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恒溫恒濕箱工作原理
日期：2024-12-22 21:08
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摘要：
恒溫恒濕箱工作原理
引言：
引言：
恒溫恒濕箱是指能同時(shí)施加溫度、濕度應(yīng)力的試驗(yàn)箱。隨著我國(guó)工業(yè)產(chǎn)品研制的需要，近幾年來(lái)，我國(guó)從國(guó)外引進(jìn)了大批試驗(yàn)系統(tǒng)，為我國(guó)工業(yè)產(chǎn)品的研制和定型發(fā)揮了重要作用，但由于其本身的復(fù)雜性，使得試驗(yàn)箱在運(yùn)行中出現(xiàn)了許多問題，而且出現(xiàn)了問題不能及時(shí)解決，大大延長(zhǎng)了試驗(yàn)周期，影響了產(chǎn)品的研制工作。而產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因是對(duì)綜合試驗(yàn)的工作原理不了解。為此，我們對(duì)試驗(yàn)箱的基本工作原理作出了一些簡(jiǎn)要闡述，并介紹如何對(duì)綜合試驗(yàn)箱試驗(yàn)設(shè)備的故障進(jìn)行分析和判斷。
二、原理
恒溫恒濕箱有制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、控制系統(tǒng)，溫度系統(tǒng)空氣循環(huán)系統(tǒng)，和傳感器系統(tǒng)等組成，上述系統(tǒng)分屬電氣和機(jī)械制冷兩大方面。下面初步敘述幾個(gè)主要系統(tǒng)的工作原理和工作過程。
2.1制冷系統(tǒng)：制冷系統(tǒng)是綜合試驗(yàn)箱的關(guān)鍵部分之一。一般來(lái)說(shuō)，試驗(yàn)箱的制冷方式都是機(jī)械制冷以及輔助液氮制冷，機(jī)械制冷采用蒸汽壓縮式制冷，他們只要有壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流機(jī)構(gòu)和蒸發(fā)器組成，由于我們?cè)囼?yàn)的溫度低溫要達(dá)到-55°℃，單級(jí)制冷難以滿足滿足要求，因此試驗(yàn)箱的制冷方式一般采用復(fù)疊式制冷。我司（上海尚群電子科技有限公司）生產(chǎn)的恒溫恒濕箱的制冷系統(tǒng)由兩部分組成，分別稱為高溫部分和低溫部分，每一部分是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的制冷系統(tǒng)。高溫部分中制冷劑的蒸發(fā)吸收來(lái)自低溫部分的制冷劑的熱量而汽化；低溫部分制冷劑的蒸發(fā)則從被冷卻的對(duì)象（試驗(yàn)箱內(nèi)的空氣）吸熱以獲取冷量。高溫部分和低溫部分之間是用一個(gè)蒸發(fā)冷凝器聯(lián)系起來(lái)，它既是高溫部分的冷凝器，也是低溫部分的冷凝器。STH系列試驗(yàn)箱的高溫部分制冷劑采用中溫制冷劑，低溫部分制冷劑是采用低溫制冷劑，箱內(nèi)溫度能達(dá)到-70-150℃.
2.2加熱系統(tǒng)：試驗(yàn)箱的加熱系統(tǒng)相對(duì)制冷系統(tǒng)而言，是比較簡(jiǎn)單。它主要有大功率電阻絲組成，由于試驗(yàn)箱要求的升溫速率較大，因此試驗(yàn)箱的加熱系統(tǒng)功率都比較大，而且在試驗(yàn)箱的底板也設(shè)有加熱器。
2.3控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)是綜合試驗(yàn)箱的核心，它決定了試驗(yàn)箱的升溫速率，精度等重要指標(biāo)?，F(xiàn)在試驗(yàn)箱的控制器大都采用PID控制，也有少部分采用PID與模糊控制相組合的控制方式。由于控制系統(tǒng)基本上屬于軟件的范疇，而且此部分在使用過程中，一般不會(huì)出現(xiàn)問題。
二、原理
恒溫恒濕箱有制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、控制系統(tǒng)，溫度系統(tǒng)空氣循環(huán)系統(tǒng)，和傳感器系統(tǒng)等組成，上述系統(tǒng)分屬電氣和機(jī)械制冷兩大方面。下面初步敘述幾個(gè)主要系統(tǒng)的工作原理和工作過程。
2.1制冷系統(tǒng)：制冷系統(tǒng)是綜合試驗(yàn)箱的關(guān)鍵部分之一。一般來(lái)說(shuō)，試驗(yàn)箱的制冷方式都是機(jī)械制冷以及輔助液氮制冷，機(jī)械制冷采用蒸汽壓縮式制冷，他們只要有壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流機(jī)構(gòu)和蒸發(fā)器組成，由于我們?cè)囼?yàn)的溫度低溫要達(dá)到-55°℃，單級(jí)制冷難以滿足滿足要求，因此試驗(yàn)箱的制冷方式一般采用復(fù)疊式制冷。我司（上海尚群電子科技有限公司）生產(chǎn)的恒溫恒濕箱的制冷系統(tǒng)由兩部分組成，分別稱為高溫部分和低溫部分，每一部分是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的制冷系統(tǒng)。高溫部分中制冷劑的蒸發(fā)吸收來(lái)自低溫部分的制冷劑的熱量而汽化；低溫部分制冷劑的蒸發(fā)則從被冷卻的對(duì)象（試驗(yàn)箱內(nèi)的空氣）吸熱以獲取冷量。高溫部分和低溫部分之間是用一個(gè)蒸發(fā)冷凝器聯(lián)系起來(lái)，它既是高溫部分的冷凝器，也是低溫部分的冷凝器。STH系列試驗(yàn)箱的高溫部分制冷劑采用中溫制冷劑，低溫部分制冷劑是采用低溫制冷劑，箱內(nèi)溫度能達(dá)到-70-150℃.
