環境試驗設備主要模擬高溫、低溫、濕熱、紅外線輻射和低氣壓、沙塵以及霉菌等一系列自然條件，并且對模擬精度有很高的要求。隨著行業的發展，越來越多的客戶需要在實現以上環境模擬的同時，對設備提出了防爆要求，以適應更廣的試驗樣品。防爆首先要考慮在模擬試驗過程中能檢測箱內可燃性氣體的濃度，當發現異常時，試驗箱要采取措施來降低可燃性氣體濃度，避免發生燃燒、爆炸等意外；一旦發生了爆炸，試驗箱的強度結構、防護措施就顯得尤為重要，防護得當.可減少經濟財產損失、避免人員傷亡。

    1、高低溫濕熱試驗防爆箱的控制

    爆炸是由燃燒等劇烈化學反應而產生的。為了防止 高低溫濕熱試驗防爆箱內樣品在測試時發生燃燒反應，在檢測到箱內產生少量可燃性氣體的初期，可在高低溫濕熱試驗箱的控制方面設計引入新風動作，通過從外界引入新鮮空氣來保持箱內可燃性氣體的濃度在安全范圍內。萬一箱內已經發生明火、爆炸等較嚴重的情況時，箱內溫度會急劇地上升，此時應在試驗箱的控制方面設計滅火動作，及時地將試驗箱內的火勢控制、撲滅，防止明火、爆炸等擴散到試驗箱外，避免引起周圍設備、財產損失及人員傷亡。
    如表1所示，當試驗箱的可燃性氣體檢測裝置檢測到箱內的可燃性氣體濃度達到400ppm時，進、排氣風門打開，換氣排風扇同時開始運轉，將外界的新風引入到設備內，稀釋可燃性氣體濃度，直到可燃性氣體濃度恢復到400pm以下；并持續地引入新風一段時間后(持續時間可由外置定時器設定)，換風裝置停止工作，此過程中試驗箱不停機。
    當試驗箱內的可燃性氣濃度上升到1000ppm時，換氣裝置繼續工作，引人新風，稀釋可燃性氣體濃度，在此過程中試驗箱停機不工作，但安全防爆系統正常工作。
    若可燃性氣體濃度持續在1000ppm以上不能及時地降低，并且箱內溫度急劇地上升，終導致試驗箱內發生燃燒或爆炸，此時換氣系統關閉，CO?消防裝置自動開啟，高壓CO?通內箱內的噴嘴瞬間噴射進入試驗箱內，撲滅箱內的明火，并降低試驗箱內的溫度。在此過程中，試驗箱停機不工作，試驗箱的安全防爆系統正常工作，防止燃燒、爆炸對試驗箱的箱體造成更大的破壞。

