高低溫試驗(yàn)箱基本原理和故障分析

來(lái)源：林頻儀器 時(shí)間：2018-05-04 11:38

1.高低溫試驗(yàn)箱是指能同時(shí)施加溫度、溫度應(yīng)力的試驗(yàn)箱。隨著我國(guó)工業(yè)產(chǎn)品研制的需要，近幾年來(lái)，我國(guó)從國(guó)外引進(jìn)了大批試驗(yàn)系統(tǒng)，為我國(guó)工業(yè)產(chǎn)品的研制和定型發(fā)揮了重要作用，但由于其本身的復(fù)雜性，使得試驗(yàn)箱在運(yùn)行中出現(xiàn)了許多問(wèn)題，而且出現(xiàn)了問(wèn)題不能及時(shí)解決，大大延長(zhǎng)了試驗(yàn)周期，影響了產(chǎn)品的研制工作。而產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因是對(duì)綜合試驗(yàn)的工作原理不了解。為此，我們對(duì)試驗(yàn)箱的基本工作原理作出了一些簡(jiǎn)要闡述，并介紹如何對(duì)綜合試驗(yàn)箱試驗(yàn)設(shè)備的故障進(jìn)行分析和判斷。

2.高低溫試驗(yàn)箱的原理：綜合試驗(yàn)箱由制冷系統(tǒng)，加熱系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，溫度系統(tǒng)空氣循環(huán)系統(tǒng)，和傳感器系統(tǒng)等組成，上述系統(tǒng)分屬電氣和機(jī)械制冷兩大方面。下面初步敘述幾個(gè)主要系統(tǒng)的工作原理和工作過(guò)程。

2.1制冷系統(tǒng)：

制冷系統(tǒng)是綜合試驗(yàn)箱的關(guān)鍵部分之一。一般來(lái)說(shuō)，試驗(yàn)箱的制冷方式都是機(jī)械制冷以及輔助液氮制冷，機(jī)械制冷采用蒸汽壓縮式制冷，它們主要由壓縮機(jī)，冷凝器，節(jié)流機(jī)構(gòu)和蒸發(fā)器組成，由于我們?cè)囼?yàn)的溫度低溫要達(dá)到-55℃，單級(jí)制冷難以滿(mǎn)足滿(mǎn)足要求，因此綜合試驗(yàn)箱的制冷方式一般采用復(fù)疊式制冷。下面一意大利ACS公司生產(chǎn)的綜合試驗(yàn)箱的制冷系統(tǒng)為列做一簡(jiǎn)要介紹，它由兩部分組成，分別稱(chēng)為高溫部分和低溫部分，每一部分是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的制冷系統(tǒng)。高溫部分中制冷劑(HP80)的蒸發(fā)吸收來(lái)自低溫部分的制冷劑(R23)的熱量而汽化;低溫部分制冷劑的蒸發(fā)則從被冷卻的對(duì)象(試驗(yàn)箱內(nèi)的空氣)吸熱以獲取冷量。高溫部分和低溫部分之間是用一個(gè)蒸發(fā)冷凝器聯(lián)系起來(lái)，它既是高溫部分的冷凝器，也是低溫部分的冷凝器。ACS試驗(yàn)箱的高溫部分制冷劑采用中溫制冷劑HP80，低溫部分制冷劑是采用低溫制冷劑R23，箱內(nèi)溫度能達(dá)到-70℃.

2.2加熱系統(tǒng)：

試驗(yàn)箱的加熱系統(tǒng)相對(duì)制冷系統(tǒng)而言，是比較簡(jiǎn)單。它主要有大功率電阻絲組成，由于試驗(yàn)箱要求的升溫速率較大，因此試驗(yàn)箱的加熱系統(tǒng)功率都比較大，而且在試驗(yàn)箱的底板也設(shè)有加熱器.

2.3控制系統(tǒng)：

控制系統(tǒng)是綜合試驗(yàn)箱的核心，它決定了試驗(yàn)箱的升溫速率，精度等重要指標(biāo)。現(xiàn)在試驗(yàn)箱的控制器大都采用PID控制，也有少部分采用PID與模糊控制相組合的控制方式。由于控制系統(tǒng)基本上屬于軟件的范疇，而且此部分在使用過(guò)程中，一般不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，因此，本文不對(duì)控制系統(tǒng)作太多的介紹。

2.4溫度系統(tǒng)：

溫度系統(tǒng)分為加濕和除濕兩個(gè)子系統(tǒng)。

試驗(yàn)箱的加濕方式一般采用蒸汽加濕法，即將低壓蒸汽直接注入試驗(yàn)空間加濕。這種加濕方法加濕能力，速度快，加濕控制靈敏，尤其在降溫時(shí)容易實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制加濕。

試驗(yàn)箱的除濕方式有兩種：機(jī)械制冷除濕和干燥除濕。機(jī)械制冷除濕的除濕原理是將空氣冷卻到露點(diǎn)溫度以下，使大于飽和含濕量的水汽凝結(jié)析出，這樣就降低了濕度。干燥器除濕是利用氣泵將試驗(yàn)箱內(nèi)的空氣抽出，并將干燥的空氣注入，同時(shí)將濕空氣送入可循環(huán)利用的干燥進(jìn)行干燥，干燥完后又送入試驗(yàn)箱內(nèi)，如此反復(fù)循環(huán)進(jìn)行除濕。現(xiàn)在大部分綜合試驗(yàn)箱采用前一種除濕方式法，后一種的除濕方法，可以使露點(diǎn)溫度達(dá)到0℃一下。適用于有特殊要求的場(chǎng)合，但費(fèi)用較貴。

