在科學(xué)研究、工業(yè)生產(chǎn)以及產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)等諸多領(lǐng)域中，常常需要模擬各種極端環(huán)境來(lái)對(duì)材料、零部件或產(chǎn)品進(jìn)行性能測(cè)試與評(píng)估。-100 度試驗(yàn)箱作為能夠創(chuàng)造超低溫環(huán)境的專(zhuān)業(yè)設(shè)備，在其中扮演著至關(guān)重要的角色。

-100 度試驗(yàn)箱主要功能是精準(zhǔn)地將內(nèi)部空間溫度降低至 - 100 攝氏度，并維持在設(shè)定溫度范圍內(nèi)，為相關(guān)樣品提供穩(wěn)定的超低溫試驗(yàn)環(huán)境。其應(yīng)用范圍極為廣泛。在科研院所，常用于材料科學(xué)研究，探索新型材料在超低溫下的物理特性，如超導(dǎo)材料在接近絕對(duì)零度環(huán)境中的性能變化，這對(duì)于開(kāi)發(fā)更高效的電力傳輸材料和量子計(jì)算元件具有重要意義。在生物醫(yī)療領(lǐng)域，可用于保存紅細(xì)胞、白細(xì)胞、皮膚、骨骼、細(xì)菌、病毒、精液、生物制品等，確保生物樣本的活性和穩(wěn)定性，為醫(yī)療研究等提供支持。在電子行業(yè)，對(duì)電子器件及特殊材料進(jìn)行低溫試驗(yàn)，測(cè)試電子產(chǎn)品在極寒條件下的可靠性和穩(wěn)定性，如手機(jī)、電腦等電子產(chǎn)品的芯片、電池在低溫環(huán)境中的性能表現(xiàn)，以滿足在寒冷地區(qū)使用或特殊工況下的需求。此外，在航空航天領(lǐng)域，模擬高空低溫環(huán)境，檢測(cè)飛行器零部件在極端低溫下的工作狀態(tài)，保障航空安全。

實(shí)現(xiàn) - 100 度的超低溫環(huán)境并非易事，這需要先進(jìn)的制冷技術(shù)。-100 度試驗(yàn)箱通常采用復(fù)疊式制冷系統(tǒng)，該系統(tǒng)由高溫級(jí)和低溫級(jí)兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的制冷循環(huán)組成。高溫級(jí)循環(huán)使用中溫制冷劑，其作用是先將低溫級(jí)循環(huán)的制冷劑冷卻，使其能夠在更低的溫度下蒸發(fā)吸熱。低溫級(jí)循環(huán)則使用低溫制冷劑，直接對(duì)試驗(yàn)箱內(nèi)的空氣或樣品進(jìn)行制冷。通過(guò)兩級(jí)制冷循環(huán)的協(xié)同工作，逐步實(shí)現(xiàn)超低溫的制冷效果。

溫度控制精度是試驗(yàn)箱的關(guān)鍵性能指標(biāo)之一。一般采用高精度的溫度傳感器，如鉑電阻溫度傳感器（Pt100），配合先進(jìn)的 PID（比例 - 積分 - 微分）控制系統(tǒng)。PID 控制器能夠根據(jù)溫度傳感器反饋的實(shí)際溫度與設(shè)定溫度的偏差，自動(dòng)調(diào)節(jié)制冷系統(tǒng)的制冷量，確保試驗(yàn)箱內(nèi)溫度穩(wěn)定在設(shè)定值附近，溫度波動(dòng)度可控制在極小范圍內(nèi)，如 ±0.5℃甚至更高精度，保證試驗(yàn)環(huán)境的穩(wěn)定性和一致性。

從結(jié)構(gòu)上看，-100 度試驗(yàn)箱通常采用整體式設(shè)計(jì)，部分產(chǎn)品的降溫冷凍系統(tǒng)與箱體分開(kāi)，這樣的設(shè)計(jì)有利于散熱和維護(hù)。內(nèi)箱材質(zhì)多選用 SUS 304# 鏡面不銹鋼板，具有良好的耐腐蝕性和低溫性能，同時(shí)便于清潔，避免在超低溫環(huán)境下產(chǎn)生生銹等問(wèn)題影響試驗(yàn)結(jié)果。外箱則常采用 SUS 304# 拉絲不銹鋼或鐵板噴塑處理，增強(qiáng)設(shè)備的耐用性和美觀度。

為了保證良好的保溫性能，減少熱量傳遞，試驗(yàn)箱采用耐高溫高密度 PU 硬質(zhì)發(fā)泡和玻璃棉絕緣體材料作為保溫層。一些高端試驗(yàn)箱還配備雙層真空大視窗設(shè)計(jì)，方便操作人員觀察箱內(nèi)樣品情況，同時(shí)配備飛利浦等高亮度照明和安全防霧功能，進(jìn)一步提升觀察效果。

鑒于試驗(yàn)箱工作在超低溫環(huán)境且可能涉及貴重樣品或?qū)Νh(huán)境要求苛刻的試驗(yàn)，其安全防護(hù)措施至關(guān)重要。設(shè)備具備多重保護(hù)機(jī)制，如溫度過(guò)升保護(hù)，當(dāng)箱內(nèi)溫度異常升高時(shí)，立即切斷加熱電源并啟動(dòng)報(bào)警裝置；試品保護(hù)功能，防止試驗(yàn)過(guò)程中因設(shè)備故障對(duì)樣品造成損壞；設(shè)備自身保護(hù)，涵蓋壓縮機(jī)過(guò)載保護(hù)、冷媒高低壓保護(hù)等，確保制冷系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行；還有操作人員安全保護(hù)，如漏電保護(hù)、接地保護(hù)等，保障操作人員的人身安全。

設(shè)備的主要部件均經(jīng)過(guò)嚴(yán)格考核，由各專(zhuān)業(yè)廠商提供，如壓縮機(jī)選用歐美品牌（泰康、比澤爾、谷輪等），控制器采用韓國(guó) “TEMI” 或日本 “OYO” 等品牌，大大提升了整機(jī)的可靠性，減少設(shè)備故障概率，保障長(zhǎng)期穩(wěn)定的試驗(yàn)運(yùn)行。

隨著科技的不斷進(jìn)步，對(duì) - 100 度試驗(yàn)箱的性能要求也在持續(xù)提升。未來(lái)，試驗(yàn)箱將朝著更高精度、更寬溫度范圍、更快升降溫速率以及智能化方向發(fā)展。更高精度的溫度控制將滿足如量子材料研究等對(duì)溫度極為敏感的試驗(yàn)需求；更寬的溫度范圍可拓展設(shè)備在更多領(lǐng)域的應(yīng)用；更快的升降溫速率能夠縮短試驗(yàn)周期，提高工作效率。智能化方面，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控與操作，試驗(yàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄與分析，進(jìn)一步提升設(shè)備的易用性和功能性，為各行業(yè)的發(fā)展提供更強(qiáng)大的技術(shù)支持。