1 離心機工作原理
離心是利用旋轉運動的離心力以及物質的沉降系數或浮力密度的差異進行分離、濃縮和提純生物樣品的一種方法。懸浮液在高速旋轉下，由于巨大的離心力作用，使懸浮的微小顆粒(細胞器、生物大分子的沉淀等)以一定的速度沉降，從而使溶液得以分離、濃縮和提純，顆粒的沉降速度取決于離心機的轉速、顆粒的質量、大小和密度。離心機的工作框圖如圖1所示。離心機就是利用離心機轉子高速旋轉產生的強大的離心力，迫使液體中微粒克服擴散加快沉降速度，把樣品中具有不同沉降系數和浮力密度的物質分離開。
2 離心機的結構
2.1
低速離心機的結構其結構簡單，由電動機、離心轉盤、調速器、定時器、
離心套管與底座等部件構成。
2.1.1
電動機：是離心機的主件，多為串激式。它包括定子和轉子兩部分。串激式電動機有很大的啟動轉矩，隨著負載的增加，轉速急速下降，空載時轉速很高。
2.1.2
離心轉盤(轉頭)：離心轉盤常用鑄鋁制成，平頂錐形，中間有一圓孔，套在電動機上端的轉軸上，然后用螺帽旋緊固定，轉盤上有6-12個對稱的45°角的斜孔，以放試管。
2.1.3
調速裝置：(控制電動機)有多種,如多抽頭變阻器、瓷盤可變電阻器等多種形式。在電源與電動機之間串聯一只多抽頭扼流圈或瓷盤可變電阻器，改變電動機的電流和電壓，通過旋轉或觸摸面板自動控制系統，達到轉速調節。
2.1.4
離心套管: 主要用塑料和不銹鋼制成。塑料離心管透明(或半透明)，常用性能較好的材料，如聚丙烯(PP)，其硬度小，可用穿刺法取出梯度層，但易變形，抗有機溶劑腐蝕性差，使用壽命短。塑料離心管都有管蓋，離心前管蓋必須蓋嚴，防止倒置時漏液。不銹鋼離心管強度大，不變形，能抗熱、抗凍、抗化學腐蝕。
2.2
高速(冷凍)離心機通常有轉動裝置、速度控制系統、溫度控制系統、真空系統、離心室、離心轉頭及安全保護裝置等。由于轉速高，帶有低溫控制裝置，離心室的溫度可以調節和維持在0˚C~40˚C。轉速、溫度和時間也都可以嚴格準確控制，并有指針或數字顯示。
2.2.1
轉動裝置:離心機的轉動裝置主要由電動機、轉頭軸以及它們之間連接的部分構成。
2.2.2
速度控制系統: 是由標準電壓、速度調節器、電流調節器、功率放大器、電動機、速度傳感器等部分構成。通常采用的速度傳感器有測速發電機傳感器、光電速度傳感器、電磁速度傳感器等。
2.2.3
真空系統:超速離心機的轉速很高，當轉速超過4×10 rpm轉時，空氣摩擦產生的高熱就成了嚴重問題。因此，超速離心機都配有真空系統，將離心腔密封并抽成真空，以克服空氣的摩擦阻力，保證離心機達到正常所需要的轉速。
2.2.4
溫度控制系統:高速離心機的溫度控制是在轉頭室裝一熱電偶，監測溫度。制冷壓縮機采用全封閉式，由壓縮機、冷凝器、毛細管和蒸發器四個部分組成。為了降低噪音，冷凝器通常采用水冷卻系統。用接觸式熱敏電阻作為控溫儀的感溫元件，在測量儀表上可選擇溫度和讀出其溫度控制值。
2.2.5
安全保護裝置:超速離心機的安全保護裝置通常包括主電源過電流保護裝置、驅動回路超速保護、冷凍機超負荷保護和操作安全保護四個部分。
2.3
超速(冷凍)離心機
2.3.1
