模擬高空低氣壓試驗(yàn)箱通過(guò)精準(zhǔn)控制氣壓（0.001-101kPa）、溫度（-70℃至 150℃）等參數(shù)，復(fù)現(xiàn)高海拔、航空航天等低氣壓環(huán)境，是檢測(cè)產(chǎn)品密封性能、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的核心設(shè)備。在長(zhǎng)期使用中，“氣壓降不下去"“溫壓聯(lián)動(dòng)失靈" 是兩類(lèi)高頻故障，直接影響測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。本文從設(shè)備結(jié)構(gòu)、運(yùn)行邏輯、維護(hù)保養(yǎng)三個(gè)維度拆解原因，提供可落地的排查與解決路徑。

一、氣壓降不下去：從 “密封系統(tǒng)" 到 “抽氣動(dòng)力" 的全鏈路排查

氣壓無(wú)法降至設(shè)定值（如目標(biāo) 10kPa，實(shí)際停留在 50kPa 以上）或降壓速度過(guò)慢（超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間 2 倍以上），本質(zhì)是 “漏氣量＞抽氣量" 的失衡問(wèn)題。需按 “密封→管路→泵體" 的順序逐步排查：

1. 核心原因與解決辦法

• 艙體密封失效：密封圈老化或安裝不當(dāng)

試驗(yàn)箱艙門(mén)與箱體的密封依賴(lài)硅膠密封圈（耐溫 - 60℃至 200℃），若長(zhǎng)期使用導(dǎo)致密封圈硬化、開(kāi)裂，或安裝時(shí)未貼合（存在褶皺、異物），會(huì)形成漏氣通道。

• 排查：關(guān)閉艙門(mén)后，用 0.1MPa 壓縮空氣沿門(mén)縫吹掃，若壓力表指針明顯波動(dòng)（上升＞5kPa），說(shuō)明存在漏氣；或觀察密封圈表面，有裂紋、缺角或油污堆積。

• 解決：更換同規(guī)格密封圈（建議選用氟硅膠材質(zhì)，提升耐老化性）；安裝前用無(wú)水乙醇清潔密封槽，確保無(wú)雜質(zhì)，密封圈平整嵌入槽內(nèi)（避免拉伸或扭曲），關(guān)閉艙門(mén)時(shí)均勻鎖緊四周螺栓（扭矩 5-8N?m）。

• 管路泄漏：連接松動(dòng)或管道破損

抽氣系統(tǒng)由真空管（通常為不銹鋼波紋管）、閥門(mén)、接頭組成，若接頭松動(dòng)、管道因振動(dòng)磨損，或閥門(mén)密封面有劃痕，會(huì)導(dǎo)致抽氣過(guò)程中空氣倒灌。

• 排查：?jiǎn)?dòng)真空泵后，用肥皂水涂抹管路接口、閥門(mén)閥芯，若出現(xiàn)連續(xù)氣泡；或關(guān)閉艙門(mén)、斷開(kāi)泵體與管路連接，堵住管路端口，壓力表仍持續(xù)下降（＞2kPa / 分鐘）。

• 解決：用扳手重新緊固接頭（注意使用專(zhuān)用扳手，避免管道變形）；對(duì)破損管道，更換同直徑不銹鋼波紋管（壁厚≥0.8mm，抗壓≥0.6MPa）；閥門(mén)密封面輕微劃痕可研磨修復(fù)（用 600 目砂紙順時(shí)針打磨，直至光滑），嚴(yán)重時(shí)需更換閥門(mén)（建議選用真空蝶閥，密封等級(jí)達(dá) 10??Pa?m3/s）。

• 

• 

• 真空泵性能衰減：抽氣速率不足

真空泵（如旋片泵、分子泵）是抽氣動(dòng)力源，若泵油乳化（混入水分）、葉片磨損，或因進(jìn)氣過(guò)濾器堵塞導(dǎo)致進(jìn)氣量不足，會(huì)直接降低抽氣效率。

• 排查：觀察真空泵運(yùn)行聲音，若出現(xiàn)異響（摩擦聲、漏氣聲）；或測(cè)量抽氣速率（關(guān)閉艙門(mén)，從 101kPa 降至 10kPa 的時(shí)間，標(biāo)準(zhǔn)＜5 分鐘，實(shí)際＞10 分鐘）；泵油呈乳白色（正常為淡黃色）。

