超低温冰箱检校前的准备工作

超低温冰箱需在客户现场校准，现场检校时间有限，做好检校前的准备工作，对于提高工作效率极为重要。1）确保冰箱稳定运行。超低温冰箱的稳定时间较长，如果被校超低温冰箱为新购置，与客户确认至少提前24 h开机运行。2）确保冰箱无结冰现象。在校准时多次发现冰箱内门与门框之间出现结冰现象，导致内门无法打开或温度传感器线材卡门。3）确保冰箱内部未大量结霜。霜是不良导热体，霜覆盖在蒸发器上会降低热量交换率，阻碍热量交换，使箱体内温度不稳定，造成温度偏高。校准时温度传感器感温部分如果接触到冰霜，测得温度可能为冰霜温度，影响测量准确度

 温度校准点的选择
JJF1101-2019《环境试验设备温度、湿度参数校准规范》中测量点位置，温度传感器布置位置在设备工作空间的三个不同层面上，称为上、中、下三层，中层为通过工作空间几何中心的平行于底面的校准工作面，各布点位置与设备内壁的距离为各边长的1/10。传感器测量点布放位置也可根据用户实际工作需求进行布置。按照设备容积分类，常见超低温冰箱的容积一般小于2 m3、大于0.05 m3，参考JJF1101-2019《环境试验设备温度、湿度参数校准规范》中测量点数量为9个，如图1所示，其中温度点5位于设备工作空间中层几何中心处。

GB/T 20154-2014《低温保存箱》中顶开式低温箱的温度测量点如图2、图3所示。图中T1～T5代表温度测量点，L、H、B分别为低温箱箱内长、高、深。直立式低温箱的温度测量点在每层的几何中心点布点。直立式低温箱特性点位置：当箱内隔板分割空间是奇数时，为箱内中间抽屉（搁架）几何中心点；当箱内隔板分隔空间是偶数时，为自上向下[（偶数/2+1）]层抽屉（搁架）空间几何中心点。卧式低温箱特性点位置为箱内几何中心点。

计量校准时，新购置的超低温冰箱尚未验收，并未放置样品。在空载条件下，冰箱内布点方便。通过比较，JJF1101-2019的布点更为全面，采用此方法布点对冰箱校准更合理，并且方便客户对超低温冰箱的验收。

日常检校工作中遇到的大部分超低温冰箱都是正在使用中的。超低温冰箱通常用来保存病毒标本（有可能是高致病性病毒留样，比如结核病毒，HIV病毒等）、生物样本（血清、脑脊液等）、药品等。按照规范要求将温度传感器布置在箱内测量点时需要挪动标本，但挪动箱内标本有以下难点：1）存放的标本对复溶过程有极强的敏感性，挪动样本导致超低温冰箱开门时间延长，箱内温度升高更容易发生复溶，可能会造成实验结果失准；2）冰箱制冷面结霜也会使标本冻附在箱体内表面，使标本根本无法移动；3）挪动长期存放的标本，标本外盒在超低温环境下有破损风险，增加了校准人员的感染风险；4）客户不允许校准人员挪动标本。以上难点导致规范推荐测量点位置并不适用，所以传感器测量点布放位置应结合规范要求根据用户实际工作需求进行放置。我们以校准保存流感病毒标本的超低温冰箱为例，说明传感器测量点的布放方法。

3.1.1   传感器测量点的布放方法
1）了解病毒保存条件，查询资料可知流感病毒和副流感病毒保存于−70 ℃环境或液氮中40年的病毒滴度未发生明显变化[6]，而保存于−20 ℃以上时，温度和病毒降解率之间成正相关。以此，简单、安全、复苏力强的保存方法是将病毒保存于液氮或超低温冰箱中。常压下，液氮温度为−196 ℃,流感病毒标本的保存温度应该为−196 ℃～−70 ℃，温度越低，保存效果越好。

2）影响超低温冰箱箱体内部温度分布因素:

a.升浮力影响[7]。假设箱体完全绝热，受到升浮力的作用温度分布状况是随着低温冰箱内部高度的上升，温度逐渐提高，所以箱体内上层温度会高于下层。

b.箱门散热影响[8]。超低温冰箱除箱门外的五个内面都为制冷面，制冷过程中，制冷面温度更低。箱门的作用是密封保温，温度相对偏高，所以靠近箱门空间温度应高于箱体内其他位置温度。

c.开关门影响。超低温冰箱常年不间断运行，箱内温度早已达到平衡状态。在计量校准时需开箱门布置温度传感器，校准过程打破了箱内的温度平衡。因为超低温冰箱箱体内温度远远低于环境温度，根据热力学定律，热量可以自发地从温度高的物体传递到温度低的物体，所以冰箱重新封闭后，根据热量流动方向，靠近箱门空间温度应高于箱体内其他位置温度。

3）通过了解病毒保存条件可知，超低温冰箱箱体内实际温度低于−70 ℃即可满足流感病毒标本的温度保存要求。分析超低温冰箱内部温度分布情况，在箱内工作空间内寻找合适的校准工作面，校准工作面温度应高于标本存放面温度。确认测量点位置与客户沟通，获得认可后开始测量。

3.1.2   校准工作面的选择
常见超低温冰箱的箱体结构主要有两种，卧式顶开门结构和立式侧开门结构。根据不同结构和不同负载选择合适校准工作面。
1）直立式冰箱，满载，箱体内标本不宜挪动。选择校准工作面为竖直于底面接近冰箱门侧的箱内空间（如图4），此校准工作面温度应比样品存放面温度高。温度测量点为5个，温度点3为校准工作空间的几何中心处。
2）直立式冰箱，部分负载，箱体内标本不宜挪动。选择校准工作面为平行于底面靠近样品上方的箱内空间（如图5），此校准工作面温度应比样品存放面温度高。温度测量点为6个，温度点3为校准工作空间的几何中心处，温度点6为接近冰箱门侧中心点。
3）卧式顶开门冰箱，满载或部分负载，箱体内标本不宜挪动。选择校准工作面为平行于底面靠近样品上方的箱内空间（如图6），此校准工作面温度应比样品存放面温度高。温度测量点为5个，温度点3为校准工作空间的几何中心处。

3.2   温度校准及数据计算
GB/T 20154-2014《低温保存箱》中特性点温度试验和温度均匀性试验中要求试验在空载时达到稳定状态，运行时间应不少于24 h。但现场检校时间有限，箱内标本也不方便移动，所以GB/T20154-2014的校准方法并不适用现场校准。

超低温冰箱温度的校准及数据分析可参考JJF1101-2019《环境试验设备温度、湿度参数校准规范》相关内容。温度的校准：温度达到设定值，30 min后可以开始记录数据。（如果在规定的稳定时间之前能够确定箱内温度已经达到稳定，也可以提前记录）。记录时间间隔为2 min，30 min内记录16组数据，或根据设备运行状况和用户校准需求确定时间间隔和数据记录次数，并在原始记录和校准证书中进行说明。温度数据处理：温度偏差、温度均匀度、温度波动度的计算。同时校准报告中增加测量过程中各测量点温度最高值、温度最低值、温度平均值等数据[9]，可以更直观的显示冰箱状态。