1. 引言
　　試驗(yàn)箱是指能同時(shí)施加溫度、濕度應(yīng)力的試驗(yàn)箱,。隨著我國工業(yè)產(chǎn)品研制的需要,，近幾年來，我國從國外引進(jìn)了大批試驗(yàn)系統(tǒng),，為我國工業(yè)產(chǎn)品的研制和定型發(fā)揮了重要作用,。但由于其本身的復(fù)雜性,，使得試驗(yàn)箱在運(yùn)行中出現(xiàn)了許多問題，而且出現(xiàn)了問題不能及時(shí)解決,，大大延長了試驗(yàn)周期,，影響了產(chǎn)品的研制工作。而產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因是對(duì)綜合試驗(yàn)箱的工作原理不了解,。為此,，我們對(duì)試驗(yàn)箱的基本工作原理作了一些簡要闡述，并介紹如何對(duì)綜合試驗(yàn)箱試驗(yàn)設(shè)備的故障進(jìn)行分析和判斷,。
2.試驗(yàn)箱的原理：綜合試驗(yàn)箱由制冷系統(tǒng),，加熱系統(tǒng)，控制系統(tǒng),，濕度系統(tǒng),，空氣循環(huán)系統(tǒng)，和傳感器系統(tǒng)等組成,， 上述系統(tǒng)分屬電氣和機(jī)械制冷兩大方面,。下面初步敘述幾個(gè)主要系統(tǒng)的工作原理和工作過程： 

2.1 制冷系統(tǒng)：制冷系統(tǒng)是綜合試驗(yàn)箱的關(guān)鍵部分之一。一般來說,，試驗(yàn)箱的制冷方式都是機(jī)械制冷以及輔助液氮制冷,，機(jī)械制冷采用蒸氣壓縮式制冷,，該制冷方式是人工制冷中應(yīng)用廣泛而又經(jīng)濟(jì)的制冷方式之一,。蒸氣壓縮式制冷型式有：單級(jí)制冷、多級(jí)制冷和復(fù)疊式制冷,，它們主要由壓縮機(jī),，冷凝器，節(jié)流機(jī)構(gòu)和蒸發(fā)器組成,。由于我們?cè)囼?yàn)的溫度低溫要達(dá)到-55℃,，單級(jí)制冷難以滿足要求，因此綜合試驗(yàn)箱的制冷方式一般采用復(fù)疊式制冷,。下面以意大利ACS公司生產(chǎn)的綜合試驗(yàn)箱的制冷系統(tǒng)為例作一簡要介紹,，圖2為該制冷系統(tǒng)簡化圖。它由兩部分組成,，分別稱為高溫部分和低溫部分,，每一部分都是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的制冷系統(tǒng)。高溫部分中制冷劑（HP80）的蒸發(fā)吸收來自低溫部分的制冷劑（R23）的熱量而汽化,；低溫部分制冷劑的蒸發(fā)則從被冷卻的對(duì)象（試驗(yàn)箱內(nèi)的空氣）吸熱以獲取冷量,。高溫部分和低溫部分之間是用一個(gè)蒸發(fā)冷凝器起來的，它既是高溫部分的蒸發(fā)器,，也是低溫部分的冷凝器,。ACS試驗(yàn)箱的高溫部分制冷劑采用中溫制冷劑HP80,，低溫部分制冷劑采用低溫制冷劑R23，箱內(nèi)溫度能達(dá)到-70℃,。 
2.2 加熱系統(tǒng)：試驗(yàn)箱的加熱系統(tǒng)相對(duì)制冷系統(tǒng)而言,，是比較簡單的。它主要由大功率電阻絲組成,。由于試驗(yàn)箱要求的升溫速率較大,，因此試驗(yàn)箱的加熱系統(tǒng)功率都比較大，而且在試驗(yàn)箱的底板也設(shè)有加熱器,。
2.3 控制系統(tǒng)：控制部分是綜合試驗(yàn)箱的核心,，它決定了試驗(yàn)箱的升降溫速率，精度等重要指標(biāo)?，F(xiàn)有試驗(yàn)箱的控制器大都采用PID控制,，也有少部分采用PID與模糊控制相結(jié)合的控制方式。由于控制系統(tǒng)基本上屬于軟件的范疇,，而且此部分在使用過程中,，一般不會(huì)出現(xiàn)問題，因此,，本文不對(duì)控制系統(tǒng)作太多的介紹,。
2.4 濕度系統(tǒng)：濕度系統(tǒng)分為加濕和除濕兩個(gè)子系統(tǒng)。
　　試驗(yàn)箱的加濕方式一般采用蒸氣加濕法,，即將低壓蒸氣直接注入試驗(yàn)空間加濕,。這種加濕方法加濕能力強(qiáng)，速度快,，加濕控制靈敏,，尤其在降溫時(shí)容易實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制加濕。
　　試驗(yàn)箱的除濕方式有兩種：機(jī)械制冷除濕和干燥器除濕,。機(jī)械制冷除濕的除濕原理是將空氣冷卻到露點(diǎn)溫度以下,，使大于飽和含濕量的水氣凝結(jié)析出，這樣就降低了濕度,。干燥器除濕是利用氣泵將試驗(yàn)箱內(nèi)的空氣抽出,，并將干燥的空氣注入，同時(shí)將濕空氣送入可循環(huán)利用的干燥器進(jìn)行干燥,，干燥完后又送入試驗(yàn)箱內(nèi),，如此反復(fù)循環(huán)進(jìn)行除濕。現(xiàn)在大部分綜合試驗(yàn)箱采用前一種除濕方法,。后一種的除濕方法,，可以使露點(diǎn)溫度達(dá)到0℃以下，適用于有特殊要求的場(chǎng)合，但費(fèi)用較貴,。
2.5 傳感器系統(tǒng)：試驗(yàn)箱的傳感器主要是溫度和濕度傳感器,。溫度傳感器應(yīng)用較多的是鉑電阻和熱電偶。濕度的測(cè)量方法有兩種：干濕球溫度計(jì)法和固態(tài)電子式傳感器直接測(cè)量法,。由于干濕球法測(cè)量精度不高,，現(xiàn)在的試驗(yàn)箱正逐步地以固態(tài)傳感器代替干濕球來進(jìn)行濕度的測(cè)量。
2.6 空氣循環(huán)系統(tǒng)空氣循環(huán)系統(tǒng)一般由離心式風(fēng)扇和驅(qū)動(dòng)其運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)構(gòu)成,。它提供了試驗(yàn)箱內(nèi)空氣的循環(huán),。
3. 故障的分析判斷
　　 由于
故障現(xiàn)象
 故障原因分析
 排除故障方法
 
