双层恒温恒湿试验箱及试验箱安全控制方法

技术领域

本发明属于环境试验箱技术领域，具体涉及一种双层恒温恒湿试验箱。

背景技术

试验箱是一种能够模拟高温、高湿、高压、砂尘、风雪等环境的试验设备，产品在样品制作完成后，通常需要放入此类试验设备中，用以了解和评价产品在这些环境中的可靠性和使用寿命，并有助于产品的后续改进和优化。以新能源汽车用的锂电池为例，其在投入市场之前需要在试验箱中模拟高温、低温等各种极端使用环境，来测试产品的性能是否达标。

锂电池在试验箱内进行性能测试的过程中，经常会出现电池爆炸、起火等情况，虽然现有的电池类试验箱配置防爆泄压结构，但是在起火预警、灭火喷淋以及有毒有害气体处理等方面仍欠缺系统的考虑，试验的安全性急需进一步升级。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种双层恒温恒湿试验箱，能够系统的提升试验箱的安全防护等级。

为实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种双层恒温恒湿试验箱，其关键在于，包括：

试验箱本体，其内部具有工作室；

喷淋组件，其包括喷头和管路，其中，所述喷头安装在工作室内部，所述管路一端与喷头相连，另一端预留有水路接头，所述管路上安装有电磁阀；

以及检测系统，所述检测系统包括烟雾传感器、气体传感器和温度传感器，三种传感器均与所述电磁阀相关联，且任一传感器检测到对应的数值超过预设值均能够触发所述电磁阀打开。

采用上述结构，通过烟雾、气体以及温度这三种检测手段系统的监控电池的试验状况，能够及时的发现电池出现不良状况的第一时间，保证喷淋组件及时向工作室内部喷水，避免出现火灾，有利于保障试验的安全性和可靠性。

作为优选：所述试验箱本体的外部设有检测盒，所述检测盒具有密闭的检测腔室，所述烟雾传感器和气体传感器设置在该检测腔室内，所述工作室与检测盒之间连接有抽气管，抽气管上设置有冷却盒和第一真空泵，第一真空泵用于将工作室内的气体抽送至检测腔室内。采用上述结构，电池在工作室内试验的过程中，第一真空泵将工作室内的气体抽送至检测盒的检测腔室内，检测腔室内的传感器即可对抽出来的气体样本进行烟雾、CO等气体含量的检测，并且气体样本在进入检测盒之前由冷却盒冷却除湿，使得进入检测腔室内的气体是相对干燥的，从而避免传感器因气体湿度过高而不能正常工作，有助于保证检测系统判断的准确性。

作为优选：所述冷却盒位于工作室与第一真空泵之间。采用上述结构，气体经冷却盒冷却除湿后再进入真空泵，有助于延长真空泵的使用寿命。

作为优选：所述工作室与检测盒之间连接有回流管，所述回流管上设置有第二真空泵，用于将检测腔室内的气体抽回至工作室内。采用上述结构，第一真空泵和第二真空泵同时启动后，工作室的气体能够在工作室与检测盒之间循环流动，确保了工作室内气压、气量的稳定性，有利于保证试验的可靠性和准确性。

作为优选：所述试验箱本体的顶部安装有泄压装置，泄压装置与所述工作室之间连接有泄压通道，泄压装置的一侧设有与泄压通道连通的排气孔，所述排气孔上安装有排气扇，所述排气扇上连接有排气接口，用于外接空气处理设备。采用上述结构，如果电池在工作室内发生爆炸后，启动排气扇即可将工作室内爆炸产生的有毒有害气体及时抽走，并通过排气接口输送至外接的空气处理设备进行环保处理。

作为优选：所述泄压装置包括重力块和上下两端贯通的支撑壳体，支撑壳体的下端与所述泄压通道的外端密封连接，所述重力块转动连接在支撑壳体的上端，并以自重的方式封堵住泄压通道；所述支撑壳体的上端边缘上设有向上凸起的限位块，所述支撑壳体的内部与重力块之间连接有铁链，所述铁链和限位块均用于限制重力块的转动范围小于90°。采用上述结构，如果电池在工作室内发生爆炸，其爆炸的冲击力会推动重力块向上翻转，使泄压通道被打开，及时释放工作室内的压力，避免试验箱爆炸。限位块和铁链则可以避免重力块的转动超程，在压力被释放后重力块能够自动回落。

