恒溫恒濕試驗(yàn)箱溫度過(guò)沖應(yīng)急預(yù)案

時(shí)間： 2025-10-31 16:59 來(lái)源： 林頻儀器

為規(guī)范恒溫恒濕試驗(yàn)箱在研發(fā)、生產(chǎn)及第三方檢測(cè)場(chǎng)景下出現(xiàn)“溫度過(guò)沖”時(shí)的應(yīng)急響應(yīng)，最大限度保障試驗(yàn)連續(xù)性、數(shù)據(jù)可追溯性及設(shè)備安全性，特制定本預(yù)案。適用于配備 PID 或 MPC 控制算法、溫度范圍 −70 ℃～+180 ℃、濕度 10 %RH～98 %RH 的 LHS/LRHS 系列試驗(yàn)箱，亦可供其它品牌類(lèi)似容積（100 L～1 000 L）設(shè)備參考。

恒溫恒濕試驗(yàn)箱可應(yīng)用于化學(xué)行業(yè)試驗(yàn)測(cè)試

二、術(shù)語(yǔ)與判定基準(zhǔn)

2.1 溫度過(guò)沖（Temperature Overshoot）

指實(shí)測(cè)溫度首次超過(guò)設(shè)定值（SV）后，峰值與 SV 之差 ΔT。

2.2 允許區(qū)（Allowable Zone）

依據(jù) GB/T 10586-2006 及客戶(hù)企標(biāo)，劃分如下：

a) 低溫段（−70 ℃～0 ℃）：ΔT ≤ 1 ℃；

b) 常溫段（0 ℃～100 ℃）：ΔT ≤ 2 ℃；

c) 高溫段（＞100 ℃）：ΔT ≤ 2 %×SV（例如 150 ℃ 允許 3 ℃）。

2.3 風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)

一級(jí)（綠）：ΔT 在允許區(qū)內(nèi)；

二級(jí)（黃）：ΔT 略超允許區(qū)，但 60 s 內(nèi)回落；

三級(jí)（紅）：ΔT 超允許區(qū)且持續(xù)＞60 s，或峰值＞SV+5 ℃。

三、應(yīng)急組織與職責(zé)

3.1 現(xiàn)場(chǎng)操作員（OP）

負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)盤(pán)、初判風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)、執(zhí)行第一級(jí)處置并記錄。

3.2 設(shè)備管理員（MA）

負(fù)責(zé)二級(jí)處置、參數(shù)備份、硬件排查及校準(zhǔn)安排。

3.3 實(shí)驗(yàn)室主管（LP）

負(fù)責(zé)三級(jí)處置決策、試驗(yàn)暫停/終止、客戶(hù)溝通及事件關(guān)閉。

3.4 廠(chǎng)端技術(shù)支持（Vendor）

提供遠(yuǎn)程診斷、固件升級(jí)、傳感器更換及 8 h 到場(chǎng)承諾。

四、應(yīng)急流程（T+0 為報(bào)警觸發(fā)時(shí)刻）

T+0 min　OP 發(fā)現(xiàn)聲光報(bào)警→查看 HMI 曲線(xiàn)→判定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)

一級(jí)（綠）

繼續(xù)試驗(yàn)，標(biāo)記 OOS（Out of Spec）點(diǎn)，郵件通知 MA

二級(jí)（黃）

OP 立即啟動(dòng)“強(qiáng)制冷卻”軟按鈕，手動(dòng)開(kāi)啟壓縮機(jī)與旁通閥

若 2 min 內(nèi)未回落，OP 降設(shè)定值 2 ℃，繼續(xù)觀(guān)察

MA 收到短信，遠(yuǎn)程登錄云屏，備份趨勢(shì)圖

三級(jí)（紅）

OP 按下急停 → 切斷加熱 SSR → 啟動(dòng)排風(fēng) → 張貼“暫停”標(biāo)識(shí)

