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环境试验箱的基本原理和故障分析

环境试验箱是指能同时施加温度、湿度应力的试验箱。随着我国工业产品研制的需要，近几年来，我国从国外引进了大批试验系统，为我国工业产品的研制和定型发 挥了重要作用。但由于其本身的复杂性，使得试验箱在运行中出现了许多问题，而且出现了问题不能及时解决，大大延长了试验周期，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（R23）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℃。