高低温试验箱基本原理和常见故障排除

高低温试验箱是指能模拟不同高温和低温的试验箱。在我国航天等军工工业产品研制中，发挥着极大的作用，由于其本身的特殊性，出现故障用户不能自行排除，大大延长了实验周期，影响了产品的研制工作。而产生这些现象的原因最根本的还是对试验箱的工作原理不了解。为此，我将对试验箱的基本原理和简单故障排除做一些简要阐述，希望我们共同努力，维护设备的安全可靠运行。

试验箱的原理：高低温试验箱由制冷系统、加热系统、控制系统等组成，下面简要叙述这几个主要系统的工作原理和常见故障：

一．制冷系统：制冷系统是试验箱的关键部分之一。一般来说，试验箱的制冷方式分为机械制冷和液氮制冷。机械制冷采用蒸气压缩式制冷，由于该制冷方式制冷剂在制冷管路中循环多次利用，只需给设备供电即可正常工作，所以应用最为广泛。根据机械制冷方式中冷凝器的冷却方式又可细分为风冷方式和水冷方式。风冷方式的特点是以空间中的空气为冷源，将冷凝器中的热量带走，达到制冷的目的，机组运行环境简单，便于实现；水冷方式采用循环水对冷凝器进行冷却，广泛应用在大型的环境模拟实验室，由于现场有多台实验设备，水冷条件具备，采用水冷方式可有效降低噪音，保持实验室工作温度稳定，便于实验人员工作。液氮制冷方式多用在对试验温度要求较低，降温速度要求较快的设备中，在设备运行过程中会消耗大量液氮，成本较高，对于部分试验箱，可以采用机械制冷加液氮辅助制冷的方式。制冷系统常见故障如下：

1.1 冷凝器过滤网脏堵。风冷机组在长期工作后，由于现场环境影响，在冷凝器过滤网处会聚集大量的灰尘和杂物，若不及时清理，将影响机组的降温速率，导致压缩机超负荷工作，出现压缩机超压故障，机组长期工作在此种状态下会严重损害压缩机的寿命。建议用户根据现场环境定期清理灰尘，保证机组正常工作。（清理周期建议至少每月一次）

1.2 制冷剂泄漏。由于制冷系统的压缩机和各部件长期工作会产生一定的震动，长时间的工作后容易导致管路连接处的松动，容易造成制冷剂的微量泄漏，当泄漏量逐渐增大后就会明显感觉到机组降温速率变慢或不能到达目标温度。当降温速度明显变慢时用户需要及时联系我方技术人员维修保养。

1.3 循环电机故障停转。循环电机正常运行是试验箱升降温运行的先决条件，只有循环风机正常工作了，才能将制冷量和加热量及时送达试验箱的任何空间；同时电机的正常工作也能保证实验箱各项指标和用户测试实验数据的真实可靠。如果循环风机故障，试验箱将停止一切工作，直到排除电机故障后机组才能正常工作。

二．加热系统：试验箱的加热系统主要由大功率电阻棒组成。由于试验箱对升温速率都有一定要求，因此试验箱的加热系统功率都比较大。中间通过固态继电器驱动加热器的启动停止。加热器系统常见故障如下：

2.1 加热系统保险管烧毁。保险管在长期工作后容易出现烧断等问题。如果加热系统故障，首先要检查加热器保险管是否完好，可以在机组正常上电的情况下，观察保险开关上的指示灯是否点亮，如果点亮可以肯定保险管烧毁，需要更换同型号新保险管。

2.2 固态继电器故障。通常情况下加热系统中的固态继电器因通断次数、散热等方面的影响，容易出现被击穿或断开。在击穿情况下高温运行受加热器持续加热的影响温度会有向上漂移现象，直到加热保护继电器切断加热系统；固态继电器断开后会切断加热系统，如果选择升温，会发现温度停在当前没有任何变化，如果选择降温，温度到达目标值后会持续向下，直到压缩机保护开关报警动作，相应的切断压缩机的工作。

2.3 加热器故障。加热器是否正常可以用万用表测量其阻值判断，若试验箱所用是三相固态继电器，可以将万用表调到电阻测量档，分别测量固态继电器输出端中任何一相和零线之间的阻值，最后对比三个所得阻值是否接近，如果阻值接近加热器正常，否则加热器出现故障。在单相系统中，用同样的方法测量固态继电器输出端与零线之间的阻值，判断加热器是否正常，同时还可以通过欧姆定律算出加热器的功率。（由于试验箱加热功率和升温指标有关，一般阻值范围在10欧姆～70欧姆之间）

三．控制系统：控制部分是试验箱的核心，它决定了试验箱的运行状态，控温精度等重要指标。由于控制系统属于软件的范畴，而且此部分在设备出厂前经过严格考核测试，软件程序固化，使用过程中，除了正常软件升级外，一般不会出现问题，因此，建议用户可做基本了解。

由于试验箱是一个既有电气又有制冷机械的多系统设备，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，反方向查找故障原因，即可及时排除，如果遇到重大故障可及时与我方服务人员取得联系，我们会尽快安排人员上门维修。

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