一、工作原理 1、溫度控制
模擬恒溫恒濕試驗箱的溫度控制基于加熱和制冷系統的協(xié)同運作。當試驗箱內溫度低于設定值時(shí),加熱系統發(fā)揮作用。加熱系統通常由大功率電阻絲或其他電加熱元件構成。這些加熱元件在控制系統的指令下產(chǎn)生熱量,熱量通過(guò)空氣循環(huán)系統均勻地散布到試驗箱內的各個(gè)角落,從而使溫度逐漸升高。 相反,當溫度高于設定值時(shí),制冷系統啟動(dòng)。制冷系統遵循逆卡諾循環(huán)原理,主要由壓縮機、冷凝器、節流裝置和蒸發(fā)器組成。壓縮機首先將制冷劑壓縮成高溫高壓氣體,然后進(jìn)入冷凝器。在冷凝器中,制冷劑通過(guò)與外界介質(zhì)進(jìn)行熱交換,將熱量散發(fā)出去,自身變?yōu)楦邏阂后w。
接著(zhù),高壓液體經(jīng)過(guò)節流裝置降壓后進(jìn)入蒸發(fā)器。在蒸發(fā)器內,制冷劑蒸發(fā)吸熱,從而降低試驗箱內的溫度。低溫低壓的制冷劑氣體又被壓縮機吸入,開(kāi)始下一輪循環(huán)。在這個(gè)過(guò)程中,溫度傳感器實(shí)時(shí)監測溫度變化,并將信號反饋給控制系統??刂葡到y根據溫度傳感器反饋的信息與設定溫度進(jìn)行對比,進(jìn)而調節加熱和制冷系統的工作狀態(tài),使溫度穩定在設定值。
2、濕度控制
濕度控制包含加濕和除濕兩個(gè)子系統。在加濕方面,常見(jiàn)的有蒸汽加濕和淺水盤(pán)加濕等方式。蒸汽加濕是加熱水產(chǎn)生蒸汽,然后將蒸汽注入試驗箱內以增加濕度;淺水盤(pán)加濕則是利用水的自然蒸發(fā)來(lái)提高濕度。當濕度低于設定值時(shí),控制系統啟動(dòng)加濕裝置。
除濕主要采用制冷除濕的方法。當濕度高于設定值時(shí),制冷系統啟動(dòng),使蒸發(fā)器表面溫度降低??諝庵械乃谡舭l(fā)器表面凝結成水珠,通過(guò)排水系統排出箱外,從而降低濕度。濕度傳感器實(shí)時(shí)監測濕度變化,并將信號傳輸給控制系統,控制系統根據反饋信息調節加濕和除濕系統的工作狀態(tài),保持濕度恒定。
3、空氣循環(huán)
為了確保模擬恒溫恒濕試驗箱內溫濕度的均勻分布,在箱內安裝有旋轉風(fēng)扇,形成空氣循環(huán)系統。風(fēng)機將箱內的空氣抽出,經(jīng)過(guò)加熱、制冷、加濕或除濕等處理后,再通過(guò)風(fēng)道送回箱內,使箱內各個(gè)位置的溫濕度保持一致。
二、技術(shù)解析
1、控制系統技術(shù)
多采用PID控制算法,結合高精度的溫度和濕度傳感器,實(shí)現對溫濕度的快速響應和精確調節。部分試驗箱還融入了物聯(lián)網(wǎng)、大數據等前沿技術(shù),支持遠程監控、故障診斷、數據記錄與分析等功能。
2、制冷技術(shù)
制冷系統采用能量調節技術(shù),這種技術(shù)既能保證制冷機組正常運行,又能對制冷系統的能耗及制冷量進(jìn)行有效調節,使制冷系統保持在較佳運行狀態(tài)。同時(shí),采用平衡調溫技術(shù),在制冷系統連續工作的情況下,控制系統根據設定的溫度點(diǎn)通過(guò)PID自動(dòng)運算輸出結果去控制加熱器的輸出量,達到動(dòng)態(tài)平衡。
3、傳感器技術(shù)
溫度傳感器應用較多的是鉑電阻和熱電偶,濕度測量方法有干濕球溫度計法和固態(tài)電子式傳感器直接測量法。高精度的傳感器能夠準確地采集溫濕度數據,為控制系統提供可靠的依據,從而確保模擬恒溫恒濕試驗箱內溫濕度精確地保持在設定范圍內。