環境試験装置の防爆に関する研究

環境試験装置は、高温、低温、湿度、赤外線放射、低圧、粉塵、カビなどの一連の自然環境を主にシミュレートし、高いシミュレーション精度が求められます。産業の発展に伴い、より多くの顧客が上記の環境シミュレーションを実現すると同時に、より幅広い試験サンプルに対応できるよう、装置に防爆要件を求めるようになっています。防爆対策においては、まずシミュレーション試験中に試験箱内の可燃性ガスの濃度を検出できる能力を考慮する必要があります。異常が検出された場合、試験箱は可燃性ガスの濃度を低減する措置を講じ、燃焼や爆発などの事故を回避しなければなりません。爆発が発生した場合、試験箱の強度構造と保護対策が特に重要になります。適切な保護を行うことで、経済的損失や物的損失を軽減し、死傷者を回避できます。

1. 高温・低温・湿度制御試験用防爆ボックス
爆発は、燃焼などの激しい化学反応によって引き起こされます。試験中に高温低湿度試験ボックス内のサンプルの燃焼反応を防ぐために、ボックス内で少量の可燃性ガスが発生した場合、高温低湿度試験ボックスの制御を設計して、制御中に新鮮な空気を導入することができます。 高温・低温・湿度試験ボックスまた、外部から新鮮な空気を導入することで、試験箱内の可燃性ガスの濃度を安全な範囲に保つことができます。試験箱内で火災や爆発などの深刻な事態が発生した場合、試験箱内の温度は急激に上昇します。このような場合、試験箱の制御システムに消火対策を設計し、試験箱内の火災を速やかに制御・消火することで、火災や爆発が試験箱外に延焼し、周囲の設備、財産、人命に損害を与えることを防ぐ必要があります。
2. 高温・低温・高湿度試験用防爆ボックスの電気設計
高温・低温・高湿度試験箱の防爆早期警報検知を実現し、試験箱内の可燃性ガスの濃度を制御し、燃焼・爆発後に自動的に消火するためには、電気的な面で特別な設計が必要となる。
2.1 可燃性ガスセンサー
高温・低温・高湿度試験箱の前面（例えばドアの下の位置）には、可燃性ガス濃度検出センサーが設置されています。このセンサーはポンプ吸引構造を採用し、試験箱内のガスをサンプリングして吸引し、検出します。サンプリングポートは、試験箱内の循環空気の出口に設置されています。可燃性ガスセンサーパネルには、2つの警報ポイントを設定して表示できます。試験箱内で検出された可燃性ガス濃度が設定された警報ポイントを超えると、可燃性ガスセンサーは警告または危険警報信号を発し、内蔵出力端子から対応する遮断信号を出力します。システムPLCは、対応するDI入力信号が切断されたことを検出すると、対応するDO出力動作を行い、換気装置やCO2消火システムなどの安全保護装置の起動を制御します。
2.2 ヒーター
防爆箱内では、裸火の発生を防ぐため、通常のニッケルクロム線ヒーターは使用できません。フィン型装甲電気ヒーターを使用する必要があり、装甲管とフィンはステンレス鋼製です。このパッケージ型ヒーターは、爆発などの外部要因による裸火の発生や短絡などの二次的な故障を引き起こしません。
2.3 換気ダンパー
ドア本体の両側には換気ファン、換気弁、ダンパーが設置され、Φ100のエアダクトを介して試験箱に接続されている。試験箱の壁との接続部には逆止弁プレートが設けられている。空気の交換がない場合、試験箱と外部との間でガスの交換は発生しない。換気弁と換気ファンは試験箱本体の外側に設置され、保護カバーが取り付けられている。換気ファンの換気量は5m³/分以上でなければならない。
2.4 自動噴射式CO2消火装置
火災や爆発が発生すると、高温と低温の温度が 温度湿度テスト 試験チャンバー内の温度は急激に上昇する。この異常な温度変化は専用の温度センサーによって検知され、異常温度信号が試験チャンバー制御システムに送信される。システムは電動バルブを開いてCO2を噴霧する。
2.5 温度異常検出
