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模拟恒温恒湿试验箱的工作原理与技术解析
更新时间:2025-01-07      阅读:455
   一、工作原理
  1、温度控制
  模拟恒温恒湿试验箱的温度控制基于加热和制冷系统的协同运作。当试验箱内温度低于设定值时,加热系统发挥作用。加热系统通常由大功率电阻丝或其他电加热元件构成。这些加热元件在控制系统的指令下产生热量,热量通过空气循环系统均匀地散布到试验箱内的各个角落,从而使温度逐渐升高。
  相反,当温度高于设定值时,制冷系统启动。制冷系统遵循逆卡诺循环原理,主要由压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器组成。压缩机首先将制冷剂压缩成高温高压气体,然后进入冷凝器。在冷凝器中,制冷剂通过与外界介质进行热交换,将热量散发出去,自身变为高压液体。
  接着,高压液体经过节流装置降压后进入蒸发器。在蒸发器内,制冷剂蒸发吸热,从而降低试验箱内的温度。低温低压的制冷剂气体又被压缩机吸入,开始下一轮循环。在这个过程中,温度传感器实时监测温度变化,并将信号反馈给控制系统。控制系统根据温度传感器反馈的信息与设定温度进行对比,进而调节加热和制冷系统的工作状态,使温度稳定在设定值。
 
  2、湿度控制
  湿度控制包含加湿和除湿两个子系统。在加湿方面,常见的有蒸汽加湿和浅水盘加湿等方式。蒸汽加湿是加热水产生蒸汽,然后将蒸汽注入试验箱内以增加湿度;浅水盘加湿则是利用水的自然蒸发来提高湿度。当湿度低于设定值时,控制系统启动加湿装置。
  除湿主要采用制冷除湿的方法。当湿度高于设定值时,制冷系统启动,使蒸发器表面温度降低。空气中的水汽在蒸发器表面凝结成水珠,通过排水系统排出箱外,从而降低湿度。湿度传感器实时监测湿度变化,并将信号传输给控制系统,控制系统根据反馈信息调节加湿和除湿系统的工作状态,保持湿度恒定。
 
  3、空气循环
  为了确保模拟恒温恒湿试验箱内温湿度的均匀分布,在箱内安装有旋转风扇,形成空气循环系统。风机将箱内的空气抽出,经过加热、制冷、加湿或除湿等处理后,再通过风道送回箱内,使箱内各个位置的温湿度保持一致。
 模拟恒温恒湿试验箱
  二、技术解析
  1、控制系统技术
  多采用PID控制算法,结合高精度的温度和湿度传感器,实现对温湿度的快速响应和精确调节。部分试验箱还融入了物联网、大数据等前沿技术,支持远程监控、故障诊断、数据记录与分析等功能。
 
  2、制冷技术
  制冷系统采用能量调节技术,这种技术既能保证制冷机组正常运行,又能对制冷系统的能耗及制冷量进行有效调节,使制冷系统保持在较佳运行状态。同时,采用平衡调温技术,在制冷系统连续工作的情况下,控制系统根据设定的温度点通过PID自动运算输出结果去控制加热器的输出量,达到动态平衡。
 
  3、传感器技术
  温度传感器应用较多的是铂电阻和热电偶,湿度测量方法有干湿球温度计法和固态电子式传感器直接测量法。高精度的传感器能够准确地采集温湿度数据,为控制系统提供可靠的依据,从而确保模拟恒温恒湿试验箱内温湿度精确地保持在设定范围内。
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