現(xiàn)代化學研發(fā)實驗室對效率的追求，正在推動實驗模式從“人值守”向“無人值守”轉(zhuǎn)變。夜間實驗、周末實驗、長時間動力學研究等場景，對設(shè)備的自動化水平、安全性能和精準控制能力提出了更高要求。Radleys Mya 4自動化反應工作站從設(shè)計之初，就將無人值守運行作為核心功能進行開發(fā)，通過軟件編程、安全設(shè)計、第三方設(shè)備聯(lián)動等技術(shù)，實現(xiàn)了24/7全天候安全精準運行。

無人值守實驗的需求場景

以下場景對無人值守運行有明確需求：

• 長時間動力學研究：反應動力學實驗通常需要連續(xù)監(jiān)測數(shù)小時甚至數(shù)天，人工值守難以實現(xiàn)；

• DOE實驗（實驗設(shè)計）：多因素多水平的DOE實驗可能需要連續(xù)運行數(shù)十小時，自動運行是可行方式；

• 夜間/周末反應：許多有機反應需要較長的反應時間（如過夜反應），無人值守可充分利用非工作時間；

• 結(jié)晶篩選：結(jié)晶過程可能涉及數(shù)小時的降溫或恒溫，自動運行可確保溫度曲線精確執(zhí)行；

• 危險反應：某些放熱劇烈或涉及有毒物質(zhì)的反應，減少人員接觸可提高安全性。

無人值守運行的關(guān)鍵技術(shù)要求

要實現(xiàn)安全、精準的無人值守實驗，設(shè)備需要滿足以下要求：

1. 可靠的硬件設(shè)計：關(guān)鍵部件（加熱模塊、攪拌電機、傳感器）具備長時間連續(xù)運行的能力；

2. 精確的程序控制：能夠精準執(zhí)行預設(shè)的溫度、攪拌程序，并自動記錄數(shù)據(jù)；

3. 安全保護機制：具備超溫保護、斷電恢復、異常報警等功能，確保意外情況下系統(tǒng)安全；

4. 第三方設(shè)備聯(lián)動：能夠自動控制加料、pH調(diào)節(jié)等操作，減少人工干預；

5. 遠程監(jiān)控能力：實驗人員可遠程查看實驗狀態(tài)，及時響應異常情況。

Mya 4的無人值守技術(shù)解析

1. 可靠的硬件設(shè)計

Mya 4采用半導體加熱/制冷模塊，無運動部件，壽命長、可靠性高。半導體模塊的加熱面和制冷面通過導熱介質(zhì)與反應容器接觸，熱響應速度快，且無傳統(tǒng)加熱棒或加熱套的老化問題。攪拌電機采用無刷直流電機，可連續(xù)運行數(shù)千小時而無需維護。

設(shè)備外殼采用耐化學腐蝕材料，關(guān)鍵電路部分密封保護，防止化學蒸汽侵蝕。所有外露部件（如機頭、冷凝管、插件）均采用耐腐蝕材料，確保在化學實驗室環(huán)境中的長期穩(wěn)定性。

2. 精確的程序控制

Mya 4的PC控制軟件支持多步溫度-攪拌程序編輯。用戶可設(shè)定包含以下指令的復雜序列：

• 溫度設(shè)定（目標溫度、升溫速率、恒溫時間、降溫速率）

• 攪拌設(shè)定（轉(zhuǎn)速、啟動時間、運行時長）

• 循環(huán)指令（重復執(zhí)行某段程序指定次數(shù)）

• 等待指令（等待達到溫度或時間條件后執(zhí)行下一步）

• 觸發(fā)指令（到達設(shè)定點后觸發(fā)第三方設(shè)備動作）

程序保存后，用戶點擊“Start”即可啟動運行。設(shè)備自動執(zhí)行全部程序，即使程序包含數(shù)十個步驟，也無需人工干預。軟件實時記錄溫度、攪拌數(shù)據(jù)，并以圖形化方式顯示，便于用戶隨時查看實驗進展。

3. 安全保護機制

Mya 4內(nèi)置多重安全保護功能，確保無人值守期間的實驗安全：

• 超溫保護：每個位點獨立配置溫度傳感器和過溫保護電路。當檢測到溫度超過設(shè)定上限，自動切斷加熱電源，并發(fā)出報警。

• 斷電恢復：設(shè)備具備斷電記憶功能。意外斷電后，恢復供電時可選擇繼續(xù)執(zhí)行原程序或保持待機狀態(tài)，避免因斷電導致實驗數(shù)據(jù)丟失。

• 異常報警：當溫度傳感器故障、攪拌電機堵轉(zhuǎn)、第三方設(shè)備通訊中斷等情況發(fā)生時，軟件自動發(fā)出聲光報警，并記錄異常事件。用戶可配置報警信息推送（如通過郵件或短信），即使不在實驗室也能及時獲知異常。