    2、高低溫濕熱試驗防爆箱的電氣設計

    為了實現高低溫濕熱試驗箱的防爆預警檢測，控制試驗箱內的可燃性氣體濃度及發生燃燒、爆炸后自動滅火，在電氣方面，需要進行一些專門的設計。
    2.1 可燃性氣體傳感器
    在高低溫濕熱試驗 防爆箱的前端(如大門以下位置)，安裝可燃性氣體濃度檢測傳感器，該傳感器采用泵吸式結構，從試驗箱內抽樣吸取箱內氣體進行檢測，抽樣口安裝在箱內循環風的出風口處。可燃氣傳感器面板可設定并顯示兩個警報點，當檢測到的箱內可燃性氣體濃度超出設定的警報點時，可燃氣傳感器給出警戒或危險報警信號；并通過自帶輸出端子輸出相應的斷路信號，系統PLC檢測到對應DI輸入信號斷開后，做出相應的DO輸出動作，從而控制換氣裝置、CO?滅火系統等安全防護裝置啟動。
    2.2 加熱器
    為了避免明火，防爆箱不可使用普通的鎳鉻絲加熱器，必須使用翅片式鎧裝電加熱器，其鎧裝管及翅片的材質均為不銹鋼。這種封裝好的加熱器既不會產生明火，也不會因為爆炸等外力造成短路等次故障。
    2.3 換氣風門
    門體兩側均設有換氣風扇、換氣閥和風門，并通過Φ100風管連接至箱內，與試驗箱璧連通處設有止回閥板，不換風時，箱內與外界沒有氣體交換。換氣閥與換氣扇安裝于試驗箱的箱體外側，裝有保護罩。換氣扇的換氣量不小于5m3/min
    2.4 自動噴射式CO?消防裝置
    當火災、爆炸發生時，高低溫濕熱試驗防爆箱內溫度會急劇地升高。這種異常的溫度變化，可通過專用的溫度傳感器檢測到，并將此異常溫度信號傳送給試驗箱控制系統，系統通過開啟電動閥來噴射CO?。高壓CO?消防罐及電動閥體均安裝在箱外壁，噴嘴安裝在箱內。另在操作顯示板處設有“手動開關”及“取消開關”，當操作人員發現箱內有異常情況需要CO?消防裝置動作時，可人為地按下手動開關，此手動開關與外置延遲定時器配合使用，防止誤操作，在用戶設定的延時時間內可按下取消開關，取消CO?消噴射動作。值得注意的是，如果安全防護門處于開啟狀態，CO?消防就作用不起作用，以防高壓CO?誤傷人員。
    2.5 溫度異常檢測
    配有2支可在箱內任意位置移動的溫度傳感器，用于檢測樣品的表面溫度，當樣品的表面溫度異常，高于預設溫度時，設備紅色警報燈、箱內溫度過高燈同時亮起，且設備停止運行并通過試驗電源端子切斷樣品電源。
    2.6 急停開關
    操作人員發現箱內有異常情況，立即按下急停開關，設備停止箱體運轉，通過交流接觸器切斷試驗箱二次電源，但安全系統(換氣、CO?噴射等)不受影響，工作正常。
    2.7 安全操作裝置顯示板
    安裝在設備易操作的位置，即箱體正面靠右位置，換氣裝置開關、CO?消防裝置手動-自動切換、緊急停止開關和燃氣報警燈、箱內溫度異常顯示燈均裝于此處。
    2.8 UPS不間斷電源
    用于在停電時或試驗箱箱體的漏電斷路閥、自動斷路器動作時，仍可向燃氣警報回路、換氣裝置、CO?消防裝置、溫度指示警報回路和安全裝置操作顯示板供電，保證停電或爆炸情況下，安全系統的正常工作。
    2.9 三色警報燈
    安裝在設備頂部醒目的位置高低溫濕熱試驗防爆箱結構。

    3、高低溫濕熱試驗防爆箱結構

    3.1 箱體加強
    箱體外側用100mm槽鋼加強防護，見圖1 防止爆炸發生時，試驗箱的箱體受到巨大的沖擊而發生嚴重的變形、損壞，火勢擴散，硬物射出而導致意外傷人。蓋板分成小塊式設計，避開槽鋼位便于拆裝，進行試驗箱日常的保養維護工作。
    3.2 安全防護門
    除試驗箱的箱體帶觀察窗的大門外，還應加裝加強型的安全防護門，防護門注意不要擋到試驗箱的控制器及觀察窗部分，見圖2。防護門也裝有開門檢測的限位開關，在安全防護門開啟狀態下，設備箱體停止運行；必須在防護門關好，限位開關處于閉合狀態時，試驗箱方可運行。
    3.3 釋壓閥
    釋壓閥需向箱頂方向釋壓，不可向箱體橫向側、底部釋壓，以防傷人。釋壓閥在箱內內壓急劇上升的情況下動作，釋放箱內壓力。釋壓閥外需有金屬保護網罩，爆炸氣體在網罩內的膨脹釋放，以減小爆炸對外界的沖擊力，見圖3。
    3.4 觀察窗
    觀察窗的設計尺寸不可過大，以圓形為宜，外圈與試驗箱門之間可用雙層不銹鋼固定件固定，玻璃材質方面需使用鋼化防爆玻璃，并在玻璃外裝個防護網罩進行保護，防止爆炸時玻璃碎片傷人，如圖2所示。
    3.5 引線孔
    除配有保溫膠塞外，引線孔還應配有帶螺紋的保護旋蓋，旋蓋上鉆有小孔，預埋護套管，用于穿線。當箱內的壓力急劇地上升時，旋蓋可防止膠塞射出傷人。
    3.6 安裝場地
    為了避免高低溫濕熱試驗箱釋壓時試驗箱周邊的壓力上升，試驗箱的安裝場地要寬敞且試驗箱周邊無障礙物。為了防止釋壓時連帶引起試驗室發生火災，造成二次損失，試驗箱的箱體頂部與試驗室的房頂要留有一定的間距，且屋頂應為防火鋼混結構；若安裝吊頂，則應采用阻燃材質。

    4、結束語

    高低溫濕熱試驗箱的防爆功能滿足了電子、軍工等行業的需求，我公司（瑞凱儀器）已于2008年為國內某鋰電池廠生產了一臺防爆型高低溫濕熱試驗箱，該廠使用設備至今，未發生過安全事故。