灼熱絲試驗機組成結構

灼熱絲試驗機的結構設計需嚴格匹配國際 / 國家標準（如 IEC 60695-2-10、GB/T 5169.10）對測試條件的要求，核心目標是模擬電氣設備故障時的 “灼熱元件" 場景，精準控制溫度、接觸壓力、作用時間等關鍵參數，并保障測試安全。其結構主要分為7 大核心系統，各系統功能與部件協同實現完整測試流程，具體如下：

一、加熱系統：產生標準 “灼熱絲" 熱源

• 核心部件：

• 材質：耐高溫陶瓷或石英材質（絕緣、不導熱），防止熱量傳導至其他部件；

• 功能：固定灼熱絲兩端，確保絲體處于水平或垂直測試位置（根據標準要求），且可更換（便于絲體磨損后替換）。

• 類型：采用可調式直流 / 交流電源（功率 500-1000W），通過電流調節控制灼熱絲溫度；

• 特性：具備 “軟啟動" 功能，避免瞬間大電流沖擊導致絲體斷裂，同時支持溫度反饋閉環控制（與溫度監測系統聯動）。

• 材質：采用鎳鉻合金絲（常見 80% Ni+20% Cr），耐高溫、抗氧化，不易因長期加熱變形；

• 規格：直徑通常為4mm（部分特殊測試為 2mm 或 6mm），長度根據燃燒箱空間設計（一般 100-150mm），絲體需平直無彎曲，避免溫度分布不均。

1. 灼熱絲本體：

2. 加熱電源：

3. 絲體固定座：

二、樣品夾持與定位系統：固定樣品并控制接觸姿態

• 核心部件：

• 功能：限制灼熱絲燙入樣品的深度（標準要求 7±0.5mm），避免過度接觸導致測試結果失真；

• 結構：可調節金屬擋塊，通過刻度或電子位移傳感器設定深度，接觸后自動觸發限位。

• 作用：控制灼熱絲與樣品的接觸壓力（標準要求 1±0.2N）；

• 實現方式：

• 手動機型：通過配重砝碼+ 杠桿結構調節壓力，砝碼精度 ±0.05N；

• 自動機型：通過壓力傳感器+ 氣缸 / 電機驅動，實時反饋壓力值并自動補償，偏差≤±0.1N。

• 材質：金屬框架（表面防銹處理）+ 絕緣夾具（如聚四氟乙烯，耐高溫）；

• 調節功能：支持三維調節（上下、左右、前后），可通過旋鈕或電機驅動（自動機型）調整樣品高度，確保灼熱絲能垂直 / 水平接觸樣品指定區域。

1. 樣品架：

2. 壓力控制組件：

3. 燙入深度限位器：

三、溫度監測與校準系統：確保溫度精準性

• 核心部件：

• 包括標準銀箔（純度 99.99%，厚度 0.06mm，用于驗證溫度：銀箔熔點 961.78℃，當灼熱絲溫度達到該值時銀箔應熔化）、清潔刷（校準前清潔灼熱絲表面氧化層）。