設(shè)備不降溫
或降溫緩慢
 制冷系統(tǒng)制冷劑量不足（漏氟）。 
制冷系統(tǒng)管路發(fā)生臟堵或冰堵,。 
向蒸發(fā)器供液的電磁閥損壞,。 
膨脹閥的流量過大或過小或損壞。 
 查漏,，并充氟,。 
更換被堵器件或干燥劑。 
更換電磁閥,。 
調(diào)整或更換膨脹閥,。 
 
設(shè)備升溫緩慢
 加熱器的熱保險(xiǎn)被燒斷,。 
控制加熱器工作的接觸器損壞,。 
 更換熱保險(xiǎn)。 
更換接觸器,。 
 
系統(tǒng)不工作
 離心式風(fēng)扇未運(yùn)轉(zhuǎn),。 
 風(fēng)扇保險(xiǎn)燒壞，更換保險(xiǎn),；風(fēng)扇熱保護(hù),，復(fù)位保護(hù)開關(guān)。 
 
壓縮機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)
 壓縮機(jī)的保險(xiǎn)燒壞,。 
電源電壓不夠,。 
控制壓縮機(jī)啟動(dòng)的接觸器損壞。 
 更換保險(xiǎn)。 
提高供電電壓,。 
更換接觸器,。 
 
排氣壓力過高
 制冷系統(tǒng)中有空氣。 
冷卻水量不足或溫度過高,。 
冷凝器水管積垢過厚,。 
 放空氣。 
增加供水量,。 
清洗冷凝器,。 
 
吸氣壓力過低
 制冷系統(tǒng)制冷劑量不足。 
膨脹閥冰堵或損壞,。 
過濾器堵塞,。 
 查漏，并充氟,。 
對(duì)管路進(jìn)行干燥或更換膨脹閥,。 
更換過濾器。 
 
系統(tǒng)不能加濕
    1.加濕鍋爐的保險(xiǎn)燒壞,。
   2.控制加濕鍋爐工作的接觸器損壞,。
   3.加濕鍋爐由于缺水而保護(hù)。
    1.更換保險(xiǎn),。
   2.更換接觸器,。
   3.更換浮子開關(guān)或供水。
 