2.5傳感器系統(tǒng)：

試驗(yàn)箱的傳感器主要是溫度和濕度傳感器。溫度傳感器應(yīng)用較多的是鉑電組和熱電偶。濕度的測(cè)量方法有兩種：干濕球溫度計(jì)法和固態(tài)電子式傳感器直接測(cè)量法。由于干濕球法測(cè)量精度不高，現(xiàn)在的試驗(yàn)箱正逐步的以固態(tài)傳感器代替干濕球來(lái)進(jìn)行濕度的測(cè)量。

2.6空氣循環(huán)系統(tǒng)：

3.空氣循環(huán)系統(tǒng)一般有離心式風(fēng)扇和驅(qū)動(dòng)其運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)構(gòu)成。它提供了試驗(yàn)箱內(nèi)空氣的循環(huán)。

由于高低溫試驗(yàn)箱體積比較大，搬動(dòng)或移動(dòng)都不方便并且電路復(fù)雜，出現(xiàn)故障時(shí)往往讓用戶(hù)難以下手，為了用戶(hù)能及時(shí)自己動(dòng)手快速判斷故障和解決，下面介紹一些維修高低溫試驗(yàn)箱常見(jiàn)故障及處理方法。

1)、當(dāng)溫濕度控制器顯示溫度異常的狀況：1、請(qǐng)檢查控制面板的超溫保護(hù)器是否設(shè)定在150℃的位置，2、請(qǐng)檢查機(jī)房的循環(huán)馬達(dá)是否損壞沒(méi)有運(yùn)轉(zhuǎn)，3、請(qǐng)檢查是否溫度部份的固態(tài)繼電器燒毀短路。若加熱器未燒毀，請(qǐng)使用三用電表交流電壓檔，電壓檔位開(kāi)到600伏特的位置，將紅黑棒分別放在線(xiàn)號(hào)標(biāo)注為T(mén)的那一顆固態(tài)繼電器交流兩側(cè)，將濕度部份的溫度設(shè)定值設(shè)置0℃，此時(shí)溫度部份的固態(tài)繼電器的指示燈不會(huì)亮起，若量測(cè)的電壓值沒(méi)有變化，維持在10V以下代表固態(tài)繼電器燒毀呈現(xiàn)短路狀態(tài)。

2)、高低溫試驗(yàn)箱的溫控儀表采用進(jìn)口儀表，帶PID調(diào)節(jié)、SSR輸出，快速自整定，數(shù)字式顯示，讀數(shù)方便。

3)、箱門(mén)與工作室、外殼設(shè)有耐高溫密封條及壓緊裝置，有效的保證箱體的密封性和保溫性能。

4)、制冷系統(tǒng)選用法國(guó)“泰康”原裝全封閉壓縮機(jī)，確保高低溫試驗(yàn)箱的低溫穩(wěn)定性。

高低溫試驗(yàn)箱的日常維護(hù)和對(duì)主要技術(shù)指標(biāo)的簡(jiǎn)易測(cè)試，能夠保證高低溫試驗(yàn)箱的工作處于最佳狀態(tài)。

5)、有超溫保護(hù)及控制回路過(guò)載保護(hù)、短路保護(hù)，使用安全可靠。

6)、工作室及試品架為不銹鋼材料，外箱體為優(yōu)質(zhì)冷軋板噴塑而成，外形美觀。

4.高低溫試驗(yàn)箱操作注意事項(xiàng)

一、請(qǐng)注意本機(jī)必須安全確實(shí)接地，以免產(chǎn)生靜電感應(yīng)。

二、避免于三分鐘內(nèi)關(guān)閉再開(kāi)啟冷凍機(jī)組。

三.、在操作當(dāng)中，除非有絕對(duì)必要，請(qǐng)不要打開(kāi)箱門(mén)，否則可能導(dǎo)致下列不良的后果。

1、高溫氣流沖出箱外………………十分危險(xiǎn)

2、箱門(mén)內(nèi)側(cè)仍然保持高溫…………造成燙傷

3、高溫空氣可能觸發(fā)火災(zāi)報(bào)警，產(chǎn)生誤動(dòng)作

四、高低溫試驗(yàn)箱電路斷路器、超溫保護(hù)器，提供本機(jī)測(cè)試品以及操作者的安全保護(hù)，故請(qǐng)定期檢查。

五、高低溫試驗(yàn)箱箱內(nèi)放置發(fā)熱試品時(shí)，試品電源控制請(qǐng)使用外加電源，不要直接使用本機(jī)電源。放入高溫試料作低溫試驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意：開(kāi)啟箱門(mén)的時(shí)間要盡可能的短。

六、高低溫試驗(yàn)箱禁止試驗(yàn)爆炸性，可燃性及高腐蝕性物質(zhì)。