灼热丝试验机组成结构

灼热丝试验机的结构设计需严格匹配国际 / 国家标准（如 IEC 60695-2-10、GB/T 5169.10）对测试条件的要求，核心目标是模拟电气设备故障时的 “灼热元件" 场景，精准控制温度、接触压力、作用时间等关键参数，并保障测试安全。其结构主要分为7 大核心系统，各系统功能与部件协同实现完整测试流程，具体如下：

一、加热系统：产生标准 “灼热丝" 热源

• 核心部件：

• 材质：耐高温陶瓷或石英材质（绝缘、不导热），防止热量传导至其他部件；

• 功能：固定灼热丝两端，确保丝体处于水平或垂直测试位置（根据标准要求），且可更换（便于丝体磨损后替换）。

• 类型：采用可调式直流 / 交流电源（功率 500-1000W），通过电流调节控制灼热丝温度；

• 特性：具备 “软启动" 功能，避免瞬间大电流冲击导致丝体断裂，同时支持温度反馈闭环控制（与温度监测系统联动）。

• 材质：采用镍铬合金丝（常见 80% Ni+20% Cr），耐高温、抗氧化，不易因长期加热变形；

• 规格：直径通常为4mm（部分特殊测试为 2mm 或 6mm），长度根据燃烧箱空间设计（一般 100-150mm），丝体需平直无弯曲，避免温度分布不均。

1. 灼热丝本体：

2. 加热电源：

3. 丝体固定座：

二、样品夹持与定位系统：固定样品并控制接触姿态

• 核心部件：

• 功能：限制灼热丝烫入样品的深度（标准要求 7±0.5mm），避免过度接触导致测试结果失真；

• 结构：可调节金属挡块，通过刻度或电子位移传感器设定深度，接触后自动触发限位。

• 作用：控制灼热丝与样品的接触压力（标准要求 1±0.2N）；

• 实现方式：

• 手动机型：通过配重砝码+ 杠杆结构调节压力，砝码精度 ±0.05N；

• 自动机型：通过压力传感器+ 气缸 / 电机驱动，实时反馈压力值并自动补偿，偏差≤±0.1N。

• 材质：金属框架（表面防锈处理）+ 绝缘夹具（如聚四氟乙烯，耐高温）；

• 调节功能：支持三维调节（上下、左右、前后），可通过旋钮或电机驱动（自动机型）调整样品高度，确保灼热丝能垂直 / 水平接触样品指定区域。

1. 样品架：

2. 压力控制组件：

3. 烫入深度限位器：

三、温度监测与校准系统：确保温度精准性

• 核心部件：

• 包括标准银箔（纯度 99.99%，厚度 0.06mm，用于验证温度：银箔熔点 961.78℃，当灼热丝温度达到该值时银箔应熔化）、清洁刷（校准前清洁灼热丝表面氧化层）。

• 功能：实时显示灼热丝温度，支持温度设定、恒温控制（如设定 850℃后，通过加热电源闭环调节电流，使温度波动≤±2℃）；

• 附加功能：具备 “温度校准模式"，可接入标准温度计（如铂电阻温度计）进行偏差修正。

• 类型：采用T 型（铜 - 康铜）或 K 型（镍铬 - 镍硅）热电偶（测温范围覆盖 500-1200℃，精度 ±1℃）；

• 安装位置：热电偶探头需紧贴灼热丝中部（温度最高且最均匀的区域），避免与丝体直接接触（防止短路），通过陶瓷支架固定。

1. 热电偶：

2. 温度显示与控制器：

3. 校准辅助组件：

四、燃烧防护与观察系统：保障安全并记录燃烧现象

• 核心部件：

• 内置 LED 冷光源（不产生热量，避免影响测试环境温度）、高清摄像头（可选，用于记录燃烧过程，便于后续结果追溯）。

• 组成：排风风扇（风量可调，通常 10-20m³/h）+ 排气管（连接室外或废气处理装置）；

• 功能：及时排出测试产生的烟雾、有毒气体（如塑料燃烧产生的 VOCs），保障实验室空气质量，同时避免烟雾干扰温度监测。

• 材质：304 不锈钢板（厚度 1.2-2mm），内壁黑色哑光处理（减少反光，便于观察火焰）；

• 体积：常规为0.75m³ 或 1m³（符合 IEC 标准要求，避免烟雾浓度过高影响观察，且足够容纳滴落物收集组件）；

• 防护设计：配备钢化玻璃观察窗（耐高温，可清晰观察内部）、安全联锁装置（打开箱门时自动切断加热电源，防止烫伤）。

1. 燃烧箱（测试腔）：

2. 排风系统：

3. 观察辅助组件：

五、位移驱动系统：控制灼热丝与样品的接触 / 脱离速度

• 核心部件：

• 仅自动机型配备（如光电编码器），实时反馈灼热丝移动距离，确保烫入深度精准（与限位器联动，超差时自动停机）。

• 手动机型：通过手轮 + 丝杠结构，人工调节灼热丝移动，速度由操作员控制（需配合秒表计时，确保速度达标）；

• 自动机型：通过步进电机 + 滚珠丝杠，由控制系统设定移动速度（精度 ±1mm/s），支持 “接触 - 保持 - 脱离" 全自动流程（如接触 30 秒后自动撤回灼热丝）。

1. 驱动机构：

2. 位移传感器：

六、控制与数据记录系统：操作中枢与结果存储

• 核心部件：

• 功能：自动记录测试数据（温度曲线、压力值、起燃时间 Ti、熄灭时间 Te、滴落物引燃情况），支持数据导出（如 USB 接口导出 Excel 格式），部分机型可连接电脑（通过软件实时监控并存储数据）。

• 作用：接收各传感器（温度、压力、位移）的信号，驱动加热电源、电机、排风系统等执行部件，实现 “参数设定 - 闭环控制 - 异常报警" 的自动化流程；

• 报警功能：当温度超差（如高于设定值 10℃）、压力异常（如低于 0.8N）、热电偶断裂时，自动停机并声光报警。

• 功能：设定测试参数（温度、灼热时间、接触压力、移动速度）、启动 / 停止测试、显示实时状态（温度、压力、计时）；

• 界面：中文 / 英文双语（部分机型支持多语言），操作逻辑清晰，支持参数保存（如存储 100 组常用测试方案）。

1. 操作面板 / 触摸屏：

2. 控制器（PLC / 单片机）：

3. 数据记录模块：

七、辅助系统：支持测试流程完整性与安全性

• 1. 计时装置：

• 功能：精确记录 “灼热丝接触样品时间"“起燃延迟时间"“火焰持续时间"，精度 0.1 秒，支持手动触发（操作员观察到火焰时按下计时键）或自动触发（部分机型通过火焰传感器检测起燃，自动计时）。

• 2. 滴落物收集组件：

• 组成：绢纸（放在样品下方 200mm 处，观察是否被滴落物引燃）、松木板（放在绢纸下方，观察是否被滴落物碳化），均需符合标准规格（如绢纸密度 12g/m²，松木板厚度 10mm）。

• 3. 安全防护组件：

• 包括过载保护（加热电源过载时自动断电）、接地保护（设备外壳接地，防止漏电）、防烫外壳（加热系统外侧包裹耐高温隔热棉，避免操作员接触烫伤）。

各系统协同逻辑