一、基本简介
“失恒温”泛指试验箱在设定时段内，工作区实测温度偏离目标值且无法回归，或波动度持续超出 ±0.5 ℃（空载）/±1.0 ℃（满载）之允许带宽。该现象直接破坏试验条件，导致：
样品失效机理与真实服役环境失配；
数据无法通过 CNAS 及 FDA 21 CFR Part 11 审计追踪；
重复试验带来额外成本与交期延误。
二、失恒温的三大根因与机理阐释
（一）热负载布置失当——气流短路效应
机理
试验箱依赖强制对流实现 PID 控温。当样品总体积率＞工作室容积 1/3，或 Blocking Area（挡风截面积）＞风道截面积 50 % 时，循环风量骤减，湍流强度下降，箱内出现“热岛”与“冷岛”。控制器接收的仍为主传感器点值，尚未反映区域温差，于是产生“表观恒温、实质超差”现象。
量化判据
满载工况下，按 IEC 60068-3-5 布置 9 点测温，最大温差 ΔTmax＞1.5 ℃ 即可判定布置不当。
纠正措施
a) 执行“少样多次”原则：单批次样品投影面积 ≤ 风道截面积 30 %，高度方向预留 1/3 垂直空间；
b) 采用多孔托盘或钢丝网架，减少实体挡风；
c) 若必须高密度装载，启用“双 PID 分区补偿”机型（带辅助传感器阵列），并在报告备注装载图。
（二）循环风机系统退化——随机风速漂移
机理
循环马达常见为罩极或 EC 变频风机，其转速由可控硅或直流母线电压调控。当风轮破损、轴承缺油、叶片积尘厚度＞0.5 mm 时，负载曲线右移，实际转速下降 10 %～20 %，风量按平方律衰减，换热系数降低，箱内温度呈周期 30 s～2 min 的正弦波动。
诊断工具
a) 光电转速表：实测值 vs 额定值偏差＞5 %；
b) 热球风速仪：满载时出口平均风速＜0.5 m/s；
c) 振动仪：轴承处加速度有效值＞4.5 mm/s²。
维护策略
a) 每月 PM 用压缩空气（0.3 MPa）顺旋向吹扫叶轮；
b) 每 2000 h 补充 LGHP2 高温润滑脂 1.5 g；
c) 风轮出现裂纹或偏心＞0.3 mm 时，整体更换总成，禁止现场焊接。
（三）测控链路失效——信号漂移与 ACU 硬件故障
机理
现代试验箱普遍采用“总线型分布式 I/O+区域控制单元（ACU）”架构。当 ACU 的 24 VDC 电源纹波＞200 mV、或 A/D 芯片参考电压漂移 0.1 % 时，温度采样值即产生 0.2 ℃～0.4 ℃ 偏移；若接插件镀层氧化，接触电阻增加 0.5 Ω，可引入 0.1 ℃ 随机噪声，叠加在 PID 运算后表现为持续振荡。
判定流程
a) 用六位半数字表测量传感器输出端电阻型（Pt100）三线阻值，任意两线差值＞0.1 Ω 即视为线路退化；
b) 通过 HART 调制解调器读取智能变送器状态字，出现“Sensor Fail”或“EEPROM Error”应更换；
c) 空载恒温 37 ℃ 时，记录 30 min 标准表与控制器差值，若 95 % 时间超出 ±0.3 ℃，可锁定 ACU 故障。
处置方案
a) 现场可更换模块：备用 ACU 板卡须与原板同固件版本号，插拔前断电 5 min 以泄放母线电容；
b) 更换后执行两点校准：0 ℃ 冰槽、100 ℃ 油槽，允差 ±0.05 ℃；
c) 将旧模块寄回厂家做失效分析（FA），30 日内出具 8D 报告并录入 FRACAS 系统。
三、失恒温应急处置 SOP（30 min 内完成）
0～2 min：暂停程序，开启照明，观察控制器实时曲线，确认是否为持续漂移而非瞬态过冲；
2～5 min：开启备用记录仪（具备 21 CFR Part 11 合规性），切换至“安全保持”模式（通常 25 ℃/60 %RH），防止样品继续承受应力；
5～10 min：
a) 检查装载率，若＞30 %，立即移出超额样品并拍照存档；
b) 目测风轮旋转，用转速表快速测速；
10～20 min：
a) 拆出主传感器，用标准表比对；
b) 若传感器正常，检查 ACU 指示灯，红灯亮则更换模块；
20～30 min：重新启动空载恒温 37 ℃，观察 10 min 波动度，若仍＞±0.5 ℃，联系厂家 24 h 技术支持，启动《异常试验中断评估表》（Deviation Report）。
四、预防性维护与数据驱动改进
建立“温度波动度 SPC 图”，每日自动采集最后一小时数据，计算 2σ 值，连续 7 点上升即触发预警；
每季度执行一次“满载最大热负载挑战试验”，验证箱体在最恶劣工况下的稳定性；
引入风机电流在线监测，通过 FFT 分析扇叶不平衡特征频率，提前 2 周安排保养；
对连续 3 次出现同类失恒温故障的箱体，启动 RCA（Root Cause Analysis）与 FMEA 更新，必要时升级至 v2.0 控制算法。
失恒温并非偶发事件，而是多因素耦合的系统性失效。通过“量化判据—快速诊断—模块更换—数据追踪”四步闭环，可将平均修复时间（MTTR）由 4 h 缩短至 30 min，试验中断率下降 87 %。若现场处置超出本文范围，可即时与我司联系，获取远程诊断、备件空投及 CNAS 校准复核等增值服务，确保环境模拟数据始终满足 ICH、ISO、GB、ASTM 等全球主流法规要求。
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