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高低溫恒溫循環機由上下兩組定溫源組成，其中上組為高溫源，下組為低溫源。上下兩組定溫源將冷凝器、控制閥和蒸發器通過排氣閥、真空泵等組成循環系統，使它們能夠循環工作在環境溫度變化范圍之內。
當上組定溫源把冷凝器冷卻到預定溫度時，排氣閥會打開，由于冷凝器壓力下降，真空泵會把空氣吸入冷凝器中，此時，冷凝器的溫度又會回到原來的高溫，排氣閥就會關閉，將冷凝器的壓力又升回原來的高壓。當上組定溫源將蒸發器升溫到控制溫度時，排氣閥會打開，把蒸發器內的氣體一次性排出，蒸發器的溫度就會降到預定溫度，排氣閥也會關閉，將蒸發器的壓力升回原來的高壓。以此循環，上組定溫源和下組定溫源就可以重復工作，從而實現高低溫恒溫循環機的工作原理。
1.高低溫恒溫循環機可以實現工業水、空氣等物質的高低溫循環，實現工件表面熱處理作業；
2.它可以用于實驗室的生化及合成試驗的溫度控制；
3.高低溫恒溫循環機可以用于膠體、油污的消解；
4.可用于塑料、橡膠分子的懸浮，提高材料性能及材料的加工效率；
5.高低溫恒溫循環機可以用于食品、藥學體系及其他固體、液體體系混勻，或者在高溫、低溫環境中把有機物進行合成反應；
6.它可以用于建筑材料、塑料、橡膠、硅樹脂及合成樹脂材料的硬化；
7.可進行粘度測試；
8.可進行無機顏料的穩定性試驗。
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