2.2加熱系統(tǒng)：試驗(yàn)箱的加熱系統(tǒng)相對(duì)制冷系統(tǒng)而言，是比較簡(jiǎn)單。它主要有大功率電阻絲組成，由于試驗(yàn)箱要求的升溫速率較大，因此試驗(yàn)箱的加熱系統(tǒng)功率都比較大，而且在試驗(yàn)箱的底板也設(shè)有加熱器。
2.3控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)是綜合試驗(yàn)箱的核心，它決定了試驗(yàn)箱的升溫速率，精度等重要指標(biāo)?，F(xiàn)在試驗(yàn)箱的控制器大都采用PID控制，也有少部分采用PID與模糊控制相組合的控制方式。由于控制系統(tǒng)基本上屬于軟件的范疇，而且此部分在使用過程中，一般不會(huì)出現(xiàn)問題。
2.4溫度系統(tǒng)：溫度系統(tǒng)分為加濕和除濕兩個(gè)子系統(tǒng)。
試驗(yàn)箱的加濕方式一般采用蒸汽加濕法，即將低壓蒸汽直接注入試驗(yàn)空間加濕。這種加濕方法加濕能力，速度快，加濕控制靈敏，尤其在降溫時(shí)容易實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制加濕。
試驗(yàn)箱的除濕方式有兩種：機(jī)械制冷除濕和干燥除濕。機(jī)械制冷除濕的除濕原理是將空氣冷卻到露點(diǎn)溫度以下，使大于飽和含濕量的水汽凝結(jié)析出，這樣就降低了濕度。干燥器除濕是利用氣泵將試驗(yàn)箱內(nèi)的空氣抽出，并將干燥的空氣注入，同時(shí)將濕空氣送入可循環(huán)利用的干燥進(jìn)行干燥，干燥完后又送入試驗(yàn)箱內(nèi)，如此反復(fù)循環(huán)進(jìn)行除濕。現(xiàn)在大部分綜合試驗(yàn)箱采用前一種除濕方式法，后一種的除濕方法，可以使露點(diǎn)溫度達(dá)到0℃一下。適用于有特殊要求的場(chǎng)合，但費(fèi)用較貴。
試驗(yàn)箱的除濕方式有兩種：機(jī)械制冷除濕和干燥除濕。機(jī)械制冷除濕的除濕原理是將空氣冷卻到露點(diǎn)溫度以下，使大于飽和含濕量的水汽凝結(jié)析出，這樣就降低了濕度。干燥器除濕是利用氣泵將試驗(yàn)箱內(nèi)的空氣抽出，并將干燥的空氣注入，同時(shí)將濕空氣送入可循環(huán)利用的干燥進(jìn)行干燥，干燥完后又送入試驗(yàn)箱內(nèi)，如此反復(fù)循環(huán)進(jìn)行除濕。現(xiàn)在大部分綜合試驗(yàn)箱采用前一種除濕方式法，后一種的除濕方法，可以使露點(diǎn)溫度達(dá)到0℃一下。適用于有特殊要求的場(chǎng)合，但費(fèi)用較貴。
2.5傳感器系統(tǒng)：試驗(yàn)箱的傳感器主要是溫度和濕度傳感器。溫度傳感器應(yīng)用較多的是鉑電組和熱電偶。濕度的測(cè)量方法有兩種：干濕球溫度計(jì)法和固態(tài)電子式傳感器直接測(cè)量法。由于干濕球法測(cè)量精度不高，現(xiàn)在的試驗(yàn)箱正逐步的以固態(tài)傳感器代替干濕球來(lái)進(jìn)行濕度的測(cè)量。
2.6空氣循環(huán)系統(tǒng)：空氣循環(huán)系統(tǒng)一般有離心式風(fēng)扇和驅(qū)動(dòng)其運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)構(gòu)成。它提供了試驗(yàn)箱內(nèi)空氣的循環(huán)。
綜上所述，只有深入了解試驗(yàn)箱的工作原理和工作過程，才能迅速的解決試驗(yàn)箱在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題。希望本文能夠?qū)氖颅h(huán)境設(shè)備管理運(yùn)行維護(hù)人員有所裨益。共同推動(dòng)我國(guó)環(huán)境工程的發(fā)展。