驅動和速度控制：其驅動裝置是由水冷或風冷電動機通過精密齒輪箱或皮帶變速，或直接用變頻感應電機驅動，并由微機進行控制。還有一過速保護系統，以防止轉速超過轉頭最大規定轉速而引起轉頭的撕裂或爆炸，為此，離心腔用能承受此種爆炸的裝甲鋼板密閉。
2.3.2
溫度控制：安裝在轉頭下面的紅外線射量感受器直接并連續監測離心腔的溫度，以保證更準確、更靈敏的溫度調控。紅外線溫控比高速離心機的熱電偶控制裝置更敏感、準確。
2.3.3
真空系統：超速離心機裝有真空系統，這是它與高速離心機的主要區別。另外，分析型超速離心機還使用了特殊設計的轉頭和光學檢測系統，以便連續地監測物質在一個離心場中的沉降過程。
2.3.4
轉頭：轉頭是離心機分離樣品的核心部件，它的轉速與轉頭的材料及強度有關。低速離心機一般采用強度好、重量輕的超硬鋁合金；超速離心機采用鈦合金。一般來說，對同一類型離心機重量輕、容量小的轉頭轉速要高；反之轉速要低。
3
離心機常見故障及排除方法
3.1
電機不轉：
3.1.1
①主電源指示燈不亮
檢查保險絲是否熔斷，如熔斷分析熔斷原因，換保險；電源線、插頭插座是否接觸良好，如果接觸不好，重新插穩，如有損壞應更換。②主電源指示燈亮而電機不能啟動：檢查波段開關、瓷盤變阻器是否損壞或其連接線是否斷脫，如損壞則更換損壞元件，重焊連線。
3.1.2
檢查磁場線圈的連接線是否斷脫或線圈內部是否短路，如是線圈內部短路則只能重繞線圈。
3.1.3
檢查真空泵表及油壓指示值。
3.2
電機達不到額定轉速
3.2.1
檢查軸承是否損壞或出現轉動受阻，軸承內缺油或軸承內有污垢引起摩擦阻力增大，應及時清洗軸承并加注潤滑脂。
3.2.2
檢查整流子及碳刷，如整流子表面有異常，如發現有一層氧化物，可以用細砂紙對其進行打磨清理，使其接觸良好，或者更換；碳刷損耗不能滿足要求，應及時更換。
3.2.3
檢查轉子線圈中是否有某匝線圈短路或斷路現象，如有短路或者斷路，應及時更換。
3.3
轉頭的損壞
3.3.1
轉頭一般因金屬疲勞、超速、過應力、化學腐蝕、選擇不當、使用中轉頭不平衡及溫度失控等原因導致離心管破裂、樣品滲漏損壞轉頭。電動機有上下軸承，需定期(半年或一年)上潤滑油。
3.3.2
要求熟練掌握操作程序，正確選用合適的離心管和離心轉頭，在轉頭的安全系數及保證期內使用。
3.4
冷凍機不能啟動及制冷效果差
3.4.1
電源不通，分別檢查電源線及保險絲是否接觸不良或者有燒斷。
3.4.2
電壓過低，安全裝置動作使冷凍機不能啟斷線，應予以更換；或者散熱網灰塵太多影響散熱等。
3.5
機體震動劇烈、響聲異常
3.5.1
離心管重量不平衡，放置不對稱，應該嚴格按照操作規程，對稱放置。
3.5.2
轉頭孔內有異物，負荷不平衡或使用了不合格的試管套。
3.5.3
轉軸上端固定螺帽松動，轉軸摩擦或彎曲，應及時發現并且固定。
3.5.4
電機轉子不在磁場中心會產生噪音，調整是否可以改良，如不能改良，應予以更換。
3.5.5
機座上減震彈簧的固定螺絲松動或其中一根彈簧斷裂。
3.5.6
轉子本身損傷，一般無法修復，應更換。
3.5.7
