高低温试验箱原理各个器件(高低温箱原理与器件解析 )

导读

高低温试验箱的核心器件（制冷系统、加热系统、控制系统、循环系统、安全装置）共同决定了设备的温度控制精度、稳定性及安全性。用户选型时需重点关注温度范围、控制精度、容积匹配度及安全联锁设计，避免因器件选型不当导致测试失效或设备故障。

目录

1. 快速答案卡片
2. 核心器件原理与作用
3. 关键参数与技术标准
4. 选型决策流程与对比表
5. 采购与验收全流程Checklist
6. 常见故障与维护
7. FAQ
8. 外部参考

快速答案卡片

• 核心器件：制冷系统（压缩机、冷凝器、蒸发器）、加热系统（电热管、固态继电器）、控制系统（PID控制器、传感器）、循环系统（风机、风道）、安全装置（超温保护、漏电保护）。
• 选型关键参数：温度范围（-70℃~+180℃）、控制精度± ℃、容积匹配试样尺寸。
• 推荐标准：GB/T （低温）、GB/T （高温）、IEC 60068-2-1。
• 避坑指南：优先选择具备安全联锁、过载保护功能的设备，避免低价低质产品。

核心器件原理与作用

1. 制冷系统

• 压缩机：采用全封闭涡旋式压缩机（如谷轮、比泽尔），通过压缩制冷剂（R404A/R507）实现热量转移，典型工况下需满足-70℃低温需求。
• 冷凝器：风冷式冷凝器通过强制对流散热，需定期清理灰尘以维持换热效率。
• 蒸发器：铜管铝翅片结构，配合膨胀阀调节制冷剂流量，控制蒸发温度。

2. 加热系统

• 电热管：不锈钢加热管，功率根据容积匹配（如100L设备需3kW），通过固态继电器（SSR）实现无级调功。
• 加热策略：采用PID控制算法，结合温度传感器反馈，避免过冲。

3. 控制系统

• PID控制器：如欧姆龙E5CZ系列，采样率≥10次/秒，分辨率 ℃，支持RS485通信。
• 传感器：PT100铂电阻（精度± ℃），需定期校准（建议每6个月一次）。

4. 循环系统

• 离心风机：风量≥500m³/h，确保箱内温度均匀性≤±2℃（GB/T 2423要求）。
• 风道设计：多孔板结构，避免气流短路。

5. 安全装置

• 超温保护：双级独立温控器（如CHINT CJX2），一级报警，二级切断加热。
• 漏电保护：30mA动作电流，符合IEC 60335标准。

关键参数与技术标准

参数解释表

适用标准

• GB/T ：低温试验方法。
• GB/T ：高温试验方法。
• IEC 60068-2-1：国际电工委员会环境测试标准。

选型决策流程与对比表

选型步骤

1. 明确需求：测试样品尺寸（如PCB板100×100mm）、温度范围（-40℃~+150℃）。
2. 匹配容积：样品体积≤设备容积的1/3（如100L设备可放30L样品）。
3. 验证精度：要求供应商提供第三方校准证书。
4. 安全审查：确认设备具备超温保护、漏电保护功能。

选型对比表

采购与验收全流程Checklist

1. 需求确认：填写《高低温试验箱技术需求表》（含温度范围、容积、精度）。
2. 技术协议：明确验收标准（如温度均匀性≤±2℃）、培训条款。
3. 报价对比：要求供应商提供分项报价（设备费、运输费、安装费）。
4. FAT/SAT：
   • FAT（工厂验收）：检查制冷系统压力、加热管电阻。
   • SAT（现场验收）：运行72小时无故障，温度波动≤± ℃。
5. 计量校准：委托第三方机构（如中国计量科学研究院）出具校准证书。
6. 维保合同：约定每年2次免费保养，备件响应时间≤48小时。

常见故障与维护

典型故障

• 制冷失效：压缩机过载（检查冷凝器灰尘）、制冷剂泄漏（需专业检漏）。
• 温度波动大：传感器偏移（重新校准）、风机故障（更换轴承）。
• 超温报警：控制参数错误（恢复出厂设置）、加热管短路（更换SSR）。

维护计划

FAQ

Q1：高低温试验箱能否同时进行湿热试验？
A：需选择带湿度功能的设备（如隆安老化设备系列），湿度范围通常为10%~98%RH，控制精度±3%RH。

Q2：设备升温慢可能是什么原因？
A：加热管老化（测量电阻是否偏离标称值）、固态继电器损坏（检查输出波形）、风道堵塞（清理进气滤网）。

Q3：如何验证温度均匀性？
A：在箱内均匀布置9个测温点（GB/T 2423要求），空载运行至稳定后，记录30分钟内各点最大温差。

Q4：进口品牌与国产设备的差距在哪里？
A：进口设备（如德国Binder）在长期稳定性（MTBF≥5000小时）和软件功能（如多段程序控制）上更优，但国产设备性价比更高。

Q5：设备停用半年后如何重启？
A：先通电预热2小时，检查制冷系统压力是否正常，再逐步升温至工作温度，避免冷凝水导致电气故障。

外部参考

• 中国计量科学研究院：环境试验设备校准规范栏目。
• 全国电工电子产品环境条件与环境试验标准化技术委员会：GB/T 2423系列标准解读。