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普泰克(上海)制冷設(shè)備技術(shù)有限公司

普泰克-車規(guī)電子高低溫測試設(shè)備工作原理

時間:2025-6-20閱讀:149
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三、關(guān)鍵系統(tǒng)工作原理解析

1. 制冷系統(tǒng)(低溫實現(xiàn))


  • 壓縮機(jī)制冷原理
    采用蒸氣壓縮循環(huán),通過壓縮機(jī)(如半封閉活塞式或渦旋式)將制冷劑(R404A、R507 等)壓縮為高溫高壓氣體,經(jīng)冷凝器散熱液化,再通過膨脹閥節(jié)流降壓,在蒸發(fā)器中蒸發(fā)吸熱,實現(xiàn)低溫環(huán)境。

    • 復(fù)疊式制冷:針對 - 40℃以下低溫,采用高低溫級復(fù)疊系統(tǒng)(高溫級 R404A + 低溫級 R23),通過中間換熱器傳遞熱量,實現(xiàn)超低溫制冷。

  • 節(jié)能設(shè)計
    部分設(shè)備采用熱回收技術(shù),將制冷系統(tǒng)的冷凝熱用于加熱階段,降低能耗。


2. 加熱系統(tǒng)(高溫實現(xiàn))


  • 電阻加熱原理
    通過鎳鉻合金電阻絲或陶瓷加熱管作為發(fā)熱元件,由控制器根據(jù)溫度反饋調(diào)節(jié)加熱功率(PID 控制),實現(xiàn) 0~150℃升溫。

  • 安全保護(hù)
    內(nèi)置過熱保護(hù)開關(guān)(如溫度超過設(shè)定值 10℃時自動切斷加熱電源),防止樣品過熱損壞。


3. 空氣循環(huán)與溫度均勻性控制


  • 強(qiáng)制對流設(shè)計
    箱體內(nèi)置離心風(fēng)機(jī)或軸流風(fēng)機(jī),推動空氣流經(jīng)蒸發(fā)器 / 加熱器,形成循環(huán)氣流,確保溫度均勻性(車規(guī)級要求 ±2℃以內(nèi))。

  • 風(fēng)道結(jié)構(gòu)
    采用多風(fēng)口對稱設(shè)計,配合導(dǎo)流板調(diào)節(jié)氣流方向,避免箱內(nèi)出現(xiàn)溫度死角。


4. 溫度控制系統(tǒng)(核心邏輯)


  • 傳感器與反饋
    采用 PT100 鉑電阻傳感器(精度 ±0.5℃)實時采集箱內(nèi)溫度,通過 PLC 或觸摸屏控制器(如西門子 S7 系列、歐姆龍 PLC)與設(shè)定值對比,輸出控制信號調(diào)節(jié)制冷 / 加熱功率。

  • 控制算法
    采用模糊 PID 算法,兼顧響應(yīng)速度與穩(wěn)態(tài)精度,例如:

    • 升溫階段:滿功率加熱,快速達(dá)到目標(biāo)溫度;

    • 保溫階段:根據(jù)溫度偏差微調(diào)加熱功率,維持恒溫。

四、車規(guī)級特殊功能原理

1. 快速溫變(溫度沖擊)功能


  • 雙箱式結(jié)構(gòu)
    分為高溫箱和低溫箱,通過機(jī)械裝置(如導(dǎo)軌)快速移動樣品架,實現(xiàn)溫度沖擊(如從 - 40℃到 + 125℃切換時間≤10min)。

  • 三箱式結(jié)構(gòu)(進(jìn)階方案)
    增加常溫過渡箱,避免高低溫箱直接熱交換,提升溫變效率,適用于 ISO 16750-4 中的溫度循環(huán)測試。


2. 濕度協(xié)同控制(可選)


  • 蒸汽加濕原理
    通過不銹鋼電熱管加熱水產(chǎn)生蒸汽,由電磁閥控制蒸汽量,配合制冷系統(tǒng)除濕,實現(xiàn)濕度范圍 20%~95% RH(精度 ±5% RH),滿足濕熱循環(huán)測試需求(如 GB/T 2423.3)。


3. 振動協(xié)同測試(集成方案)


  • 振動臺集成
    部分設(shè)備底部內(nèi)置振動臺(如電磁振動臺),實現(xiàn)溫度 - 振動復(fù)合測試,模擬汽車行駛中的復(fù)雜工況(符合 GMW 3172 標(biāo)準(zhǔn))。

五、關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)與原理關(guān)聯(lián)

參數(shù)項技術(shù)指標(biāo)原理實現(xiàn)方式
溫度范圍-40℃~+125℃復(fù)疊式制冷 + 電阻加熱組合
升降溫速率≥5℃/min(全程平均)大功率壓縮機(jī) + 高效加熱管 + 強(qiáng)氣流循環(huán)
溫度均勻性±2℃(空載)多風(fēng)口對流 + 導(dǎo)流板 + PID 動態(tài)修正
溫度波動度±0.5℃(恒溫階段)高精度傳感器 + PID 微功率調(diào)節(jié)
響應(yīng)時間≤10s(傳感器反饋)高速 AD 轉(zhuǎn)換 + PLC 實時運算

六、安全保護(hù)系統(tǒng)原理

  1. 制冷系統(tǒng)保護(hù)

    • 高壓保護(hù):當(dāng)壓縮機(jī)排氣壓力超過設(shè)定值(如 2.8MPa)時,壓力開關(guān)切斷電源;

    • 低溫保護(hù):蒸發(fā)器溫度過低時(如 - 50℃),防止制冷劑液擊壓縮機(jī)。

  2. 加熱系統(tǒng)保護(hù)

    • 超溫保護(hù):獨立溫度控制器(如機(jī)械式溫控器)在主控制器失效時切斷加熱電源;

    • 漏電保護(hù):接地電阻檢測裝置(≤0.1Ω)確保設(shè)備安全接地。


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