離心機的外罩因為外力變形或安裝位置不正確，可以修復、調整和校正外罩，并將外罩裝好固牢一般可以消除噪音。
3.5.8
試管套與本機不匹配。試管套是廠家精確匹配給機器專用的．不同型號的離心機試管套是不能隨意掉換的。否則，離心機工作時會產生振動噪聲。
3.5.9
冷凍離心機的話，可能是制冷系統管路、壓縮機、冷卻風扇松動。
3.6
某些按鍵不能調節參數或者不能實現功能
3.6.1
檢查按鍵的信號連接線接觸是否良好，插拔再重
啟試機；如果還是不行的話，用萬用表測量信號線是否斷線，如果斷線焊接或者更換。
3.6.2
檢查按鍵本身是否損壞，測量是否正確通斷，如果損壞應予以更換。
3.2.3
有時也是因為控制板問題，這問題可能相對復雜，需要觀察測量元器件是否損壞，如果有元件損壞一般要更換。
3.7
冷凍離心機離心室內溫度不能控制
3.7.1
溫度控制器失靈或者損壞：拆下控制器，冷卻后，測量控制點是否能夠斷開，如果不能說明溫度控制器已損壞，需要更換。
3.7.2
壓縮機啟動器損壞或者線圈燒壞：打開壓縮機啟動裝置，檢查壓縮機啟動裝置啟動器和過流保護器，測量壓縮機線圈阻值，阻值應該是有比例的。
3.7.3
冷凝器風扇不轉，溫度過高造成高壓壓縮機啟動保護：測量風扇電源是否正常，如沒問題，再檢查風扇電動機，先試一下手動是否可以轉動，如果能轉動，再測量電動機線圈是否有斷路或燒壞，損壞需更換。
3.7.4
壓縮機轉動，離心室溫度仍高：先打開制冷系統，檢查是否還有制冷制，如果有制冷制，則是由于堵塞造成系統循環不好，要排除堵塞；如果沒有制冷制，則斷定有泄露地方，檢查泄露點，修復，再添加制冷制。
離心是利用旋轉運動的離心力以及物質的沉降系數或浮力密度的差異進行分離、濃縮和提純生物樣品的一種方法。懸浮液在高速旋轉下，由于巨大的離心力作用，使懸浮的微小顆粒(細胞器、生物大分子的沉淀等)以一定的速度沉降，從而使溶液得以分離、濃縮和提純，顆粒的沉降速度取決于離心機的轉速、顆粒的質量、大小和密度。離心機的工作框圖如圖1所示。離心機就是利用離心機轉子高速旋轉產生的強大的離心力，迫使液體中微粒克服擴散加快沉降速度，把樣品中具有不同沉降系數和浮力密度的物質分離開。
2 離心機的結構
2.1
低速離心機的結構其結構簡單，由電動機、離心轉盤、調速器、定時器、
離心套管與底座等部件構成。
2.1.1
電動機：是離心機的主件，多為串激式。它包括定子和轉子兩部分。串激式電動機有很大的啟動轉矩，隨著負載的增加，轉速急速下降，空載時轉速很高。
2.1.2
離心轉盤(轉頭)：離心轉盤常用鑄鋁制成，平頂錐形，中間有一圓孔，套在電動機上端的轉軸上，然后用螺帽旋緊固定，轉盤上有6-12個對稱的45°角的斜孔，以放試管。
2.1.3
調速裝置：(控制電動機)有多種,如多抽頭變阻器、瓷盤可變電阻器等多種形式。在電源與電動機之間串聯一只多抽頭扼流圈或瓷盤可變電阻器，改變電動機的電流和電壓，通過旋轉或觸摸面板自動控制系統，達到轉速調節。
2.1.4
離心套管: 主要用塑料和不銹鋼制成。塑料離心管透明(或半透明)，常用性能較好的材料，如聚丙烯(PP)，其硬度小，可用穿刺法取出梯度層，但易變形，抗有機溶劑腐蝕性差，使用壽命短。塑料離心管都有管蓋，離心前管蓋必須蓋嚴，防止倒置時漏液。不銹鋼離心管強度大，不變形，能抗熱、抗凍、抗化學腐蝕。
