蓄热型高低温冲击试验箱安全可靠保护系统介绍

一、引言

二、温度保护系统

（一）超温保护

1. 原理与功能

• 试验箱配备高精度的温度传感器，实时监测箱内各个部位的温度。当温度超过预设的最高温度限制时，超温保护装置立即启动。例如，若设定的高温上限为 150℃，一旦温度传感器检测到箱内温度达到 155℃（一般超温保护阈值设定比正常工作温度上限略高，以防止误动作），超温保护继电器会切断加热系统的电源，停止加热，同时触发报警信号。这一机制有效防止因加热失控导致的箱内温度过高，避免对试验样品造成损坏，以及防止因高温引发的火灾等安全事故。

2. 传感器布局与精度

• 温度传感器采用多点分布式布局，在箱内的高温区、低温区、样品放置区以及风道等关键位置均有设置。传感器的精度通常可达 ±0.5℃，确保能够准确及时地监测到温度的异常变化。例如，在高温区采用耐高温的铂电阻温度计，其能够在高温环境下稳定工作并提供精确的温度测量值；在低温区则使用低温性能良好的热电偶传感器，以适应低温环境的测量需求。

（二）低温保护

1. 原理与功能

• 当试验箱在低温运行过程中，若温度低于预设的低温度限制，低温保护系统发挥作用。比如，设定的低温下限为 - 60℃，若温度降至 - 65℃，低温保护电路会启动。它可能会停止制冷系统的运行，防止因制冷过度导致的箱内温度过低，避免对试验箱的制冷部件（如压缩机、蒸发器等）造成损坏。同时，也会发出警报通知操作人员，以便及时检查和处理问题。

2. 与制冷系统的联动

• 低温保护系统与制冷系统紧密相连。制冷系统中的压缩机、膨胀阀等关键部件的运行状态会被实时监控，当低温保护触发时，不仅会停止制冷循环，还会对制冷系统中的压力、液位等参数进行调整。例如，关闭膨胀阀，防止制冷剂继续流入蒸发器，避免蒸发器因温度过低而结霜甚至结冰，影响其换热效率和使用寿命。

三、电气保护系统

（一）漏电保护

1. 检测与动作原理

• 试验箱内置漏电保护器，它不断监测电路中的漏电电流。一旦检测到漏电电流超过预设值（一般为 30mA），漏电保护器会迅速切断电源。这是因为漏电可能会导致操作人员触电，引发安全事故，同时也可能对试验箱内的电气设备造成损坏。例如，当试验箱内的加热丝绝缘层破损，导致电流泄漏到箱体外壳时，漏电保护器会在极短时间内（通常小于 0.1 秒）动作，保障人员和设备安全。

2. 定期检测与维护

• 为了确保漏电保护功能的有效性，需要定期对漏电保护器进行检测。一般采用专用的漏电检测仪器，按照一定的周期（如每月一次）对其进行测试，检查其动作是否灵敏、可靠。同时，也要对试验箱的电气线路进行检查，查看是否有线路老化、破损等情况，及时修复或更换有问题的线路，防止漏电事故的发生。

（二）过载保护

1. 保护对象与原理

• 过载保护主要针对试验箱中的电机、加热系统、制冷系统等大功率负载设备。当这些设备的运行电流超过其额定电流一定比例（通常为 120% - 150%）时，过载保护装置启动。例如，试验箱的加热系统额定电流为 10A，当电流超过 12A - 15A 时，过载保护继电器会切断相应设备的电源。这是因为过载运行可能会导致设备过热、烧毁，影响试验箱的正常运行。过载保护装置可以采用热继电器或电子过载保护器，热继电器利用双金属片的热膨胀特性，当电流过大产生的热量使双金属片弯曲变形到一定程度时，会触发继电器动作；电子过载保护器则通过检测电流大小和持续时间，根据预设的过载曲线来判断是否启动保护。

