高溫試驗箱在極限溫度（+180 ℃甚至+200 ℃）工況下長期運行，任何子系統(tǒng)的失效都可能引發(fā)級聯(lián)故障，造成樣品燒毀、箱體報廢，乃至人身傷害。現(xiàn)代設(shè)備通過“硬件冗余+軟件自診斷+聲光遠程報警”三層防護體系，將風險降至最低。以制冷、電氣、濕熱三大系統(tǒng)為主線，系統(tǒng)梳理常見保護措施、報警邏輯及現(xiàn)場處置規(guī)范，為實驗室管理人員、設(shè)備工程師及安全負責人提供可落地的技術(shù)參考。
二、制冷系統(tǒng)保護措施
壓縮機超壓保護
1.1 觸發(fā)條件：高壓側(cè)壓力≥2.4 MPa（R404A冷媒）。
1.2 硬件配置：高壓壓力開關(guān)+電子式壓力傳感器雙冗余；當任一信號達到閾值，控制器立即卸載壓縮機，30 s后仍超限則切斷主回路。
1.3 報警代碼：HP1（一級）/HP2（二級）。
1.4 處置流程：
a) 停機后保持風機運行，降低冷凝器熱負荷；
b) 檢查外接風冷冷凝器是否臟堵、風扇反轉(zhuǎn)；
c) 確認試驗箱排風口與墻距≥0.6 m；
d) 復位后重新啟動，若2 h內(nèi)再次報警，須更換壓力開關(guān)并記錄于《關(guān)鍵安全件臺賬》。
壓縮機過熱保護
2.1 觸發(fā)條件：渦旋盤排氣溫度≥125 ℃。
2.2 硬件配置：K型熱電偶埋置于壓縮機頂部，線性溫度保護器115 ℃常閉觸點串聯(lián)于控制回路。
2.3 報警代碼：CHT。
2.4 處置流程：
a) 檢查制冷劑泄漏，低壓側(cè)壓力是否低于0.15 MPa；
b) 核對箱門密封條是否老化，防止熱濕空氣滲入導致蒸發(fā)器結(jié)霜；
c) 確認加熱器PID輸出是否失控，導致壓縮機長時間高負荷；
d) 若需拆機焊接，必須回收冷媒并充氮保護，嚴禁明火作業(yè)。
油壓差保護（大型機組）
采用電子油壓差開關(guān)，保證壓縮機潤滑，防止抱軸；差壓<50 kPa持續(xù)90 s停機報警。
三、電氣系統(tǒng)保護措施
整機定時保護
1.1 功能：可設(shè)定單次最大運行時間（1～999 h），防止夜班無人值守時長時運行。
1.2 邏輯：到達設(shè)定值后，先關(guān)閉加熱、制冷輸出，風機延時10 min停機，確保余熱擴散。
風機電機過熱保護
2.1 配置：三相風機繞組內(nèi)置PTC熱敏電阻145 ℃常閉觸點，串聯(lián)于控制回路。
2.2 報警代碼：FAN_OT。
2.3 處置：檢查葉輪是否積塵導致不平衡、軸承潤滑脂是否干涸；更換風機后需做動平衡校驗，振動速度≤4.5 mm/s。
超溫保護（獨立于控溫系統(tǒng)）
3.1 硬件：機械式可調(diào)溫度開關(guān)（0～200 ℃）串接于加熱接觸器線圈；當工作區(qū)溫度高于設(shè)定值5 ℃立即切斷主加熱。
3.2 軟件：控制器同步記錄超溫事件，生成不可篡改的CSV文件，滿足GMP審計追蹤要求。
漏電、過載、短路保護
4.1 漏電斷路器：額定剩余動作電流30 mA，動作時間≤40 ms，防止人員觸電。
4.2 熱磁式斷路器：配電回路采用C型脫扣曲線，可承受壓縮機瞬間7倍啟動電流。
4.3 PCB級短路保護：固態(tài)繼電器輸出端配置速熔保險絲，熔斷時間≤10 ms，防止加熱管短路引發(fā)火情。