• 冷凝水檢測：歧管型機頭配備冷凝水檢測功能，當冷凝水流量異?；驕囟冗^高時，自動報警，防止因冷卻不足導致溶劑揮發(fā)或壓力升高。

• 惰性氣氛保護：可選氣體回路，用于填充惰性氣體（氮氣、氬氣）。系統(tǒng)可編程控制氣體吹掃時間和流量，確?？諝饷舾蟹磻陌踩M行。

4. 第三方設(shè)備聯(lián)動

無人值守實驗往往需要自動完成加料、pH調(diào)節(jié)等操作。Mya 4的PC控制軟件支持通過RS232或USB接口控制以下第三方設(shè)備：

• 注射泵/蠕動泵：自動添加試劑、反溶劑、補料?？删幊淘O(shè)定加料速率、加料量、加料時機（如溫度到達設(shè)定點后開始加料）。

• pH計：實時監(jiān)測反應體系的pH值?？删幊淘O(shè)定pH范圍，當pH超出范圍時自動觸發(fā)蠕動泵添加酸或堿進行調(diào)節(jié)。

• 天平：自動記錄反應物質(zhì)量變化，用于氣體吸收、蒸發(fā)等實驗的質(zhì)量跟蹤。

• 真空泵：自動控制體系壓力，用于減壓蒸餾或真空反應。

通過第三方設(shè)備的聯(lián)動，Mya 4可以執(zhí)行完整的自動化實驗流程，從初始加料、升溫反應、過程調(diào)節(jié)到最終降溫、產(chǎn)物收集，全程無需人工干預。

5. 遠程監(jiān)控能力

Mya 4的PC控制軟件支持網(wǎng)絡(luò)遠程訪問（需配置網(wǎng)絡(luò)環(huán)境）。實驗人員可通過局域網(wǎng)或VPN，遠程查看實驗狀態(tài)、溫度曲線、攪拌數(shù)據(jù)，并可接收異常報警信息。對于需要長時間運行的實驗，遠程監(jiān)控功能使實驗人員可以在辦公室、家中甚至出差途中隨時掌握實驗進展，無需在實驗室值守。

無人值守運行的標準操作流程

以一次過夜反應為例，使用Mya 4進行無人值守運行的標準流程如下：

步驟1：程序編寫
在PC軟件中編寫溫度-攪拌程序。例如：

1. 25℃→80℃，10℃/min升溫

2. 80℃恒溫8小時（過夜反應）

3. 80℃→25℃，5℃/min降溫

4. 25℃恒溫保持（等待第二天處理）

步驟2：安全設(shè)置

• 設(shè)置超溫保護上限：100℃

• 配置冷凝水流量檢測：確保冷卻水供應正常

• 設(shè)置報警推送：異常時發(fā)送郵件至指定郵箱

步驟3：第三方設(shè)備配置
如需自動加料，配置注射泵在80℃恒溫開始后30分鐘自動滴加試劑，滴加速率0.5ml/min，滴加總量5ml。

步驟4：啟動運行
點擊“Start”，確認所有參數(shù)無誤后啟動。軟件開始執(zhí)行程序，實時記錄數(shù)據(jù)。

步驟5：遠程監(jiān)控
實驗人員離開實驗室后，可通過手機或電腦遠程查看實驗狀態(tài)。如收到異常報警，可決定是否返回實驗室處理或遠程停止實驗。

步驟6：數(shù)據(jù)導出
第二天實驗結(jié)束后，導出溫度曲線、攪拌數(shù)據(jù)、加料記錄，進行結(jié)果分析。

適用領(lǐng)域

Mya 4的無人值守功能特別適合以下領(lǐng)域：

• 工藝開發(fā)與優(yōu)化：DOE實驗通常需要連續(xù)運行多組條件，無人值守可充分利用非工作時間；

• 催化劑篩選：長時間運行的催化劑活性評價實驗；

• 反應動力學研究：需要連續(xù)監(jiān)測數(shù)小時甚至數(shù)天的反應速率實驗；

• 結(jié)晶篩選：長時間降溫或恒溫結(jié)晶過程；

• 藥物合成：過夜反應、長時間回流反應；

• 材料合成：需要長時間恒溫或循環(huán)溫度處理的材料制備實驗。

合臣科技的技術(shù)支持

合臣科技作為Radleys中國總代理商，為無人值守運行提供以下技術(shù)支持：

• 安裝培訓：培訓用戶掌握軟件編程、安全設(shè)置、遠程監(jiān)控等操作；

• 第三方設(shè)備集成：協(xié)助用戶完成注射泵、pH計等第三方設(shè)備與Mya 4的通訊連接和聯(lián)動編程；

• 安全配置建議：根據(jù)用戶實驗類型，提供安全保護設(shè)置建議；

• 維護指導：提供設(shè)備日常維護、傳感器校準等指導，確保長期運行可靠性。