作为优选：所述试验箱本体对应工作室的一侧设有观测窗，所述观测窗的外侧安装有由金属制成的防爆网。采用上述结构，电池发生爆炸后，能够防止碎片飞出观测窗，避免实验人员受伤。

作为优选：所述工作室的内壁设有绝缘层。采用上述结构，能够起到防触电的作用。

作为优选：所述工作室呈矩形构造，其外部设有沿周向环绕的加强筋。采用上述结构，能够进一步提升工作室的防爆强度。

本发明还提供了一种试验箱安全控制方法，包括上述双层恒温恒湿试验箱，其方法在于：当所述烟雾传感器、气体传感器和温度传感器中的任一传感器检测到对应的数值超过预设值时，以择一的方式选择以下三种控制方法；

方法1：报警器预警，用户终止试验；

方法2：报警器预警，预警一定时间后自动打开所述电磁阀，喷淋组件向工作室内喷水灭火；

方法3：直接打开所述电磁阀，喷淋组件向工作室内喷水灭火。

采用上述安全控制方法，为用户提供了多种选择模式，不仅能够系统的保证试验箱的安全防护等级，而且还能够使试验箱适用于更宽泛的电池试验需求。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过烟雾、气体以及温度这三种检测手段系统的监控电池的试验状况，能够及时的发现电池出现不良状况的第一时间，保证喷淋组件及时向工作室内部喷水，避免出现火灾，有利于保障试验的安全性和可靠性。

2、通过增加防爆网、工作室绝缘处理以及工作室加强筋的设置，系统的提升了试验箱的安全防护等级。

3、能够将高湿度的气体从试验箱的工作室内，经冷却除湿后转移至外部的检测盒内进行检测，避免了传感器因气体湿度过高而不能正常工作的情况发生，有助于保证灭火检测系统判断的准确性。

4、爆炸产生的高压从支撑壳体的上端瞬间释放后，启动排气扇即可将工作室内的有毒有害气体及时抽走，并通过排气接口输送至外接的空气处理设备进行环保处理，避免了直接排放形成的环境污染。

附图说明

图1为试验箱的结构示意图；

图2为试验箱展示泄压装置、泄压通道以及工作室布局关系的剖视图；

图3为展示泄压装置结构的局部结构示意图；

图4为展示喷淋组件与工作室连接关系的局部结构示意图；

图5为检测系统的连接结构示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

如图1、2和4所示，一种双层恒温恒湿试验箱，包括试验箱本体1、喷淋组件2和检测系统3，试验箱本体1的内部设有工作室11，喷淋组件2包括喷头21和管路22，喷头21安装在工作室11顶部，管路22一端与喷头21相连，另一端预留有水路接头221，试验箱安装在试验车间后，水路接头221可以接在试验车间的消防水管上，也可以配置专用的水箱和水泵。管路22上设置有电磁阀，检测系统3包括烟雾传感器31、气体传感器32和温度传感器，烟雾传感器31用于检测工作室11内的烟雾浓度，气体传感器32用于检测工作室11内一氧化碳、氢气等气体浓度，温度传感器用于检测工作室11内部的电池温度，三种传感器均与电磁阀相关联，当任一传感器检测到对应的数值超过预设值均能够触发电磁阀打开，通过烟雾、气体以及温度这三种检测手段系统的监控工作室11内部的试验状况，能够快速发现电池出现不良状况的第一时间，使得喷头21能够及时向工作室11内部喷水，避免出现火灾，有利于保障试验的安全性和可靠性。

本实施例的双层恒温恒湿试验箱提供了以下四种控制方法：

方法1：试验箱本体1顶部安装有报警器16，报警器16预警，用户终止试验；

方法2：报警器16预警，预警一定时间后自动打开电磁阀，喷淋组件2向工作室11内喷水灭火；

方法3：直接打开电磁阀，喷淋组件2向工作室11内喷水灭火。

方法4：在试验箱外部设置物理按键，用户直接以物理操控方式启动灭火系统。

当烟雾传感器31、气体传感器32和温度传感器中的任一传感器检测到对应的数值超过预设值时，试验箱可以通过任何一种控制方法终止电池试验。

在利用烟雾传感器31和气体传感器32监控工作室内的环境状况时，如果工作室内是高湿度环境，会导致烟雾传感器31和气体传感器32无法正常工作，会影响检测判断的准确性。为解决该技术问题，本实施例提供了一种能够在试验箱外部检测气体样本的检测系统3，具体如下：