2.2
高速(冷凍)離心機通常有轉動裝置、速度控制系統、溫度控制系統、真空系統、離心室、離心轉頭及安全保護裝置等。由于轉速高，帶有低溫控制裝置，離心室的溫度可以調節和維持在0˚C~40˚C。轉速、溫度和時間也都可以嚴格準確控制，并有指針或數字顯示。
2.2.1
轉動裝置:離心機的轉動裝置主要由電動機、轉頭軸以及它們之間連接的部分構成。
2.2.2
速度控制系統: 是由標準電壓、速度調節器、電流調節器、功率放大器、電動機、速度傳感器等部分構成。通常采用的速度傳感器有測速發電機傳感器、光電速度傳感器、電磁速度傳感器等。
2.2.3
真空系統:超速離心機的轉速很高，當轉速超過4×10 rpm轉時，空氣摩擦產生的高熱就成了嚴重問題。因此，超速離心機都配有真空系統，將離心腔密封并抽成真空，以克服空氣的摩擦阻力，保證離心機達到正常所需要的轉速。
2.2.4
溫度控制系統:高速離心機的溫度控制是在轉頭室裝一熱電偶，監測溫度。制冷壓縮機采用全封閉式，由壓縮機、冷凝器、毛細管和蒸發器四個部分組成。為了降低噪音，冷凝器通常采用水冷卻系統。用接觸式熱敏電阻作為控溫儀的感溫元件，在測量儀表上可選擇溫度和讀出其溫度控制值。
2.2.5
安全保護裝置:超速離心機的安全保護裝置通常包括主電源過電流保護裝置、驅動回路超速保護、冷凍機超負荷保護和操作安全保護四個部分。
2.3
超速(冷凍)離心機
2.3.1
驅動和速度控制：其驅動裝置是由水冷或風冷電動機通過精密齒輪箱或皮帶變速，或直接用變頻感應電機驅動，并由微機進行控制。還有一過速保護系統，以防止轉速超過轉頭最大規定轉速而引起轉頭的撕裂或爆炸，為此，離心腔用能承受此種爆炸的裝甲鋼板密閉。
2.3.2
溫度控制：安裝在轉頭下面的紅外線射量感受器直接并連續監測離心腔的溫度，以保證更準確、更靈敏的溫度調控。紅外線溫控比高速離心機的熱電偶控制裝置更敏感、準確。
2.3.3
真空系統：超速離心機裝有真空系統，這是它與高速離心機的主要區別。另外，分析型超速離心機還使用了特殊設計的轉頭和光學檢測系統，以便連續地監測物質在一個離心場中的沉降過程。
2.3.4
轉頭：轉頭是離心機分離樣品的核心部件，它的轉速與轉頭的材料及強度有關。低速離心機一般采用強度好、重量輕的超硬鋁合金；超速離心機采用鈦合金。一般來說，對同一類型離心機重量輕、容量小的轉頭轉速要高；反之轉速要低。
3
離心機常見故障及排除方法
3.1
電機不轉：
3.1.1
①主電源指示燈不亮
檢查保險絲是否熔斷，如熔斷分析熔斷原因，換保險；電源線、插頭插座是否接觸良好，如果接觸不好，重新插穩，如有損壞應更換。②主電源指示燈亮而電機不能啟動：檢查波段開關、瓷盤變阻器是否損壞或其連接線是否斷脫，如損壞則更換損壞元件，重焊連線。
3.1.2
檢查磁場線圈的連接線是否斷脫或線圈內部是否短路，如是線圈內部短路則只能重繞線圈。
3.1.3
檢查真空泵表及油壓指示值。
3.2
電機達不到額定轉速
3.2.1
