XRW-300HB型熱變形、維卡溫度測(cè)定儀的測(cè)試原理及常見故障排除方法

李曉華，谷 濤

（太原市塑料研究所，山西 太原 030024）

熱變形維卡測(cè)定儀是一種基于單片機(jī)的測(cè)控系統(tǒng)，主要用于非金屬材料如塑料、橡膠、尼龍、電絕緣材料等的熱變形維卡軟化點(diǎn)測(cè)試儀，是化工企業(yè)、科研單位、大專院校等部門的理想測(cè)試工具[1]。為了提高該測(cè)試儀的準(zhǔn)確度，筆者就這些年從事熱變形的檢測(cè)工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)該測(cè)試儀的測(cè)試原理及測(cè)試儀的一些常見故障進(jìn)行了分析并給出了故障排除方法。

1 測(cè)試原理

通常情況下，熱塑性塑料在常溫下呈玻璃態(tài)，隨著溫度的升高，開始逐漸向高彈態(tài)轉(zhuǎn)變，失去了它原有的剛性，變得柔軟，因此，在很小的外力作用下，就會(huì)產(chǎn)生較大的變形。熱塑性塑料的軟化點(diǎn)溫度的測(cè)定，即基于此原理。

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在一定條件下（相同升溫速率、施加于壓針的負(fù)荷、壓針橫截面積、試樣尺寸等），壓針頭刺入試樣1 mm時(shí)的溫度，作為維卡軟化點(diǎn)溫度，以℃表示。維卡軟化點(diǎn)是用于控制產(chǎn)品質(zhì)量和判斷材料的熱性能的一個(gè)重要指標(biāo)，但不代表材料的使用溫度。

熱變形溫度是衡量塑料耐熱性能的又一主要指標(biāo)，現(xiàn)在世界各國(guó)的大部分塑料產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中，都有負(fù)荷熱變形溫度這一指標(biāo)作為產(chǎn)品質(zhì)量控制的手段。

把一個(gè)具有一定尺寸要求的長(zhǎng)條形矩形試樣，二端用支座擱置，并在二支座中點(diǎn)處施以規(guī)定的負(fù)荷，形成3點(diǎn)式簡(jiǎn)支梁式靜彎曲，將該受荷后的試樣升溫，試樣必定隨著溫度的上升逐漸加大變形，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，將試樣中點(diǎn)的變形量達(dá)到某一規(guī)定值時(shí)試樣所處的溫度作為熱變形溫度，以℃表示。

2 測(cè)定儀常見故障和排除方法

2.1 電源故障[2]

故障現(xiàn)象：?jiǎn)?dòng)測(cè)試儀后,顯示器顯示的溫度不變化，依然保持初始溫度，即不升溫。

故障分析和排除：原因一，控制箱的保險(xiǎn)開關(guān)沒有合上，導(dǎo)致線路沒有接通。原因二，如果保險(xiǎn)開關(guān)已經(jīng)合上，將溫度傳感器降入缸體油浴槽中后，在一定升溫速率下，顯示器溫度顯示仍然沒有變化，說明控制箱內(nèi)的電加熱系統(tǒng)保險(xiǎn)絲燒毀，或控制箱保險(xiǎn)開關(guān)損壞，將試驗(yàn)儀關(guān)閉，更換保險(xiǎn)絲即可。

2.2 主溫度傳感器故障

故障現(xiàn)象：?jiǎn)?dòng)測(cè)試儀后，升溫速率正常，但升溫至中途，升溫速率下降甚至升溫終止。

故障分析和排除：原因一，在升溫過程中，電加熱系統(tǒng)損壞,導(dǎo)致升溫停止。原因二，溫度的測(cè)量是通過3個(gè)溫度傳感器完成的，拆下主溫度傳感器，測(cè)量其電阻，如果電阻無窮大，說明傳感器損壞，更換主溫度傳感器或找到線路問題重新焊接，用玻璃膠密封，重新啟動(dòng)測(cè)試儀進(jìn)行試驗(yàn),測(cè)試儀工作正常,故障排除。

2.3 顯示器顯示溫度曲線不穩(wěn)

故障現(xiàn)象：試驗(yàn)開始后，溫度隨時(shí)間的曲線按50℃/h的速率變化，但經(jīng)過20 min后，溫度曲線開始上下波動(dòng)。

故障分析和排除：攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速過快，導(dǎo)致傳感器與砝碼接觸點(diǎn)的振動(dòng)幅度過大，溫度曲線隨著傳感器的振動(dòng)出現(xiàn)上線波動(dòng)。

打開控制箱，將控制攪拌機(jī)攪拌速度的螺母逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，將攪拌機(jī)調(diào)整到合適的攪拌速度，以傳感器不發(fā)生振動(dòng)為原則。調(diào)整后，溫度曲線恢復(fù)正常。

2.4 測(cè)試站的溫度偏差較大

故障現(xiàn)象：?jiǎn)?dòng)試儀后面板上顯示測(cè)試站的溫度偏差較大。

故障分析和排除：測(cè)試站的溫度偏差較大的原因及解決方法見表1。

表1 測(cè)試站的溫度偏差較大的原因及解決辦法

3 結(jié)束語

由于該XRW—300HB型熱變形、維卡溫度測(cè)定儀所測(cè)定試樣的測(cè)試環(huán)境是甲基硅油,操作人員裝樣和取樣時(shí),稍有不慎就會(huì)將試樣滑落到油浴槽中，如果試樣滑落到油浴槽中,必須及時(shí)清除掉,否則會(huì)附著于電加熱絲即熔化,使電加熱絲散熱不暢,導(dǎo)致電加熱絲燒毀。另外，油槽的油量必須占油槽容積的2/3以上，以保證加熱和冷卻效果。

以上簡(jiǎn)要敘述了幾種常見XRW—300HB型熱變形、維卡溫度測(cè)定儀的故障及其排除方法，影響試驗(yàn)結(jié)果的因素有很多，也有需要改進(jìn)的地方，如各測(cè)試站溫度傳感器的連接線,以避免頻繁取放測(cè)試站時(shí)損壞溫度傳感器。如果能盡量使由于設(shè)計(jì)等原因?qū)е氯藶椴僮魇д`降到最低，將大大提高該實(shí)驗(yàn)儀器的使用壽命以及出具數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

[1]劉月紅等.熱變形維卡測(cè)試儀的抗干擾措施.桂林航天工業(yè)高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào).2007.第二期.

[2]齊曉亮等.6291型熱變形溫度和維卡軟化溫度測(cè)試儀的校準(zhǔn)及故障排除.化學(xué)計(jì)量分析.2003.12卷.第二期.