• 功能：實時顯示灼熱絲溫度，支持溫度設定、恒溫控制（如設定 850℃后，通過加熱電源閉環調節電流，使溫度波動≤±2℃）；

• 附加功能：具備 “溫度校準模式"，可接入標準溫度計（如鉑電阻溫度計）進行偏差修正。

• 類型：采用T 型（銅 - 康銅）或 K 型（鎳鉻 - 鎳硅）熱電偶（測溫范圍覆蓋 500-1200℃，精度 ±1℃）；

• 安裝位置：熱電偶探頭需緊貼灼熱絲中部（溫度最高且最均勻的區域），避免與絲體直接接觸（防止短路），通過陶瓷支架固定。

1. 熱電偶：

2. 溫度顯示與控制器：

3. 校準輔助組件：

四、燃燒防護與觀察系統：保障安全并記錄燃燒現象

• 核心部件：

• 內置 LED 冷光源（不產生熱量，避免影響測試環境溫度）、高清攝像頭（可選，用于記錄燃燒過程，便于后續結果追溯）。

• 組成：排風風扇（風量可調，通常 10-20m3/h）+ 排氣管（連接室外或廢氣處理裝置）；

• 功能：及時排出測試產生的煙霧、有毒氣體（如塑料燃燒產生的 VOCs），保障實驗室空氣質量，同時避免煙霧干擾溫度監測。

• 材質：304 不銹鋼板（厚度 1.2-2mm），內壁黑色啞光處理（減少反光，便于觀察火焰）；

• 體積：常規為0.75m3 或 1m3（符合 IEC 標準要求，避免煙霧濃度過高影響觀察，且足夠容納滴落物收集組件）；

• 防護設計：配備鋼化玻璃觀察窗（耐高溫，可清晰觀察內部）、安全聯鎖裝置（打開箱門時自動切斷加熱電源，防止燙傷）。

1. 燃燒箱（測試腔）：

2. 排風系統：

3. 觀察輔助組件：

五、位移驅動系統：控制灼熱絲與樣品的接觸 / 脫離速度

• 核心部件：

• 僅自動機型配備（如光電編碼器），實時反饋灼熱絲移動距離，確保燙入深度精準（與限位器聯動，超差時自動停機）。

• 手動機型：通過手輪 + 絲杠結構，人工調節灼熱絲移動，速度由操作員控制（需配合秒表計時，確保速度達標）；

• 自動機型：通過步進電機 + 滾珠絲杠，由控制系統設定移動速度（精度 ±1mm/s），支持 “接觸 - 保持 - 脫離" 全自動流程（如接觸 30 秒后自動撤回灼熱絲）。

1. 驅動機構：

2. 位移傳感器：

六、控制與數據記錄系統：操作中樞與結果存儲

• 核心部件：

• 功能：自動記錄測試數據（溫度曲線、壓力值、起燃時間 Ti、熄滅時間 Te、滴落物引燃情況），支持數據導出（如 USB 接口導出 Excel 格式），部分機型可連接電腦（通過軟件實時監控并存儲數據）。

• 作用：接收各傳感器（溫度、壓力、位移）的信號，驅動加熱電源、電機、排風系統等執行部件，實現 “參數設定 - 閉環控制 - 異常報警" 的自動化流程；

• 報警功能：當溫度超差（如高于設定值 10℃）、壓力異常（如低于 0.8N）、熱電偶斷裂時，自動停機并聲光報警。

• 功能：設定測試參數（溫度、灼熱時間、接觸壓力、移動速度）、啟動 / 停止測試、顯示實時狀態（溫度、壓力、計時）；

• 界面：中文 / 英文雙語（部分機型支持多語言），操作邏輯清晰，支持參數保存（如存儲 100 組常用測試方案）。

1. 操作面板 / 觸摸屏：

2. 控制器（PLC / 單片機）：

3. 數據記錄模塊：

七、輔助系統：支持測試流程完整性與安全性

• 1. 計時裝置：

• 功能：精確記錄 “灼熱絲接觸樣品時間"“起燃延遲時間"“火焰持續時間"，精度 0.1 秒，支持手動觸發（操作員觀察到火焰時按下計時鍵）或自動觸發（部分機型通過火焰傳感器檢測起燃，自動計時）。

• 2. 滴落物收集組件：

• 組成：絹紙（放在樣品下方 200mm 處，觀察是否被滴落物引燃）、松木板（放在絹紙下方，觀察是否被滴落物碳化），均需符合標準規格（如絹紙密度 12g/m2，松木板厚度 10mm）。

• 3. 安全防護組件：

• 包括過載保護（加熱電源過載時自動斷電）、接地保護（設備外殼接地，防止漏電）、防燙外殼（加熱系統外側包裹耐高溫隔熱棉，避免操作員接觸燙傷）。

各系統協同邏輯