请参图5所示，检测系统3涉及的零组件有：烟雾传感器31、气体传感器32、温度传感器、检测盒34、抽气管35、回流管36、第一真空泵37、第二真空泵38、冷却盒39、安装罩40、导流风扇4a。其中，检测盒34位于试验箱本体1的外部，检测盒34具有密闭的检测腔室，烟雾传感器31和气体传感器32安装在该检测腔室内，抽气管35和回流管36均连接在工作室11与检测腔室之间，冷却盒39和第一真空泵37设置在抽气管35上，且冷却盒39位于工作室11与第一真空泵37之间，第二真空泵38设置在回流管36上，在进行电池试验的过程中，第一真空泵37启动后，工作室11内的气体先经过冷却盒39冷却除湿后，再被抽送至检测腔室内，这样便确保了进入检测腔室内的气体样本是干燥的，然后设置在检测腔室内的传感器即可对抽出来的气体样本进行烟雾、CO等气体含量的检测，从而避免了传感器因气体湿度过高而不能正常工作的情况发生。

检测系统3工作时，为了确保工作室11内气压稳定，需要让第一真空泵37和第二真空泵38同时工作，在第二真空泵38的作用下，检测了的气体能够及时回流至工作室11内，工作室11内稳定的气压有利于保证试验的可靠性和准确性。

在本实施例中，由于试验箱属于步入式类设备，所以为了方便安装，检测盒34和第一真空泵37均固定在安装罩40内，产品装配时，安装罩40安放在机组架上。为了能够对检测盒34和第一真空泵37起到散热作用，在安装罩40上设置有导流风扇4a。

再如图4所示，试验箱本体1具有两个工作室11，两个工作室11呈上下两层分布，两个工作室11均配置有喷淋组件2。

如图1至3所示，两个工作室11各连接有一根连接有泄压通道12，泄压通道12内端与对应的工作室11连通，外端延伸至试验箱本体1的顶部，试验箱本体1的顶部安装有两组泄压装置4，两组泄压装置4与两根泄压通道12一一对应，泄压装置4包括重力块41和上下两端贯通的支撑壳体42，支撑壳体42的下端与对应的泄压通道12密封连接，重力块41为金属铁块，其翻转连接在支撑壳体42的上端，在常态下，重力块41以自重的方式封堵住泄压通道12，如果电池在工作室11内发生爆炸，爆炸的冲击力能够推动重力块41向上翻转，使泄压通道12被打开，及时释放试验箱工作室11内的压力，避免试验箱爆炸。

在本实施例中，请参图2，泄压通道12的外端是指露出试验箱本体1顶部的一端，内端是指在试验箱本体1内部与工作室11连接的一端。

再如图3所示，重力块41的一端通过铰链45转动安装在支撑壳体42的上端，爆炸产生的高压从支撑壳体42的上端瞬间释放后，重力块41会受其自重下落，并将泄压通道12重新封堵住。为了避免重力块41在发生爆炸时转动超程，而无法重新回到原位，本实施例提供了两种限位方式，其一是：支撑壳体42在靠近铰链45的位置设有限位块44，限位块44向上凸起，限位块44能够限制重力块41的转动范围不超过90°。其二是：在支撑壳体42与重力块41之间连接铁链，铁链一端连接在支撑壳体42内壁，另一端连接在重力块41下侧，铁链也能够限制重力块41的转动范围不超过90°。为了保证强度，两种限位结构可以同时使用。

支撑壳体42的后侧设有排气孔43，并在对应排气孔43的位置安装有排气扇5，排气扇5上连接有排气接口6，排气接口6可以外接专用的空气处理设备，工作室11内发生爆炸后，启动排气扇5即可将工作室11内的有毒有害气体及时抽走，并通过排气接口6输送至外接的空气处理设备进行环保处理。

如图1和4所示，为了系统的提升了试验箱的安全防护等级，试验箱的观测窗13上装有由金属制成的防爆网14，电池发生爆炸后，防爆网14能够防止碎片飞溅出观测窗13，避免实验人员受伤。工作室11的内壁设有绝缘层，能够起到防触电的作用。工作室11呈矩形构造，其外部设有沿周向环绕的加强筋15，加强筋15能够进一步提升工作室11的防爆强度。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。