LP 啟動(dòng)《試驗(yàn)中斷管理程序》，保存 U 盤(pán)原始記錄

MA 檢查固態(tài)繼電器、風(fēng)機(jī)、Pt100 及風(fēng)道，30 min 內(nèi)出具初判報(bào)告

若硬件無(wú)故障，執(zhí)行“PID 再整定”腳本；若硬件故障，Vendor 8 h 到場(chǎng)更換

五、關(guān)鍵技術(shù)處置要點(diǎn)

5.1 PID 參數(shù)快速再整定

采用 Z-N 臨界比例法：

① 將 PID 設(shè)為 P 模式，逐步增大 Kp 至等幅振蕩，記錄 Tu（振蕩周期）；

② 按 Kp=0.45Ku，Ti=0.85Tu，Td=0.13Tu 寫(xiě)入；

③ 啟用“分段 PID”——升溫段放寬微分，恒溫段加強(qiáng)積分，過(guò)沖概率下降 70 %。

5.2 雙冗余控溫策略

主控 Pt100 故障瞬間，系統(tǒng)自動(dòng)切換至副控?zé)犭娕迹⑾拗萍訜嵴伎毡?le;30 %，避免二度過(guò)沖。

5.3 提前量預(yù)冷/預(yù)熱

對(duì)設(shè)定值＞85 ℃ 的試驗(yàn)，算法在距 SV 5 ℃ 時(shí)提前關(guān)閉加熱，利用慣性“滑入”目標(biāo)，實(shí)測(cè) ΔT 由 3.2 ℃ 降至 1.1 ℃。

5.4 固態(tài)繼電器（SSR）粘連檢測(cè)

通過(guò)電流互感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)加熱回路，若 SSR 關(guān)斷指令下發(fā)后電流仍＞0.5 A，判定為粘連，0.2 s 內(nèi)觸發(fā)二級(jí)斷路器，硬件級(jí)切斷。

六、校正與確認(rèn)

6.1 空載驗(yàn)證

處置完畢后，按“25 ℃→85 ℃→25 ℃”做三循環(huán)，記錄 ΔT。若三次均處于一級(jí)區(qū)間，判定通過(guò)。

6.2 滿(mǎn)載驗(yàn)證

放入最大熱容樣品（鋁 20 kg），重復(fù)上述循環(huán)，ΔT 仍≤1.5 ℃，方可恢復(fù)正式試驗(yàn)。

6.3 計(jì)量追溯

若更換 Pt100 或控制板，須用 Fl754 多功能校準(zhǔn)器進(jìn)行 0 ℃、100 ℃ 兩點(diǎn)校準(zhǔn)，出具 CNAS 認(rèn)可證書(shū)，存檔≥5 年。

七、記錄與改進(jìn)

所有報(bào)警截圖、曲線(xiàn)、處置記錄于 24 h 內(nèi)上傳 LIMS；每月由質(zhì)量部組織 MRB 會(huì)議，對(duì)過(guò)沖事件進(jìn)行趨勢(shì)分析，更新《PID 庫(kù)》與《風(fēng)險(xiǎn)清單》，實(shí)現(xiàn)持續(xù)改進(jìn)。

八、培訓(xùn)與演練

新設(shè)備交付后，廠(chǎng)端提供 2 h 現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)及 1 次模擬演練；每半年實(shí)驗(yàn)室自行組織一次“紅色過(guò)沖”盲演，確保操作員能在 120 s 內(nèi)完成急停—保存—報(bào)警全流程。

溫度過(guò)沖并非偶發(fā)，其背后是算法、硬件、工況三者耦合的結(jié)果。通過(guò)“風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)—快速處置—閉環(huán)校正”三級(jí)體系，可將過(guò)沖導(dǎo)致的不良率由 1.2 % 降至 0.1 % 以下。上海林頻儀器股份有限公司全系恒溫恒濕試驗(yàn)箱已標(biāo)配“過(guò)沖預(yù)警模塊”與“云端 PID 自學(xué)習(xí)”功能，并承諾終身免費(fèi)升級(jí)控制算法。歡迎廣大用戶(hù)來(lái)廠(chǎng)進(jìn)行實(shí)物演示與深度驗(yàn)證，我們將持續(xù)為環(huán)試行業(yè)提供高可靠、高可溯、高智能的解決方案。