液氮低温试验箱
液氮低温试验箱是一种利用液氮作为制冷介质，实现超低温环境的试验设备，主要用于材料在极低温条件下的性能测试、环境模拟和工艺处理。
主要特点
1.超低温能力：可实现-190°C甚至更低的极低温环境。
2.降温速度快：相比压缩机制冷，液氮制冷降温速率更快（可达10~20°C/min）。
3.环保无氟：不使用氟利昂类制冷剂，环保无污染。
4.控温精度高：现代设备控温精度可达±1°C~±2°C。
5.自动化控制：支持程序控温（如阶梯降温、恒温保持、升温速率设定等）。
使用方法
一、使用前准备
1.环境检查：
确保设备放置在通风良好、干燥、无腐蚀性气体的环境中。
周围预留足够空间（通常建议≥50cm）用于散热和操作。
确保地面平整，避免倾斜。
2.电源连接：
检查电源电压是否符合设备要求（如380V/220V，50Hz）。
接地必须可靠，防止漏电风险。
3.液氮供应准备：
检查液氮杜瓦罐或储罐是否有足够液氮。
连接液氮输送软管，确保接口密封良好，无泄漏。
打开液氮管路阀门，排空管路中空气。
4.检查设备状态：
确认箱门密封圈完好、无破损。
检查箱内无异物，样品架安装牢固。
确认排气管道畅通，通向室外或通风处。
5.样品准备：
样品应清洁、干燥，避免含水分过多，防止结冰影响测试。
严禁密封容器：任何密闭容器（如试管、罐体）必须打开或使用透气容器，防止低温下内部压力变化导致爆炸。
样品摆放应均匀，不遮挡风道或传感器。
二、开机与设定
1.开启电源：
打开设备主电源开关，启动控制系统。
2.启动设备：
按“启动”或“运行”按钮，设备自检。
3.设定温度程序：
在温控仪上设置目标温度（如-150°C）。
可设置程序段：如“从25°C→-150°C（降温速率5°C/min）→保持4小时→升温至25°C”。
设定控温精度、风机速度等参数（如有）。
4.启动循环系统：
启动箱内风机，确保冷量均匀分布。
三、运行操作
1.开始降温：
系统自动控制液氮电磁阀开启，向箱内喷射或通入液氮。
观察温度曲线，确认降温过程正常。
2.监控运行状态：
实时观察控制面板上的实际温度、设定温度、液氮压力等参数。
听设备运行声音是否正常，有无异常报警。
检查排气口是否有大量白雾（正常为氮气排出），确保通风良好。
3.安全注意事项：
禁止在运行中打开箱门，防止液氮飞溅或热冲击。
保持现场通风，防止氮气积聚造成缺氧窒息风险。
操作人员应穿戴防冻手套、护目镜、防护服。
四、试验结束与关机
1.程序结束：
当温度程序完成后，设备自动停止制冷或进入待机状态。
2.取出样品：
待箱内温度回升至安全温度（如0°C以上）后，方可打开箱门。
使用低温专用夹具取出样品，避免直接用手接触低温样品，防止冻伤。
3.关闭系统：
关闭液氮供应阀门。
停止风机和控制系统。
关闭设备主电源。
4.清洁与维护：
清理箱内残留水分或冰霜。
检查密封圈并涂抹润滑脂（如硅脂）。
如长期不用，应排空残余冷气，保持箱内干燥。
工作原理
1.制冷源：以液氮（沸点-196°C）为冷源，通过向试验箱内喷射或通入液氮，直接或间接冷却箱内空气和样品。
2.冷却方式：
直接喷射式：将液氮通过喷嘴直接喷入试验箱内，迅速吸收热量并气化，实现快速降温。
间接换热式：液氮在换热器中气化吸热，再通过风机将冷量传递给箱内空气，控温更均匀。
3.温度控制：
通过电磁阀或调节阀控制液氮的供给量。
配合PID温控系统和箱内传感器，实现设定温度的精确控制（如-190°C~+150°C）。
4.气体排放：
液氮气化后产生大量氮气（N?），需通过排气口安全排出，防止压力积聚或缺氧风险。
注意事项
1.安全防护：操作时需佩戴防冻手套、护目镜，防止液氮飞溅造成冻伤。
2.通风良好：设备必须安装在通风良好的环境，避免氮气积聚导致缺氧。
3.避免密封：严禁将密闭容器放入箱内，防止内部压力升高引发爆炸。
4.预冷处理：高温样品应逐步降温，避免热冲击损坏样品或设备。
5.定期维护：检查液氮管路、阀门、密封件和传感器状态。
应用领域
1.材料科学：
金属、合金、复合材料的低温力学性能测试（如冲击韧性、拉伸强度）。
深冷处理（如刀具、模具、轴承的尺寸稳定化处理）。
2.航空航天：
模拟太空或高空极寒环境，测试零部件可靠性。
3.电子与半导体：
元器件低温老化、失效分析。
4.生物医疗：
生物样本（细胞、组织、疫苗）的低温保存与测试。
5.汽车工业：
新能源汽车电池、电机在低温环境下的性能评估。
6.科研实验：
物理、化学领域的低温反应与物性研究。