2. 与设备运行的协调

• 过载保护装置与试验箱的设备运行控制系统相互协调。当过载保护动作后，设备运行控制系统会记录故障信息，并且在故障排除后，需要人工复位过载保护装置，才能重新启动相应设备。这样可以避免因设备故障未排除而反复启动造成更大的损坏，同时也方便操作人员对设备故障进行排查和处理。

四、机械保护系统

（一）门体保护

1. 防夹功能

• 试验箱的门体安装有防夹装置，通常采用红外感应或机械感应方式。当门在关闭过程中检测到有物体（如操作人员的手或试验样品）阻挡时，门会立即停止关闭并自动打开。例如，红外防夹装置通过发射和接收红外线，一旦红外线被阻断，就会触发门控系统停止关门动作。这一功能有效防止门体夹伤人员或损坏试验样品，保障了操作过程的安全。

2. 门锁安全设计

• 门的门锁设计注重安全性和可靠性。采用高强度的锁具材料，并且具备多重锁定机制。例如，除了常见的机械锁扣外，还可能配备电磁锁，只有在试验箱处于安全状态（如温度、压力等参数正常，设备停止运行或处于特定运行阶段）时，电磁锁才会解锁，允许门体打开。这样可以防止在试验过程中因误操作或意外情况导致门体打开，影响试验结果和造成安全事故。

（二）样品架保护

1. 过载保护

• 样品架具有过载保护功能，当放置在样品架上的试验样品重量超过其额定承载重量时，样品架会发出警报并限制进一步加载。例如，若样品架的额定承载重量为 50kg，当放置的样品总重量达到 55kg 时，样品架上的压力传感器会检测到压力超标，触发报警信号，同时阻止新的样品放置，防止因样品过重导致样品架变形、损坏，影响试验箱的正常使用。

2. 位置锁定与防位移

• 样品架在试验箱内的位置可以锁定，防止在试验过程中因温度变化或设备振动等原因导致样品架位移。采用定位销或电磁锁定装置，在试验开始前，将样品架牢固地固定在预定位置。例如，在高温冲击试验时，由于温度变化剧烈，可能会产生较大的热胀冷缩力，如果样品架没有锁定，可能会发生位移，导致试验样品掉落或与箱内其他部件碰撞，影响试验结果和设备安全。

五、安全防护装置

（一）防护网与隔热层

1. 防护网功能

• 在试验箱的内部高温区和低温区等危险区域设置防护网，防止操作人员误触高温或低温部件。防护网采用耐高温、耐腐蚀的金属材料（如不锈钢）制成，网孔大小适中，既能有效阻挡人员接触，又不妨碍空气流通和温度均匀性。例如，在加热丝周围设置防护网，避免操作人员在检查或维护试验箱时不小心碰到高温的加热丝而烫伤。

2. 隔热层作用

• 试验箱的箱体外壳采用隔热层设计，减少箱内热量或冷量向外界散失，提高能源利用率，同时也降低了箱体表面温度，防止操作人员烫伤或冻伤。隔热层通常采用优质的隔热材料（如岩棉、聚氨酯泡沫等），其厚度根据试验箱的保温要求确定。例如，对于低温试验箱，较厚的隔热层可以更好地维持箱内低温环境，减少制冷系统的能耗，并且使箱体表面温度接近常温，保障操作人员在操作过程中的安全。

（二）紧急停止按钮

1. 位置与功能

• 试验箱在明显位置（如操作面板附近或箱体侧面）设置紧急停止按钮。当出现紧急情况（如设备冒烟、着火、异常剧烈振动等）时，操作人员按下紧急停止按钮，试验箱会立即停止所有运行功能，包括加热、制冷、循环风机等系统。这一按钮的设计可以在最短时间内切断设备电源，防止事故进一步扩大，保障人员和设备安全。

2. 复位操作

• 紧急停止按钮在按下后需要进行复位操作才能重新启动试验箱。复位操作一般需要人工检查设备故障并排除后，按照特定的步骤（如旋转按钮、按下复位键等）进行复位，确保设备在安全状态下重新启动，避免因故障未排除而再次启动引发危险。

六、总结