試料表面温度を検出するため、チャンバー内の任意の位置に移動可能な2つの温度センサーを搭載しています。試料表面温度が異常に高く設定温度を超えると、装置の赤色警報ランプとチャンバー内の高温ランプが同時に点灯し、装置の動作が停止するとともに、試験用電源端子を介して試料への電源供給が遮断されます。
2.6 緊急停止スイッチ
オペレーターがチャンバー内で異常を発見した場合、直ちに緊急停止スイッチを押すと、装置はチャンバーの動作を停止し、ACコンタクタを介して試験チャンバーの二次電源を遮断しますが、安全システム（換気、CO2注入など）は影響を受けず、正常に動作します。
2.7 安全操作装置表示パネル
機器の操作が最も容易な位置、すなわち筐体前面右側に設置されています。筐体内の換気装置スイッチ、CO2消火装置の手動・自動切り替えスイッチ、緊急停止スイッチ、ガス警報灯、異常温度表示灯はすべてここに設置されています。
2.8 UPS（無停電電源装置）
停電時、または試験ボックスの漏電遮断器および自動遮断器が作動した際に、ガス警報回路、換気装置、CO2消火装置、温度表示警報回路、および安全装置操作表示パネルに電力を供給するために使用され、停電や爆発が発生した場合でも安全システムの正常な動作を保証します。
2.9 3色アラームライト
機器上部の最も目立つ位置に設置されています。
3．高温・低温・高湿度試験対応の防爆ボックス構造
3.1 ボックスの補強
試験箱の外側は100mmチャンネル鋼で補強されており、爆発、火災の延焼、硬い物体の飛散による偶発的な負傷など、大きな衝撃による試験箱の深刻な変形や損傷を防いでいます。カバーはチャンネル鋼の位置を避けるように小さなブロックで設計されており、試験箱の分解・組み立てや日常的なメンテナンスが容易になっています。
3.2 安全保護ドア
試験箱には観察窓付きの扉に加え、強化された安全保護扉を設置する必要があります。試験箱の制御装置と観察窓を塞がないように注意してください。保護扉には、扉の開閉を検出するためのリミットスイッチも装備されています。安全保護扉が開いているときは、装置ボックスの動作が停止します。試験箱は、保護扉が閉じ、リミットスイッチが閉状態にある場合にのみ動作します。
3.3 圧力逃がし弁
圧力逃がし弁は、怪我を防ぐため、箱の側面や底部ではなく、箱の上部に向かって圧力を解放する必要があります。圧力逃がし弁は、箱内の内部圧力が急激に上昇した際に作動し、箱内の圧力を解放します。圧力逃がし弁の外側には、金属製の保護メッシュカバーが必要です。メッシュカバー内で爆発ガスが膨張・放出されることで、爆発による外部への衝撃を軽減できます。
3.4 観測窓
観察窓の設計サイズは大きすぎず、円形が好ましい。外側のリングと試験室の扉は、二重構造のステンレス鋼製固定具で固定できる。ガラス材料は強化防爆ガラスとし、爆発時にガラスの破片が人に危害を加えるのを防ぐため、ガラスの外側に保護メッシュカバーを取り付ける必要がある。
3.5 リード穴
絶縁ゴム栓に加えて、リード線穴にはねじ込み式の保護キャップも取り付ける必要があります。キャップには小さな穴が開けられており、そこにねじ込み用のシースパイプがあらかじめ埋め込まれています。ボックス内の圧力が急激に上昇した際、キャップがゴム栓の飛び出しを防ぎ、人への怪我を防止します。
3.6 設置場所
高圧時と低圧時に試験室周辺の圧力上昇を避けるため 温度・湿度試験チャンバー 減圧状態となるため、試験室の設置場所は十分な広さがあり、試験室の周囲に障害物があってはなりません。減圧による試験室内の火災や二次被害を防ぐため、試験室の上部と屋根の間には一定の距離を確保し、屋根は耐火鋼コンクリート構造とする必要があります。吊り天井を設置する場合は、難燃性材料を使用する必要があります。
4. 結論
高温・低温・高湿度試験室の防爆機能は、電子機器、軍事、その他の産業のニーズを満たしています。