NESLAB HX-100恒温循环水冷设备电路分析与维修

Xu daguang, Li huayong, Chen min ,zheng qin

(Research and Service Center for Food Safety,JAAS,Nanjing 210014,China)

1．概述

恒温循环水冷设备向仪器提供恒流恒压循环冷却水流、通过温度相对较低的水来把仪器产生的热量带走，以满足仪器的正常工作要求。是一些需要用水冷却且对水质要求较高的如电子显微镜、质谱仪、X射线衍射仪、电子探针、核磁共振、超高真空溅射仪等大型仪器的常用附属设备。美国NESLAB公司生产的HX系列恒温循环水冷设备,有50,75,100,150四个型号，国内用户较多。该设备是非启停式恒温循环水冷设备, 操作简便，控温精度高，降温速度快，并有低水位停机、压缩机过热及过压保护等特点。由于该设备生产商未提供电路资料，因此给故障检修带来较大困难。我们依据实物绘制出HX-100的温度控制电路图，其它型号和HX-100大同小异。本文主要对制冷系统和温度控制电路予以分析并给出维修实例，供同行参考。

2．工作原理

此温度控制电路（图1）的核心是采用一块多端可调稳压集成电路IC（μA723）做温度控制用。其电源是市电经D1半波整流，R1、R2、R3电阻降压后再经D2稳压成11伏供给IC，控温桥路由R4、R6、R7、R8、R9、R10、Rf组成，Rf为感温元件。控温桥路的电源由IC内的基准电源提供。工作原理如下，当设定温度低于实际水温时，产生的信号电压由IC内的电压比较器与设定的电压进行比较后输出低电平， IC内的输出晶体管截止，则晶体管T1饱和导通，双向可控硅T2关断，电磁阀线圈V无电流通过而关闭。因此，制冷系统（图2）中的压缩机工作时所产生的高温高压氟里昂气体，不经过冷凝器和毛细管，而是由热气旁通管、热气旁通阀经水箱内的盘管换热器回到压缩机。若设定温度高于水温时，IC内的电压比较器输出高电平，使得IC内的输出晶体管饱和，则晶体管T1由饱和导通进入放大状态。双向可控硅T2触发导通。市电经D4、D5、D6、D7全波整流后供给常闭电磁阀线圈V使其吸合。此时压缩机排出的高温高压氟里昂气体经冷凝器后冷却成高压氟里昂液体，通过电磁阀经毛细管节流进入水箱内的盘管换热器减压蒸发，吸收热量，使循环水降温。如此循环往复，直至达到设定温度。

3．故障现象及处理：

3.l设备不制冷，控制面板上显示为加热，旋动温度钮无反应，听不到电磁阀吸合时的声音。查电磁阀线圈完好，压缩机工作正常。判定为控温电路板出故障。量电磁阀线圈二端无电压，说明可控硅处于关断状态，而可控硅导通取决于晶体管T1的工作状态。测T1晶体管C、E之间电压为0伏，表明此晶体管的集电极和发射极之间已击穿，可控硅因无触发电压而关断。换上一同型号的晶体管, 故障排除。但用了几天后，T1再次击穿。为查明晶体管损坏原因,我们仔细检查了电路板上相关元件，发现电解电容器C1（10μF/100v）顶部微微凸起，引线部分有锈蚀，拆下后经检测、发现其电容量几乎为零，已经失效。由于使用时间较长，电容器C1里的电解液干涸失效，纹波电压增大，导致晶体管损坏。换上新晶体管和电容器后，故障排除。

3.2设备不制冷，压缩机及水泵正常工作，控制面板上电源指示灯亮。旋动面板上的温度控制旋钮，制冷灯和加热灯不能相互转换，判断控温电路板出故障。经检查发现IC的12脚电压只有0.7V（正常为11.2V），测量R3电阻已开路。代换同规格电阻后，故障排除。

3.3工作中间，设备有时会突然停机，再次开机，有时行，有时却不行。测量电源进线电压正常，压缩机及水泵都不工作。用万用表检查线路，发现低水位开关断开。补充蒸馏水后，低水位开关导通，开机后正常。由于长期使用，水箱内的水因逐渐蒸发导致液面降至低水位开关附近，工作时因水流冲击和震动等原因引起断电停机。所以应经常检查水量，若有不足，应及时补充。

3.4开机后控制面板上制冷指示灯亮，压缩机工作正常，但水温在逐渐升高。左右旋动面板上的温度控制旋钮，制冷灯和加热灯可相互转换，但在转换期间无电磁阀吸合声音。由此判断控温电路板正常，检查控制节流的电磁阀线圈V（图2），发现开路。拆开损坏的电磁阀线圈，测量线径和记录绕制数据（φ0.09漆包线,1400匝），绕制好并浸绝缘漆烘干后重新装机，故障排除。

             

参考文献

[1] 曲学基等，集成稳压器.电子工业出版社，1989年

[2] 张勤等.循环水冷却器发展应用浅谈.现代科学仪器.2002，（2）61-62