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高低温试验箱基本原理和故障分析

发布日期:2014-08-21 09:38:41

高低温试验箱基本原理和故障分析

高低温试验箱是指能同时施加温度,温度应力的试验箱。随着我国工业产品研制的需要,近几年来,我国从国外引进了大批试验系统,为我国工业产品的研制和定型发挥了重要作用,但由于基本身的复杂性,使得试验箱在运行中出现了许多问题,而且出现了问题不能及时解决,大大延长了试验周期,影响了产品的研制工作,而产生这些现象的原因是对综合试验的工作原理 不了解。为此,我们对试验箱的基本工作原理作出了一些简要阐述,并介绍如何对综合试验箱试验设备的故障进行和判断。

高低温试验箱基本原理:高低温试验箱是仿真产品在气候环境温湿组合条件下检测产品本身的适应能力与特性是否改变。从而选择出厂数量与投放市场,做产品的预估计划,高低温是对电子电工、汽车摩托、船舶兵器、高等院校、科研单位等相关产品的零部件及材料在高、低温(交变)循环变化的情况下,检验其各项性能指标。产品具有较宽的温度控制范围,其性能指标均达到国家标准GB10592-89高低温试验箱技术条件,适用于按GB2423.1、GB2423.2《电工电子产品环境试验 试验A:低温试验方法,试验B:高温试验方法》对产品进行低温、高温试验及恒定温热试验。

制冷系统:制冷系统是综合试验箱的关键部分之一。一般来说,试验箱的制冷方式都是机械制冷以及辅助液氮制冷,机械制冷采用蒸气压缩式制冷,该制冷方式是人工制冷中应用广泛而又经济的制冷方式之一。蒸气压缩式制冷型式有:单级制冷、多级制冷和复叠式制冷,它们主要由压缩机,冷凝器,节流机构和蒸发器组成。由于我们试验的温度低温要达到-55℃,单级制冷难以满足要求,因此综合试验箱的制冷方式一般采用复叠式制冷。下面以意大利ACS公司生产的综合试验箱的制冷系统为例作一简要介绍,图2为该制冷系统简化图。它由两部分组成,分别称为高温部分和低温部分,每一部分都是一个相对独立的制冷系统。高温部分中制冷剂(HP80)的蒸发吸收来自低温部分的制冷剂(R23)的热量而汽化;低温部分制冷剂的蒸发则从被冷却的对象(试验箱内的空气)吸热以获取冷量。高温部分和低温部分之间是用一个蒸发冷凝器联系起来的,它既是高温部分的蒸发器,也是低温部分的冷凝器。ACS试验箱的高温部分制冷剂采用中温制冷剂HP80,低温部分制冷剂采用低温制冷剂R23,箱内温度能达到-70℃。 

加热系统:试验箱的加热系统相对制冷系统而言,是比较简单的。它主要由大功率电阻丝组成。由于试验箱要求的升温速率较大,因此试验箱的加热系统功率都比较大,而且在试验箱的底板也设有加热器。 

控制系统:控制部分是综合试验箱的核心,它决定了试验箱的升降温速率,精度等重要指标。现有试验箱的控制器大都采用PID控制,也有少部分采用PID与模糊控制相结合的控制方式。由于控制系统基本上属于软件的范畴,而且此部分在使用过程中,一般不会出现问题,因此,本文不对控制系统作太多的介绍。 

湿度系统:湿度系统分为加湿和除湿两个子系统。 

故障分析判断: 由于试验箱是一个既有电气又有制冷机械等多个系统组成的设备,因此,一旦设备出现问题,一定要全面地对整个设备进行检查和综合分析。一般来说,分析判断的过程可以先"外"后"里"。即首先排除外部因素,如冷却水、供电等,在完全排除外部因素后,根据故障现象,对设备进行先系统分解后系统综合的分析判断,可以采用倒推的方法查找故障原因:首先按照电气接线图查找是否电气系统的问题,最后查找是否制冷系统的问题。