系統(tǒng)不能除濕
 用于除濕的壓縮機(jī)未啟動(dòng),。 
除濕電磁閥不工作,。 
 1.參照壓縮機(jī)不工作的排故方法對(duì)照解決。
   2.更換電磁閥,。 
 
4.典型故障分析--------
　　 一試驗(yàn)箱在-55℃低溫保持階段出現(xiàn)了溫度保持不住的現(xiàn)象,，其溫度曲線大致如圖3。
　　 對(duì)該故障現(xiàn)象進(jìn)行分析：
　　 1）試驗(yàn)箱能夠制冷,，說明外部因素-冷卻水的問題可以排除,。 


2） 由于是溫度保持不住，觀察制冷壓縮機(jī)在試驗(yàn)箱運(yùn)行過程中是否能夠正常啟動(dòng),，壓縮機(jī)在試驗(yàn)箱運(yùn)行過程中都能夠啟動(dòng),，說明從主電源到各壓縮機(jī)的電氣線路正常，電氣系統(tǒng)方面也沒有問題,。 


　　3） 電氣系統(tǒng)沒有問題,，繼續(xù)檢查制冷系統(tǒng)。首先檢查兩組制冷機(jī)組的排氣和吸氣壓力,，發(fā)現(xiàn)主機(jī)組的低溫（R23）級(jí)壓縮機(jī)的排氣和吸氣壓力都較正常值偏低,，而且吸氣壓力呈抽真空狀態(tài)，說明主制冷機(jī)組的制冷劑量不足。用手摸主機(jī)組R23壓縮機(jī)的排氣和吸氣管路,，發(fā)現(xiàn)排氣管路的溫度不高,，吸氣管路的溫度也不低（未結(jié)霜），這也說明了主機(jī)組的R23制冷劑缺乏,，系統(tǒng)漏氟,。 


　　4） 為確定故障原因，結(jié)合試驗(yàn)箱的控制過程進(jìn)一步確認(rèn)故障原因,，該試驗(yàn)箱擁有兩套制冷機(jī)組,，一為主機(jī)組，另一為輔助機(jī)組,。在降溫速率較大時(shí),，兩組機(jī)組同時(shí)工作，在溫度保持階段初期,，兩組機(jī)組依然同時(shí)工作,。待溫度初步穩(wěn)定下來，輔助機(jī)組停止工作,，由主機(jī)組來維持溫度的穩(wěn)定,。如果主機(jī)組的R23泄漏，會(huì)使主機(jī)組制冷效果不大,，由于降溫過程中,，兩組機(jī)組同時(shí)工作，故沒有溫度穩(wěn)定不住的現(xiàn)象,，而只是降溫速率降低,。在溫度保持階段，一旦輔助機(jī)組停止工作,，主機(jī)組又無制冷作用,，試驗(yàn)箱內(nèi)的空氣就會(huì)緩慢上升，當(dāng)溫度上升到一定程度,，控制系統(tǒng)就會(huì)啟動(dòng)輔助機(jī)組來降溫,，將溫度下降至設(shè)定值（-55℃）附近，然后輔助機(jī)組又停止工作,，如此反復(fù),，便會(huì)出現(xiàn)如圖3所示的故障現(xiàn)象。至此,，已確認(rèn)為產(chǎn)生故障的原因是主機(jī)組的低溫（R23）級(jí)機(jī)組的制冷劑R23泄漏。 


　　5） 對(duì)制冷系統(tǒng)進(jìn)行查漏,，用檢漏儀和肥皂水相結(jié)合的方法檢查,，發(fā)現(xiàn)是一熱氣旁通電磁閥的閥桿開裂了一約1cm的細(xì)縫。更換此電磁閥后，對(duì)系統(tǒng)重新充氟,，系統(tǒng)運(yùn)行正常,。由上文可以看出，對(duì)該故障現(xiàn)象的分析和判斷基本上是由易至難,，先"外"后"里",，先"電氣"后"制冷"的脈絡(luò)進(jìn)行分析和判斷的，熟悉和了解試驗(yàn)箱的原理和工作過程是分析故障和判斷故障的基礎(chǔ),。 


5.結(jié)束語
　　 綜上所述,，只有深入了解試驗(yàn)箱的工作原理和工作過程，才能迅速地解決試驗(yàn)箱在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題,。希望本文能夠?qū)氖颅h(huán)境設(shè)備管理運(yùn)行維護(hù)人員有所裨益,，共同推動(dòng)我國環(huán)境工程的發(fā)展。