在测试技术领域，诸如易爆介质、极快的温度变化以及灵活的测试结构等挑战，对用户提出了很高要求。Sonplas 提供的防爆恒温试验箱，将最高安全性与最大灵活性相结合。无论是集成到设备中，还是作为独立解决方案使用，其模块化设计——由基础试验箱、惰性化系统和温控系统组成——都能够实现对汽油、甲醇、氨甚至氢气等介质的安全测试，同时保持对复杂测试结构的完全可操作性和可访问性。
Sonplas 机械结构设计团队负责人 Alexander Groß
一切始于汽油和柴油。随后是生物燃料和液化气——而如今，甲醇、氨以及氢气成为关注重点。Sonplas 机械结构设计团队负责人 Alexander Groß 表示：“尤其是氢气，是一种极易被点燃的气体。”正因如此，恒温试验箱也逐步发展为高安全性的解决方案。如今，这些系统只需进行少量调整，便可适用于多种不同介质，包括液化石油气（LPG）和天然气。他补充道：“我们的防爆恒温试验箱不仅可以实现高动态温度模拟，还能用于测试那些在故障情况下可能释放并点燃危险爆炸性物质的产品。”针对不同测试介质，试验箱可以在无需复杂改造的情况下进行调整。例如：某些气体会向下沉降，而另一些气体则会向上升起——用户只需相应调整气流循环方式，即可适配不同工况。
“工作温度范围为 -60°C 至 180°C，”Groß 解释道。“典型应用包括汽车、航空航天以及船舶制造行业的产品测试。例如：喷油器、燃油共轨、泵、压力传感器甚至完整的燃料系统。此外，还包括各类电子元件以及电动出行领域的系统，例如逆变器或控制单元。” 在标准配置下，试验箱外壳的主体采用不锈钢材质。为了实现对不同介质的最大耐受性，Sonplas 会根据需求，对内部组件（如接口穿线、观察窗和箱门）进行定制升级，例如采用PTFE（聚四氟乙烯）涂层密封件等特殊材料。在这一过程中，Alexander Groß 及其团队会与客户进行个性化沟通与定制设计。
这家总部位于施特劳宾（Straubing）的特种设备制造商，30多年来一直致力于开发集成恒温试验箱的定制化测试台，用于新产品研发。随着市场需求持续增长，测试要求也在不断提高——如今，越来越多的测试需要在接近真实工况的条件下进行。在此背景下，恒温试验箱的设计面临多方面挑战，包括：机械强度、密封性能、整体性能表现。一方面，试验箱必须足够坚固，以承受重型测试对象带来的负载和振动，例如在高速旋转测试中的工况。另一方面，其结构又必须尽可能轻量化，以实现快速动态温控： 质量越小，温度变化速度越快。Sonplas 通过一种精巧而高效的结构设计，成功在这两者之间取得平衡：既能安全承载重量大、振动强的测试系统，又能实现高动态温度控制。这种能力，在当前市场上仅有少数厂商能够实现。
绝对安全保障
“我们的恒温试验箱优先采用符合 IEC 60079-2 标准的正压防护惰性化原理，”Alexander Groß 解释道。在这一原理下，试验腔体首先通过惰性气体（如氮气）进行置换冲洗，随后建立持续的正压环境，从而有效防止氧气进入。“没有氧气，就无法发生燃烧。这样我们就能确保一个安全的测试环境，”Groß 表示。“与市场上常见的通过氧气传感器监控惰性化状态的恒温试验箱相比，我们的方案具有更强的通用性和耐久性。因为某些测试介质会对氧气传感器产生损害或不适用，而我们的方案明显更加低维护、更加稳定可靠。”为了确保最高的安全与质量标准，Sonplas 与 TÜV 等认证机构紧密合作，对设备进行开发与验证。
图1：由基础试验箱、惰性化系统和温控系统组成的模块化方案，可实现对汽油、甲醇、氨甚至氢气的安全测试。
与传统恒温试验箱将温控系统直接集成在腔体内部不同，Sonplas 采用外置温控方案，并支持灵活选择不同设备。这些温控设备可以安装在距离试验箱一定距离的位置，例如单独的设备间内。在 Sonplas 恒温试验箱内部，仅配置一个紧凑型换热器，从而为复杂的测试结构提供最大的可用空间。这一方案的优势还体现在高度的可扩展性：温控系统可根据需求随时升级——既可以仅用于加热，也可以扩展为加热与冷却一体，并支持不同功率等级。在安全方面，该设计同样具备明显优势：与传统电加热棒不同，该系统可确保试验箱内部表面温度不会达到临界点火温度。
通过系统性地采用符合 IECEx 和 ATEX 标准（设备组 II、温度等级 T3、爆炸等级 IIC）的防爆组件与设备，Sonplas 为客户提供了一套满足 欧盟 2014/34/EU 指令及功能安全要求的高安全等级恒温试验箱。
