高低溫試驗(yàn)箱基本原理和故障分析

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，但由于基本身的復(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)行和判斷。

高低溫試驗(yàn)箱基本原理：高低溫試驗(yàn)箱是仿真產(chǎn)品在氣候環(huán)境溫濕組合條件下檢測(cè)產(chǎn)品本身的適應(yīng)能力與特性是否改變。從而選擇出廠數(shù)量與投放市場(chǎng)，做產(chǎn)品的預(yù)估計(jì)劃，高低溫是對(duì)電子電工、汽車(chē)摩托、船舶兵器、高等院校、科研單位等相關(guān)產(chǎn)品的零部件及材料在高、低溫(交變)循環(huán)變化的情況下,檢驗(yàn)其各項(xiàng)性能指標(biāo)。產(chǎn)品具有較寬的溫度控制范圍，其性能指標(biāo)均達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB10592-89高低溫試驗(yàn)箱技術(shù)條件，適用于按GB2423.1、GB2423.2《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn) 試驗(yàn)A：低溫試驗(yàn)方法，試驗(yàn)B：高溫試驗(yàn)方法》對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行低溫、高溫試驗(yàn)及恒定溫?zé)嵩囼?yàn)。

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)械制冷采用蒸氣壓縮式制冷，該制冷方式是人工制冷中應(yīng)用廣泛而又經(jīng)濟(jì)的制冷方式之一。蒸氣壓縮式制冷型式有：?jiǎn)渭?jí)制冷、多級(jí)制冷和復(fù)疊式制冷，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。下面以意大利ACS公司生產(chǎn)的綜合試驗(yàn)箱的制冷系統(tǒng)為例作一簡(jiǎn)要介紹，圖2為該制冷系統(tǒng)簡(jiǎn)化圖。它由兩部分組成，分別稱(chēng)為高溫部分和低溫部分，每一部分都是一個(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)的，它既是高溫部分的蒸發(fā)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，低溫部分制冷劑采用低溫制冷劑R23，箱內(nèi)溫度能達(dá)到-70℃。 

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)單的。它主要由大功率電阻絲組成。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。 

控制系統(tǒng)：控制部分是綜合試驗(yàn)箱的核心，它決定了試驗(yàn)箱的升降溫速率，精度等重要指標(biāo)?，F(xiàn)有試驗(yàn)箱的控制器大都采用PID控制，也有少部分采用PID與模糊控制相結(jié)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。 

濕度系統(tǒng)：濕度系統(tǒng)分為加濕和除濕兩個(gè)子系統(tǒng)。 

故障分析判斷： 由于試驗(yàn)箱是一個(gè)既有電氣又有制冷機(jī)械等多個(gè)系統(tǒng)組成的設(shè)備，因此，一旦設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題，一定要全面地對(duì)整個(gè)設(shè)備進(jìn)行檢查和綜合分析。一般來(lái)說(shuō)，分析判斷的過(guò)程可以先"外"后"里"。即首先排除外部因素，如冷卻水、供電等，在排除外部因素后，根據(jù)故障現(xiàn)象，對(duì)設(shè)備進(jìn)行先系統(tǒng)分解后系統(tǒng)綜合的分析判斷，可以采用倒推的方法查找故障原因：首先按照電氣接線圖查找是否電氣系統(tǒng)的問(wèn)題，最后查找是否制冷系統(tǒng)的問(wèn)題。