试验箱的基本原理和故障分析

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5、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箱的工作原理不了解。为此，我们对试验箱的基本工作原理作了一些简要阐述，并介绍如何对综合试验箱(试验设备)的故障进行分析和判断。2.试验箱的原理：综合试验箱由制冷系统，加热系统，控制系统，湿度系统，空气循环系统，和传感器系统等组成，上述系统分属电气和机械制冷两大方面。下面初步叙述几个主要系统的工作原理和工作过程：2.1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

6、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（R2

7、3）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℃。注：图中实线表示高温机组，虚线表示低温机组，粗线表示两者的联系部分图1ACS试验箱制冷系统简化图2.2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

8、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。2.3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。2.4湿度系统：湿度系统分为加湿和除湿两个子系统。　　试验箱的加湿方式一般采用蒸气加湿法，即将低压蒸气直接注入试验空间加湿