家電KSD301溫控器壽命試驗裝置研製方法詳解
發布日期：2013-11-12 15:38 來源：https://www.huayu13.com 點擊：
家電溫控器壽命試驗裝置研製方法詳解
1、家電溫控器產品介紹
KSD301溫控器廣泛的應用於各種家電產品，如電冰箱、飲水機、熱水器、咖啡壺、電磁爐、微波爐、電飯煲等。家電溫控器的質量直接影響到整機的安全、性能、壽命，是非常關鍵的一個元件。在溫控器的眾多技術指標當中，壽命是衡量溫控器產品最重要的技術指標之一。家電標準規定，溫控器的壽命至少為10000次，部分家電，如電冰箱產品當中控製電動機-壓縮機的溫控器，充液式散熱器中的一些溫控器壽命要求至少為100000次。家用溫控器對應的標準GB14536.10-2008/IEC60730-2-9:2004對溫控器的壽命試驗做了詳細的規定。
目前市場上有不少溫控器壽命試驗裝置生產廠家，各有其優缺點，主要的缺點采用搖臂式結構，測試過程當中溫控器安裝偏離使用實際情況，加熱體熱慣性影響大，對溫控器壽命影響較大，從而導致試驗結果不夠準確；溫控器通斷可調範圍較小，不能滿足標準要求；壽命試驗裝置維護保養複雜，總是要更換加熱體；試驗裝置適用麵窄；設備操作複雜，價格昂貴等。作者根據多年的溫控器檢測經驗，設計了一種結構較簡單的試驗裝置，該設備已經投入使用，實際使用證明了該裝置通用性強，貼近實際工作情況，試驗結果準確，同時成本低廉。
2、家電KSD301溫控器標準要求
2.1 試驗的電氣條件
家電溫控器的每個電路應按製造廠規定的額定值負載作為基本技術參數進行試驗2.1.1快速自動動作的過壓試驗
采用1.15倍的額定電壓及在該電壓下的電氣負載。
2.1.2快速自動動作的試驗
采用額定電壓及在該電壓下的電氣負載。
2.2 試驗的熱條件
當溫控器按製造廠規定的方法安裝好時，易觸及的部件應暴露在正常的室溫下。
2.3 試驗的機械條件
2.3.1慢速試驗期間，試驗設備應要可靠地驅動起動元件，在設備和起動元件之間無明顯的滯後。
2.3.2 快速試驗期間，試驗設備應保證試驗允許起動元件自由操作，以至於不會幹擾機構的正常動作。
3、家電溫控器試驗裝置介紹
3.1 設備參數
試驗電壓：0-300VAC可調；電氣負載：1——24A可調；試驗次數設定範圍：1000-99999;加熱溫度調節範圍：室溫至500℃；冷卻氣壓：0——1MPa;工位：3個；自帶電阻負載台，並可外接負載台；可預設試驗次數、周期；具備試驗樣品失效自動檢測和不合格報警功能；並顯示試驗次數。
3.2 設備原理
本裝置主要由四部分組成：升溫部分、氣流冷卻部分、負載部分和檢測控製顯示電路，如圖1所示。
圖1 設備組成
3.3 家電溫控器功能流程
以常開型溫控器為例，將溫控敏感部位安裝在加熱塊表麵，調節好樣品要求的電氣負載，設定加熱塊溫度、故障報警時間、壽命次數等參數，調節冷卻氣體氣壓，使工作頻率與技術要求保持一致，開始試驗，試驗流程如圖2所示。
試驗流程
3.4 家電溫控器設備主要結構
采取什麽方式進行升溫和冷卻是溫控器壽命試驗裝置最重要的部分。
本裝置升溫采用的是銅塊加電熱管的方式來實現，電熱管置於銅塊內部，加熱采用PID方式控製。加熱管通電後，加熱銅塊，在銅塊的表麵裝有熱電偶實時采集銅塊的溫度與預設溫度進行比較，如圖3所示。
該種加熱方式因銅的導熱性能好，表麵的溫度場均勻性好，從而實現了加熱溫度可精確調節，加熱速度快，同時熱慣性小，有效減少熱過衝對檢測結果的影響；銅塊較厚較大，熱容量大，冷卻後溫度回升速度快；加熱裝置的壽命長，電熱管位於銅塊的中間偏下位置，冷熱變化較小，不易損壞。
圖 3 加熱原理
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冷卻通過下麵方式來實現：環境空氣通過氣泵變成高壓氣流通過1-4個噴頭施加在銅板上，使銅板局部快速冷卻，如圖3虛線部分，從而使溫度敏感部位溫度下降，溫控器複位。該種方式有三個明顯的優點：第一，冷卻速度隨著氣流的壓力的大小而改變，冷卻氣壓在0-1MPa範圍內連續可調，從而實現通斷時間可控，可滿足標準要求或製造商自己宣稱的試驗要求；第二，冷卻時根據被測溫控器的敏感元件的麵積大小，可靈活選擇1-4個噴頭施加溫控器的敏感元件周圍的銅塊上，實現溫度敏感元件周圍銅塊表麵局部冷卻，不需將整個溫控器的溫度都降下來，通斷速度可調範圍較大；第三， 被測件固定在銅板上，最貼近溫控器實際工作情況。
