蓄熱型高低溫沖擊試驗箱安全可靠保護系統介紹

一、引言

二、溫度保護系統

（一）超溫保護

1. 原理與功能

• 試驗箱配備高精度的溫度傳感器，實時監測箱內各個部位的溫度。當溫度超過預設的最高溫度限制時，超溫保護裝置立即啟動。例如，若設定的高溫上限為 150℃，一旦溫度傳感器檢測到箱內溫度達到 155℃（一般超溫保護閾值設定比正常工作溫度上限略高，以防止誤動作），超溫保護繼電器會切斷加熱系統的電源，停止加熱，同時觸發報警信號。這一機制有效防止因加熱失控導致的箱內溫度過高，避免對試驗樣品造成損壞，以及防止因高溫引發的火災等安全事故。

2. 傳感器布局與精度

• 溫度傳感器采用多點分布式布局，在箱內的高溫區、低溫區、樣品放置區以及風道等關鍵位置均有設置。傳感器的精度通常可達 ±0.5℃，確保能夠準確及時地監測到溫度的異常變化。例如，在高溫區采用耐高溫的鉑電阻溫度計，其能夠在高溫環境下穩定工作并提供精確的溫度測量值；在低溫區則使用低溫性能良好的熱電偶傳感器，以適應低溫環境的測量需求。

（二）低溫保護

1. 原理與功能

• 當試驗箱在低溫運行過程中，若溫度低于預設的低溫度限制，低溫保護系統發揮作用。比如，設定的低溫下限為 - 60℃，若溫度降至 - 65℃，低溫保護電路會啟動。它可能會停止制冷系統的運行，防止因制冷過度導致的箱內溫度過低，避免對試驗箱的制冷部件（如壓縮機、蒸發器等）造成損壞。同時，也會發出警報通知操作人員，以便及時檢查和處理問題。

2. 與制冷系統的聯動

• 低溫保護系統與制冷系統緊密相連。制冷系統中的壓縮機、膨脹閥等關鍵部件的運行狀態會被實時監控，當低溫保護觸發時，不僅會停止制冷循環，還會對制冷系統中的壓力、液位等參數進行調整。例如，關閉膨脹閥，防止制冷劑繼續流入蒸發器，避免蒸發器因溫度過低而結霜甚至結冰，影響其換熱效率和使用壽命。

三、電氣保護系統

（一）漏電保護

1. 檢測與動作原理

• 試驗箱內置漏電保護器，它不斷監測電路中的漏電電流。一旦檢測到漏電電流超過預設值（一般為 30mA），漏電保護器會迅速切斷電源。這是因為漏電可能會導致操作人員觸電，引發安全事故，同時也可能對試驗箱內的電氣設備造成損壞。例如，當試驗箱內的加熱絲絕緣層破損，導致電流泄漏到箱體外殼時，漏電保護器會在極短時間內（通常小于 0.1 秒）動作，保障人員和設備安全。

2. 定期檢測與維護

• 為了確保漏電保護功能的有效性，需要定期對漏電保護器進行檢測。一般采用專用的漏電檢測儀器，按照一定的周期（如每月一次）對其進行測試，檢查其動作是否靈敏、可靠。同時，也要對試驗箱的電氣線路進行檢查，查看是否有線路老化、破損等情況，及時修復或更換有問題的線路，防止漏電事故的發生。

（二）過載保護

1. 保護對象與原理

• 過載保護主要針對試驗箱中的電機、加熱系統、制冷系統等大功率負載設備。當這些設備的運行電流超過其額定電流一定比例（通常為 120% - 150%）時，過載保護裝置啟動。例如，試驗箱的加熱系統額定電流為 10A，當電流超過 12A - 15A 時，過載保護繼電器會切斷相應設備的電源。這是因為過載運行可能會導致設備過熱、燒毀，影響試驗箱的正常運行。過載保護裝置可以采用熱繼電器或電子過載保護器，熱繼電器利用雙金屬片的熱膨脹特性，當電流過大產生的熱量使雙金屬片彎曲變形到一定程度時，會觸發繼電器動作；電子過載保護器則通過檢測電流大小和持續時間，根據預設的過載曲線來判斷是否啟動保護。

