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温控器寿命试验装置研制方法

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温控器被广泛的使用于各种家电产品当中,如电冰箱、饮水机、热水器、咖啡壶等。温控器的质量直接影响到整机的安全、性能、寿命,是非常关键的一个元件。在温控器的众多技术指标当中,寿命是衡量温控器产品最重要的技术指标之一。家电标准规定,温控器的寿命至少为10000次,部分家电,如电冰箱产品当中控制电动机-压缩机的温控器,充液式散热器中的一些温控器寿命要求至少为100000次。家用温控器对应的标准GB14536.10-2008/IEC60730-2-9:2004对温控器的寿命试验做了详细的规定。

目前市场上有不少温控器寿命试验装置生产厂家,各有其优缺点,主要的缺点采用摇臂式结构,测试过程当中温控器安装偏离使用实际情况,加热体热惯性影响大,对温控器寿命影响较大,从而导致试验结果不够准确;温控器通断可调范围较小,不能满足标准要求;寿命试验装置维护保养复杂,总是要更换加热体;试验装置适用面窄;设备操作复杂,价格昂贵等。有关专家根据多年的温控器检测经验,设计了一种结构较简单的试验装置,该设备已经投入使用,实际使用证明了该装置通用性强,贴近实际工作情况,试验结果准确,同时成本低廉。

1 设备参数

试验电压:0-300VAC可调;电气负载:1~24A可调;试验次数设定范围:1000-99999;加热温度调节范围:室温至500℃;冷却气压:0~1MPa;工位:3个;自带电阻负载台,并可外接负载台;可预设试验次数、周期;具备试验样品失效自动检测和不合格报警功能;并显示试验次数。

2 设备原理

主要由四部分组成:升温部分、气流冷却部分、负载部分和检测控制显示电路。

3功能流程

以常开型温控器为例,将温控敏感部位安装在加热块表面,调节好样品要求的电气负载,设定加热块温度、故障报警时间、寿命次数等参数,调节冷却气体气压,使工作频率与技术要求保持一致。

4 设备主要结构

采取什么方式进行升温和冷却是温控器寿命试验装置最重要的部分。

本装置升温采用的是铜块加电热管的方式来实现,电热管置于铜块内部,加热采用PID方式控制。加热管通电后,加热铜块,在铜块的表面装有热电偶实时采集铜块的温度与预设温度进行比较,如图3所示。

该种加热方式因铜的导热性能好,表面的温度场均匀性好,从而实现了加热温度可精确调节,加热速度快,同时热惯性小,有效减少热过冲对检测结果的影响;铜块较厚较大,热容量大,冷却后温度回升速度快;加热装置的寿命长,电热管位于铜块的中间偏下位置,冷热变化较小,不易损坏。

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