4、家電KSD301溫控器優點介紹
4.1 加熱溫度在室溫至500℃範圍內可精確調節，熱過衝小目前市場上的加熱方式主要有鹵鎢燈/電烙鐵/電熱圈加熱和熱風槍加熱等方式。存在著熱慣性大，有較嚴重的溫度過衝現象，對檢測結果影響很大；加熱體的壽命短，增加了維護保養的負責程度，需不定期更換；加熱溫度範圍不大，不容易精確控製等不足。
本裝置加熱溫度可較精確調節，量程大，可達到500℃，且能有效解決熱過衝對檢測結果的影響。設備維護保養簡單。
4.2 通斷速度可調範圍大
冷卻氣流僅施加在溫控器敏感裝置周圍的部分表麵，為局部冷卻，而不是將整個溫控器的溫度都降下來，可以靈活調整冷卻氣流的壓力和噴頭數量，冷卻速度快；加熱銅塊較厚較大，熱容量大，溫度回升速度快，從而實現了通斷占空比可調，且可控範圍大，滿足標準要求或製造商自己宣稱的試驗要求。相對於改變整個溫控器的溫度的方式，通斷速度可調範圍有明顯提高。
4.3 最貼近家電溫控器實際工作情況
在整個壽命試驗過程中，被測件固定在銅板上，最貼近溫控器實際的工作情況，對結果影響也最小。目前市場的方式多為搖臂式結構，壽命試驗當中，被測件的位置一直在變化，對一些溫控器，如壓力式溫控器，影響較大。
4.4 家電溫控器結構簡單，成本低廉，通用性強整套設備結構簡單，成本低廉，通用性強，維護簡單。溫度敏感控製器品種繁多，外形尺寸各異，該設備隻要找準最接近溫度敏感元件的一麵貼在銅塊上，用耐熱絕緣壓板壓住，操作簡單，方便有效。整個設備相對結構簡單，成本低。
5、家電KSD301溫控器總結
該套設備已經研製完成，於本單位和幾個溫控器企業投入使用多年，使用情況良好，能實現雙金屬片式溫控器，毛細管壓力膨脹式溫控器等多種家電溫控器的壽命試驗。與其他廠家的設備的檢測結果比較來看，檢測狀態更符合溫控器相關標準要求，檢測結果準確，成本低廉。
1、家電溫控器產品介紹
KSD301溫控器廣泛的應用於各種家電產品，如電冰箱、飲水機、熱水器、咖啡壺、電磁爐、微波爐、電飯煲等。家電溫控器的質量直接影響到整機的安全、性能、壽命，是非常關鍵的一個元件。在溫控器的眾多技術指標當中，壽命是衡量溫控器產品最重要的技術指標之一。家電標準規定，溫控器的壽命至少為10000次，部分家電，如電冰箱產品當中控製電動機-壓縮機的溫控器，充液式散熱器中的一些溫控器壽命要求至少為100000次。家用溫控器對應的標準GB14536.10-2008/IEC60730-2-9:2004對溫控器的壽命試驗做了詳細的規定。
目前市場上有不少溫控器壽命試驗裝置生產廠家，各有其優缺點，主要的缺點采用搖臂式結構，測試過程當中溫控器安裝偏離使用實際情況，加熱體熱慣性影響大，對溫控器壽命影響較大，從而導致試驗結果不夠準確；溫控器通斷可調範圍較小，不能滿足標準要求；壽命試驗裝置維護保養複雜，總是要更換加熱體；試驗裝置適用麵窄；設備操作複雜，價格昂貴等。作者根據多年的溫控器檢測經驗，設計了一種結構較簡單的試驗裝置，該設備已經投入使用，實際使用證明了該裝置通用性強，貼近實際工作情況，試驗結果準確，同時成本低廉。
2、家電KSD301溫控器標準要求
2.1 試驗的電氣條件
家電溫控器的每個電路應按製造廠規定的額定值負載作為基本技術參數進行試驗2.1.1快速自動動作的過壓試驗
采用1.15倍的額定電壓及在該電壓下的電氣負載。
2.1.2快速自動動作的試驗
采用額定電壓及在該電壓下的電氣負載。
2.2 試驗的熱條件
當溫控器按製造廠規定的方法安裝好時，易觸及的部件應暴露在正常的室溫下。
2.3 試驗的機械條件
2.3.1慢速試驗期間，試驗設備應要可靠地驅動起動元件，在設備和起動元件之間無明顯的滯後。
2.3.2 快速試驗期間，試驗設備應保證試驗允許起動元件自由操作，以至於不會幹擾機構的正常動作。
3、家電溫控器試驗裝置介紹