• 解決：更換真空泵油（按型號(hào)選用專(zhuān)用真空油，如旋片泵用 N68 號(hào)，分子泵用合成油），并清潔油過(guò)濾器；若葉片磨損（拆解泵體可見(jiàn)葉片邊緣缺口），更換同規(guī)格葉片；清洗進(jìn)氣過(guò)濾器（5μm 濾芯），每月 1 次，避免粉塵堵塞。

• 參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤：真空度限制未解除

部分試驗(yàn)箱設(shè)有 “安全真空度限制"（如默認(rèn) 5kPa），若未根據(jù)測(cè)試需求調(diào)整，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備自動(dòng)停止抽氣；或降壓速率設(shè)置過(guò)低（如＜0.5kPa / 秒），看似 “降不下去" 實(shí)為參數(shù)誤設(shè)。

• 排查：查看操作界面 “真空度限制" 參數(shù)，是否低于目標(biāo)值；或降壓曲線(xiàn)顯示 “平緩?fù)?，但設(shè)備無(wú)報(bào)警提示。

• 解決：進(jìn)入高級(jí)設(shè)置界面，取消安全真空度限制（或設(shè)為 0.001kPa）；按測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整降壓速率（如航空測(cè)試通常設(shè) 1-2kPa / 秒），確保與真空泵抽氣能力匹配（避免因速率過(guò)高導(dǎo)致泵體過(guò)載）。

二、溫壓聯(lián)動(dòng)失靈：從 “控制邏輯" 到 “傳感器校準(zhǔn)" 的協(xié)同排查

溫壓聯(lián)動(dòng)失靈表現(xiàn)為：氣壓變化時(shí)溫度劇烈波動(dòng)（偏離設(shè)定值 ±5℃以上），或溫度達(dá)到目標(biāo)后氣壓無(wú)法同步調(diào)整，本質(zhì)是 “溫度 - 氣壓" 控制模塊的協(xié)同性故障。需從 “傳感器→控制器→執(zhí)行器" 的信號(hào)鏈排查：

1. 核心原因與解決辦法

• 傳感器失準(zhǔn)：氣壓 / 溫度信號(hào)偏差

氣壓傳感器（通常為電容式，精度 ±0.1% FS）、溫度傳感器（PT100，精度 ±0.1℃）若長(zhǎng)期使用未校準(zhǔn)，會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)值與實(shí)際值偏差，誤導(dǎo)控制系統(tǒng)。

• 排查：用標(biāo)準(zhǔn)壓力表（精度 0.02 級(jí)）對(duì)比設(shè)備氣壓顯示值；或用標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)（經(jīng)計(jì)量院校準(zhǔn)）對(duì)比艙內(nèi)溫度，偏差＞2℃。

• 解決：按 JJF 1059 標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)傳感器，氣壓傳感器用真空校準(zhǔn)儀（0.001-101kPa）多點(diǎn)校準(zhǔn)（如 100kPa、50kPa、10kPa、1kPa）；溫度傳感器用恒溫槽（-50℃至 150℃）校準(zhǔn)，校準(zhǔn)后在控制器內(nèi)輸入修正值；建議每年強(qiáng)制校準(zhǔn) 1 次，確保精度。

• 控制器參數(shù)紊亂：PID 調(diào)節(jié)失衡

溫壓聯(lián)動(dòng)依賴(lài) PID（比例 - 積分 - 微分）算法動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)：溫度升高時(shí)，艙內(nèi)空氣膨脹可能導(dǎo)致氣壓上升，控制器需同步啟動(dòng)真空泵抽氣；反之溫度降低時(shí)，氣壓下降，需補(bǔ)充惰性氣體穩(wěn)壓。若 PID 參數(shù)（比例系數(shù)、積分時(shí)間）設(shè)置不合理，會(huì)導(dǎo)致調(diào)節(jié)過(guò)度或滯后。

• 排查：觀察溫壓曲線(xiàn)，溫度達(dá)到設(shè)定值后，氣壓持續(xù)震蕩（如目標(biāo) 10kPa，在 8-12kPa 間反復(fù)波動(dòng)）；或溫度變化速率＞5℃/ 分鐘時(shí)，氣壓無(wú)明顯響應(yīng)（滯后＞30 秒）。