檢查軸承是否損壞或出現轉動受阻，軸承內缺油或軸承內有污垢引起摩擦阻力增大，應及時清洗軸承并加注潤滑脂。
3.2.2
檢查整流子及碳刷，如整流子表面有異常，如發現有一層氧化物，可以用細砂紙對其進行打磨清理，使其接觸良好，或者更換；碳刷損耗不能滿足要求，應及時更換。
3.2.3
檢查轉子線圈中是否有某匝線圈短路或斷路現象，如有短路或者斷路，應及時更換。
3.3
轉頭的損壞
3.3.1
轉頭一般因金屬疲勞、超速、過應力、化學腐蝕、選擇不當、使用中轉頭不平衡及溫度失控等原因導致離心管破裂、樣品滲漏損壞轉頭。電動機有上下軸承，需定期(半年或一年)上潤滑油。
3.3.2
要求熟練掌握操作程序，正確選用合適的離心管和離心轉頭，在轉頭的安全系數及保證期內使用。
3.4
冷凍機不能啟動及制冷效果差
3.4.1
電源不通，分別檢查電源線及保險絲是否接觸不良或者有燒斷。
3.4.2
電壓過低，安全裝置動作使冷凍機不能啟斷線，應予以更換；或者散熱網灰塵太多影響散熱等。
3.5
機體震動劇烈、響聲異常
3.5.1
離心管重量不平衡，放置不對稱，應該嚴格按照操作規程，對稱放置。
3.5.2
轉頭孔內有異物，負荷不平衡或使用了不合格的試管套。
3.5.3
轉軸上端固定螺帽松動，轉軸摩擦或彎曲，應及時發現并且固定。
3.5.4
電機轉子不在磁場中心會產生噪音，調整是否可以改良，如不能改良，應予以更換。
3.5.5
機座上減震彈簧的固定螺絲松動或其中一根彈簧斷裂。
3.5.6
轉子本身損傷，一般無法修復，應更換。
3.5.7
離心機的外罩因為外力變形或安裝位置不正確，可以修復、調整和校正外罩，并將外罩裝好固牢一般可以消除噪音。
3.5.8
試管套與本機不匹配。試管套是廠家精確匹配給機器專用的．不同型號的離心機試管套是不能隨意掉換的。否則，離心機工作時會產生振動噪聲。
3.5.9
冷凍離心機的話，可能是制冷系統管路、壓縮機、冷卻風扇松動。
3.6
某些按鍵不能調節參數或者不能實現功能
3.6.1
檢查按鍵的信號連接線接觸是否良好，插拔再重
啟試機；如果還是不行的話，用萬用表測量信號線是否斷線，如果斷線焊接或者更換。
3.6.2
檢查按鍵本身是否損壞，測量是否正確通斷，如果損壞應予以更換。
3.2.3
有時也是因為控制板問題，這問題可能相對復雜，需要觀察測量元器件是否損壞，如果有元件損壞一般要更換。
3.7
冷凍離心機離心室內溫度不能控制
3.7.1
溫度控制器失靈或者損壞：拆下控制器，冷卻后，測量控制點是否能夠斷開，如果不能說明溫度控制器已損壞，需要更換。
3.7.2
壓縮機啟動器損壞或者線圈燒壞：打開壓縮機啟動裝置，檢查壓縮機啟動裝置啟動器和過流保護器，測量壓縮機線圈阻值，阻值應該是有比例的。
3.7.3
冷凝器風扇不轉，溫度過高造成高壓壓縮機啟動保護：測量風扇電源是否正常，如沒問題，再檢查風扇電動機，先試一下手動是否可以轉動，如果能轉動，再測量電動機線圈是否有斷路或燒壞，損壞需更換。
3.7.4
壓縮機轉動，離心室溫度仍高：先打開制冷系統，檢查是否還有制冷制，如果有制冷制，則是由于堵塞造成系統循環不好，要排除堵塞；如果沒有制冷制，則斷定有泄露地方，檢查泄露點，修復，再添加制冷制。