3.1 設備參數
試驗電壓：0-300VAC可調；電氣負載：1——24A可調；試驗次數設定範圍：1000-99999;加熱溫度調節範圍：室溫至500℃；冷卻氣壓：0——1MPa;工位：3個；自帶電阻負載台，並可外接負載台；可預設試驗次數、周期；具備試驗樣品失效自動檢測和不合格報警功能；並顯示試驗次數。
3.2 設備原理
本裝置主要由四部分組成：升溫部分、氣流冷卻部分、負載部分和檢測控製顯示電路，如圖1所示。
圖1 設備組成
3.3 家電溫控器功能流程
以常開型溫控器為例，將溫控敏感部位安裝在加熱塊表麵，調節好樣品要求的電氣負載，設定加熱塊溫度、故障報警時間、壽命次數等參數，調節冷卻氣體氣壓，使工作頻率與技術要求保持一致，開始試驗，試驗流程如圖2所示。
試驗流程
3.4 家電溫控器設備主要結構
采取什麽方式進行升溫和冷卻是溫控器壽命試驗裝置最重要的部分。
本裝置升溫采用的是銅塊加電熱管的方式來實現，電熱管置於銅塊內部，加熱采用PID方式控製。加熱管通電後，加熱銅塊，在銅塊的表麵裝有熱電偶實時采集銅塊的溫度與預設溫度進行比較，如圖3所示。
該種加熱方式因銅的導熱性能好，表麵的溫度場均勻性好，從而實現了加熱溫度可精確調節，加熱速度快，同時熱慣性小，有效減少熱過衝對檢測結果的影響；銅塊較厚較大，熱容量大，冷卻後溫度回升速度快；加熱裝置的壽命長，電熱管位於銅塊的中間偏下位置，冷熱變化較小，不易損壞。
圖 3 加熱原理
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冷卻通過下麵方式來實現：環境空氣通過氣泵變成高壓氣流通過1-4個噴頭施加在銅板上，使銅板局部快速冷卻，如圖3虛線部分，從而使溫度敏感部位溫度下降，溫控器複位。該種方式有三個明顯的優點：第一，冷卻速度隨著氣流的壓力的大小而改變，冷卻氣壓在0-1MPa範圍內連續可調，從而實現通斷時間可控，可滿足標準要求或製造商自己宣稱的試驗要求；第二，冷卻時根據被測溫控器的敏感元件的麵積大小，可靈活選擇1-4個噴頭施加溫控器的敏感元件周圍的銅塊上，實現溫度敏感元件周圍銅塊表麵局部冷卻，不需將整個溫控器的溫度都降下來，通斷速度可調範圍較大；第三， 被測件固定在銅板上，最貼近溫控器實際工作情況。
4、家電KSD301溫控器優點介紹
4.1 加熱溫度在室溫至500℃範圍內可精確調節，熱過衝小目前市場上的加熱方式主要有鹵鎢燈/電烙鐵/電熱圈加熱和熱風槍加熱等方式。存在著熱慣性大，有較嚴重的溫度過衝現象，對檢測結果影響很大；加熱體的壽命短，增加了維護保養的負責程度，需不定期更換；加熱溫度範圍不大，不容易精確控製等不足。
本裝置加熱溫度可較精確調節，量程大，可達到500℃，且能有效解決熱過衝對檢測結果的影響。設備維護保養簡單。
4.2 通斷速度可調範圍大
冷卻氣流僅施加在溫控器敏感裝置周圍的部分表麵，為局部冷卻，而不是將整個溫控器的溫度都降下來，可以靈活調整冷卻氣流的壓力和噴頭數量，冷卻速度快；加熱銅塊較厚較大，熱容量大，溫度回升速度快，從而實現了通斷占空比可調，且可控範圍大，滿足標準要求或製造商自己宣稱的試驗要求。相對於改變整個溫控器的溫度的方式，通斷速度可調範圍有明顯提高。
4.3 最貼近家電溫控器實際工作情況
在整個壽命試驗過程中，被測件固定在銅板上，最貼近溫控器實際的工作情況，對結果影響也最小。目前市場的方式多為搖臂式結構，壽命試驗當中，被測件的位置一直在變化，對一些溫控器，如壓力式溫控器，影響較大。
4.4 家電溫控器結構簡單，成本低廉，通用性強整套設備結構簡單，成本低廉，通用性強，維護簡單。溫度敏感控製器品種繁多，外形尺寸各異，該設備隻要找準最接近溫度敏感元件的一麵貼在銅塊上，用耐熱絕緣壓板壓住，操作簡單，方便有效。整個設備相對結構簡單，成本低。
5、家電KSD301溫控器總結
該套設備已經研製完成，於本單位和幾個溫控器企業投入使用多年，使用情況良好，能實現雙金屬片式溫控器，毛細管壓力膨脹式溫控器等多種家電溫控器的壽命試驗。與其他廠家的設備的檢測結果比較來看，檢測狀態更符合溫控器相關標準要求，檢測結果準確，成本低廉。