2. 與設備運行的協調

• 過載保護裝置與試驗箱的設備運行控制系統相互協調。當過載保護動作后，設備運行控制系統會記錄故障信息，并且在故障排除后，需要人工復位過載保護裝置，才能重新啟動相應設備。這樣可以避免因設備故障未排除而反復啟動造成更大的損壞，同時也方便操作人員對設備故障進行排查和處理。

四、機械保護系統

（一）門體保護

1. 防夾功能

• 試驗箱的門體安裝有防夾裝置，通常采用紅外感應或機械感應方式。當門在關閉過程中檢測到有物體（如操作人員的手或試驗樣品）阻擋時，門會立即停止關閉并自動打開。例如，紅外防夾裝置通過發射和接收紅外線，一旦紅外線被阻斷，就會觸發門控系統停止關門動作。這一功能有效防止門體夾傷人員或損壞試驗樣品，保障了操作過程的安全。

2. 門鎖安全設計

• 門的門鎖設計注重安全性和可靠性。采用高強度的鎖具材料，并且具備多重鎖定機制。例如，除了常見的機械鎖扣外，還可能配備電磁鎖，只有在試驗箱處于安全狀態（如溫度、壓力等參數正常，設備停止運行或處于特定運行階段）時，電磁鎖才會解鎖，允許門體打開。這樣可以防止在試驗過程中因誤操作或意外情況導致門體打開，影響試驗結果和造成安全事故。

（二）樣品架保護

1. 過載保護

• 樣品架具有過載保護功能，當放置在樣品架上的試驗樣品重量超過其額定承載重量時，樣品架會發出警報并限制進一步加載。例如，若樣品架的額定承載重量為 50kg，當放置的樣品總重量達到 55kg 時，樣品架上的壓力傳感器會檢測到壓力超標，觸發報警信號，同時阻止新的樣品放置，防止因樣品過重導致樣品架變形、損壞，影響試驗箱的正常使用。

2. 位置鎖定與防位移

• 樣品架在試驗箱內的位置可以鎖定，防止在試驗過程中因溫度變化或設備振動等原因導致樣品架位移。采用定位銷或電磁鎖定裝置，在試驗開始前，將樣品架牢固地固定在預定位置。例如，在高溫沖擊試驗時，由于溫度變化劇烈，可能會產生較大的熱脹冷縮力，如果樣品架沒有鎖定，可能會發生位移，導致試驗樣品掉落或與箱內其他部件碰撞，影響試驗結果和設備安全。

五、安全防護裝置

（一）防護網與隔熱層

1. 防護網功能

• 在試驗箱的內部高溫區和低溫區等危險區域設置防護網，防止操作人員誤觸高溫或低溫部件。防護網采用耐高溫、耐腐蝕的金屬材料（如不銹鋼）制成，網孔大小適中，既能有效阻擋人員接觸，又不妨礙空氣流通和溫度均勻性。例如，在加熱絲周圍設置防護網，避免操作人員在檢查或維護試驗箱時不小心碰到高溫的加熱絲而燙傷。

2. 隔熱層作用

• 試驗箱的箱體外殼采用隔熱層設計，減少箱內熱量或冷量向外界散失，提高能源利用率，同時也降低了箱體表面溫度，防止操作人員燙傷或凍傷。隔熱層通常采用優質的隔熱材料（如巖棉、聚氨酯泡沫等），其厚度根據試驗箱的保溫要求確定。例如，對于低溫試驗箱，較厚的隔熱層可以更好地維持箱內低溫環境，減少制冷系統的能耗，并且使箱體表面溫度接近常溫，保障操作人員在操作過程中的安全。

（二）緊急停止按鈕

1. 位置與功能

• 試驗箱在明顯位置（如操作面板附近或箱體側面）設置緊急停止按鈕。當出現緊急情況（如設備冒煙、著火、異常劇烈振動等）時，操作人員按下緊急停止按鈕，試驗箱會立即停止所有運行功能，包括加熱、制冷、循環風機等系統。這一按鈕的設計可以在最短時間內切斷設備電源，防止事故進一步擴大，保障人員和設備安全。

2. 復位操作

• 緊急停止按鈕在按下后需要進行復位操作才能重新啟動試驗箱。復位操作一般需要人工檢查設備故障并排除后，按照特定的步驟（如旋轉按鈕、按下復位鍵等）進行復位，確保設備在安全狀態下重新啟動，避免因故障未排除而再次啟動引發危險。

六、總結