参数和加热功率未进行过整定，这两项可能影响会略大。个人觉得把各项条件优化一下，整体上应该能做到温度波动在 0.05 度以内的。

不过整个系统可能受到的影响温度还是比较多，两层水浴及用相对大的缸来做也是我在之前的实验基础改进的。之前用那种大概 500mL 的小杯子做过实验，单层/双层水浴都试过，温度很难控制，有时连人坐在实验台边上时间稍微长一点都会让溶液温度有波动。即使换成了大的水浴缸，依然还是比较敏感，除了会受到环境温度的影响，发现隔壁房间开空调也会有比较大影响，可能是实验台靠着的墙壁正好被隔壁空调对着吹的缘故。总之，这玩意儿还是挺脆弱的，比我之前想的要敏感得多，估计可能得搭个实验室条件的房间才能搞定了。

####看看晶体

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