安全设计还包括一套针对极端工况设计的超压保护系统，以及带有倾斜底部结构和液位开关的底盘，用于应对可能释放的大量介质。这一设计不仅可以有效降低爆炸风险，同时还能防止甲醇或氨等有毒介质泄漏对操作人员造成危害。此外，系统还配备多项安全功能，包括：标配的门锁联动系统、用于监测试验箱内部气体状态的取样系统。试验箱门仅在以下条件全部满足时才可开启：温度降至安全范围、腔体内氮气已完全排出、不存在任何危险的爆炸性气氛。同时，为最大程度保障人员健康，在舱门打开时系统还会自动启动持续抽排系统，以排出残余气体。
灵活定制
图2：Sonplas 的防爆恒温试验箱兼具最高安全性与最大灵活性。
除了高安全性之外，灵活性同样至关重要。在试验箱内部，配备有一块可根据需求定制的基础安装板以及 C 型型材结构，便于客户对测试装置进行个性化安装。侧壁上的适配接口板可用于引入电缆、管道，甚至是传动轴，从而支持复杂测试系统的搭建。
在试验箱外部，客户同样具备高度的扩展能力。借助铝型材结构系统，可以方便地安装额外设备，进一步提升整体系统的灵活性。
基础试验箱可根据需求提供带隔热或不带隔热的版本，也可以作为纯粹的防护外壳使用。同时，温控系统和惰性化系统均可随时扩展升级。Sonplas 提供的恒温试验箱既可以作为集成在整机中的解决方案，也可以作为具有成本优势的独立版本使用。“我们的一些客户并不需要一开始就投资昂贵的定制化设备，而是更希望先获得一个具备惰性化和温控能力的防护外壳。具体的测试装置通常由客户自行集成，”Sonplas 专家解释道。“正因为如此，我们将恒温试验箱设计为模块化结构。”
全方位可访问
该恒温试验箱在四个侧面均为客户的测试应用预留了充分的操作空间。这种高度灵活的可访问性需求，正是 Sonplas 自主开发该类试验箱的主要原因之一，市面上的常规产品无法提供如此程度的开放性设计。为实现这一点，Alexander Groß 及其团队将所有运行所需的技术组件集中布置在试验箱顶部，从而最大限度释放内部空间。在试验腔内部，仅在上部区域布置了一个换热器。同时，试验箱四周均可根据应用需求设置检修门及接口通道，甚至连底部区域也完全开放，确保测试系统在各个方向的接入与安装。
当前交通与能源领域的发展趋势表明：测试解决方案必须具备多维度的灵活性——既要适用于采用替代燃料的内燃机系统，也要支持电动出行领域的新型系统开发。Sonplas 的 IECEx防爆恒温试验箱正是针对这些需求而设计。“通过这些系统，我们为工业测试与研发过程提供了成熟可靠、面向未来的解决方案，其性能和质量已在众多项目中得到验证，”Sonplas 专家 Groß 表示。“凭借我们在测试技术领域的长期经验，以及在处理危险、易爆或有毒介质系统方面的安全工程能力，我们能够为客户提供一个全面安全且高度灵活的测试解决方案——一站式完成。”
Sonplas 是一家总部位于德国下巴伐利亚州施特劳宾（Straubing）的中型机械制造企业。自 1993 年成立以来，公司持续稳步发展，目前已拥有约 390 名高素质员工。秉承“For your success（在您成功的道路上陪伴左右）”的理念，Sonplas 致力于开发灵活且可扩展的定制化专用设备，涵盖加工、装配和测试领域，并可根据客户需求集成外部技术。多年来，公司不断拓展产品组合，目前已为以下领域提供解决方案：电动出行、电池电芯生产、氢能、高压液体研磨（HERO）、燃油喷射系统、电子技术、机电一体化与液压技术、航空航天技术。截至目前，Sonplas 已在全球范围内向众多知名客户交付了 超过 1,000 台专用设备，客户涵盖：汽车制造行业、汽车零部件供应商、商用车领域、航空航天行业。凭借公司内部的研发部门，Sonplas 能够持续满足市场上不断变化的最新技术要求。同时，通过遍布全球的服务合作伙伴以及在中国和美国设立的分支机构，公司能够为客户提供本地化的专业支持和备件服务。Sonplas 的核心优势在于其深厚的工艺与流程专业能力。公司既是系统集成商，也是总承包商能够为客户提供高度定制化的整体解决方案，并确保卓越的质量标准。
图3：试验箱内部配备可定制的基础安装板和C型型材结构，用于客户个性化测试装置的安装。
图4：基础试验箱：温控与惰性化功能可随时扩展。
图5：恒温试验箱的所有功能组件均集中于顶部布置，从而实现四周灵活设置检修门及应用接口。