欠相/逆相保護
三相電源缺相或相序錯誤時，相序繼電器在1 s內(nèi)切斷控制回路，避免壓縮機反轉(zhuǎn)導致內(nèi)部油擊。
四、濕熱系統(tǒng)（加濕/除濕）保護措施
缺水報警
1.1 原理：水箱內(nèi)置不銹鋼浮球開關(guān)，常閉型；水位低于下限，控制器立即關(guān)閉加濕輸出并點亮紅色LED。
1.2 擴展：可選配自動補水閥（DN15），與實驗室純水機聯(lián)動，電導率設(shè)定5～15 μS/cm，防止水垢堵塞加濕鍋爐。
供水異常保護
2.1 包含“水壓過低”“排水堵塞”兩類子報警。
2.2 配置：入口水壓開關(guān)0.1～0.3 MPa；排水側(cè)浮子開關(guān)檢測溢流槽水位。
2.3 處置：檢查實驗室總水壓、確認排水管無U型彎沉積；長期停用須排空加濕鍋爐，防止靜置結(jié)垢。
加熱管干燒保護
3.1 觸發(fā)：鍋爐內(nèi)溫度≥120 ℃且未檢測到水位信號。
3.2 硬件：鍋爐壁溫型溫控器115 ℃斷開，硬件優(yōu)先級高于軟件。
3.3 后果評估：干燒30 s即可使800 W加熱管表面氧化龜裂，產(chǎn)生漏電風險；必須整體更換鍋爐組件并計量校準濕度。
加濕系統(tǒng)超溫保護
與主超溫保護獨立，鍋爐出口設(shè)90 ℃溫度開關(guān)，防止蒸汽管路老化爆裂。
五、非設(shè)備自帶的人工防護措施
電氣安裝
• 采用TN-S系統(tǒng)，PE線與N線嚴格分開；
• 設(shè)備后端增設(shè)隔離變壓器，抑制電網(wǎng)浪涌；
• 每年春季使用500 V兆歐表測量絕緣電阻≥20 MΩ。
環(huán)境管理
• 試驗區(qū)配置感煙+感溫雙鑒探測器，與樓宇消防聯(lián)動；
• 半徑2 m內(nèi)禁放酒精、丙酮等易燃品，設(shè)置黃色實線警戒區(qū)；
• 配置35 kg推車式干粉滅火器，每月檢查壓力表指針在綠區(qū)。
操作規(guī)程
• 開機前執(zhí)行“三查三確認”：查電源、查水源、查氣源；確認樣品無易爆、確認箱門關(guān)閉、確認急停開關(guān)復位；
• 禁止在120 ℃以上開門，必須佩戴隔熱手套，防止高溫瞬間噴出造成呼吸道灼傷；
• 試驗結(jié)束執(zhí)行階梯降溫：150 ℃→80 ℃→35 ℃，每段≥30 min，防止樣品驟冷開裂。
維護校準
• 溫度、濕度傳感器每6個月委托計量機構(gòu)校準，偏差溫度≤±0.3 ℃，濕度≤±2 %RH；
• 冷凝器翅片每月使用0.3 MPa干燥壓縮空氣吹掃，壓差保持≤50 Pa；
• 建立《關(guān)鍵安全件清單》，壓力開關(guān)、溫度開關(guān)、漏電斷路器每2年強制更換，無論是否故障。
高溫試驗箱的安全運行是“設(shè)備自保護+實驗室管理”雙輪驅(qū)動的結(jié)果。硬件層面，制冷、電氣、濕熱三大系統(tǒng)已嵌入冗余互鎖與自診斷邏輯；管理層面，仍需通過標準化安裝、定期計量、人員培訓與消防演練，將最后一環(huán)“人為失誤”降至最低。只有設(shè)備與管理同步升級，方能確保極限測試既精準又安全，為產(chǎn)品質(zhì)量與人員安全提供雙重保障。
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