• 解決：進(jìn)入控制器參數(shù)界面，重置 PID 參數(shù)（參考設(shè)備手冊(cè)默認(rèn)值：溫度比例系數(shù) 50-80，積分時(shí)間 30-60 秒；氣壓比例系數(shù) 30-50，積分時(shí)間 20-40 秒）；通過(guò) “階躍測(cè)試" 優(yōu)化：設(shè)定溫度從 25℃升至 80℃，記錄氣壓波動(dòng)幅度，逐步調(diào)整比例系數(shù)（幅度 ±10），直至波動(dòng)≤±0.5kPa。

• 執(zhí)行器故障：加熱 / 制冷模塊或閥門(mén)響應(yīng)延遲

溫度調(diào)節(jié)依賴(lài)加熱器（鎳鉻合金加熱管）、制冷系統(tǒng)（壓縮機(jī) + 蒸發(fā)器），氣壓調(diào)節(jié)依賴(lài)真空閥、補(bǔ)氣閥。若加熱管斷路、制冷壓縮機(jī)缺氟，或閥門(mén)電機(jī)卡滯，會(huì)導(dǎo)致溫壓調(diào)節(jié) “單方向失效"。

• 排查：溫度無(wú)法升高，萬(wàn)用表檢測(cè)加熱管電阻（正常應(yīng)符合標(biāo)稱(chēng)值，如 2kW 加熱管約 24Ω），電阻無(wú)窮大說(shuō)明斷路；溫度無(wú)法降低，觀察壓縮機(jī)是否啟動(dòng)（聽(tīng)運(yùn)行聲音），或檢測(cè)制冷劑壓力（正常 R404A 低壓 0.3-0.5MPa）；閥門(mén)不動(dòng)作，手動(dòng)觸發(fā)開(kāi)關(guān)，電機(jī)無(wú)響應(yīng)或異響。

• 解決：更換同功率加熱管，確保接線(xiàn)端子緊固（避免接觸不良發(fā)熱）；補(bǔ)充制冷劑（需專(zhuān)業(yè)人員操作，同時(shí)檢漏補(bǔ)焊）；對(duì)閥門(mén)電機(jī)卡滯，拆解后清潔齒輪箱（加注高溫潤(rùn)滑脂），嚴(yán)重時(shí)更換閥門(mén)總成（建議選用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，提升響應(yīng)速度）。

三、預(yù)防故障的日常維護(hù)要點(diǎn)

1. 每日操作前：檢查密封圈是否清潔，艙內(nèi)有無(wú)異物；啟動(dòng)設(shè)備前，先空載運(yùn)行 5 分鐘（抽氣至 1kPa，保持 10 分鐘），觀察氣壓是否穩(wěn)定（下降≤1kPa）。

2. 每周維護(hù)：清潔空氣過(guò)濾器（防止粉塵進(jìn)入泵體）；檢查管路接頭是否松動(dòng)，真空閥手動(dòng)切換 3-5 次，避免閥芯卡澀。

3. 每月深度維護(hù)：對(duì)真空泵，檢查油位（保持在油窗 1/2-2/3 處），油質(zhì)渾濁時(shí)更換；對(duì)艙內(nèi)傳感器，用軟布擦拭探頭（避免油污覆蓋影響檢測(cè)）。

4. 長(zhǎng)期停機(jī)保護(hù)：停機(jī)超過(guò) 7 天，需將艙內(nèi)氣壓恢復(fù)至常壓（101kPa），密封圈涂抹硅脂保養(yǎng)，斷開(kāi)總電源，覆蓋防塵罩。

結(jié)語(yǔ)

模擬高空低氣壓試驗(yàn)箱的故障排查需遵循 “先靜態(tài)后動(dòng)態(tài)"“先局部后整體" 的原則：氣壓降不下去優(yōu)先檢查密封與抽氣系統(tǒng)的物理完整性，溫壓聯(lián)動(dòng)失靈則聚焦傳感器、控制器、執(zhí)行器的協(xié)同性。通過(guò)針對(duì)性解決密封圈老化、管路泄漏、參數(shù)失衡等問(wèn)題，結(jié)合規(guī)范的日常維護(hù)，可確保設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，為高海拔、航空航天等領(lǐng)域的產(chǎn)品測(cè)試提供可靠數(shù)據(jù)支撐。對(duì)于關(guān)鍵測(cè)試（如航天器部件），建議在故障排除后進(jìn)行 “驗(yàn)證測(cè)試"（用標(biāo)準(zhǔn)樣品重復(fù)測(cè)試，對(duì)比歷史數(shù)據(jù)），確認(rèn)設(shè)備恢復(fù)精度。