恒溫恒濕試驗箱通過一套精密的閉環控制系統,實現對箱內溫濕度的精準模擬與調控,其核心在于將制冷、加熱、加濕、除濕等子系統進行高度集成和智能聯動。
溫度控制:動態平衡的藝術
溫度調控并非簡單的“加熱”或“制冷”,而是一個動態平衡過程:
制冷系統:是低溫與除濕的基礎。多采用機械壓縮式制冷,核心在于通過調節壓縮機功率、膨脹閥開度等,精確控制蒸發器的“冷量”輸出。
加熱系統:通常采用電熱絲或PTC陶瓷加熱器,作為升溫或補償熱損失的主要熱源。
控制邏輯:控制器(如PLC或專用溫控儀)實時比對高精度鉑電阻(Pt100)測得的溫度與設定值,通過PID(比例-積分-微分)算法,動態計算并輸出指令,聯動控制壓縮機、加熱器和循環風機的功率,實現快速響應與超調量最小的穩定控制。
濕度控制:精密的“干濕”博弈
濕度控制本質是對箱內水蒸氣含量的精確調控,技術關鍵在于:
加濕方式:主流采用高效淺槽式電極加濕或超聲波加濕,可快速產生純凈蒸汽。
除濕方式:核心是制冷除濕。當需要低濕環境時,系統啟動專用除濕蒸發器(表冷器),使其表面溫度低于箱內空氣的露點溫度,從而使水蒸氣冷凝析出,再排出箱外。
平衡控制:濕度傳感器(通常是電容式高分子薄膜傳感器)反饋實時數據。控制器綜合溫度情況,通過精確計算,指揮加濕器與除濕系統協同工作。例如,在高溫高濕點,需全力加濕并精確控制制冷以防過沖;在低溫低濕點,則需精準除濕并防止結冰。
保證均勻性與精度的關鍵技術
單純的調控不足以保證精度,還需:
氣流組織設計:通過頂部多孔送風、底部回風的風道,結合高效離心風機,形成均勻、穩定的水平或垂直層流,最大限度減小箱內各點溫濕度梯度。
箱體保溫與密封:采用聚氨酯高壓整體發泡隔熱層及硅橡膠密封條,有效隔絕外界環境影響。
前沿突破
當前設備正集成更智能的模糊自適應PID算法,能自動優化參數以應對不同負載;同時,遠程監控與預警系統也成為標準配置。
簡而言之,恒溫恒濕試驗箱的精準調控,是精密傳感、高效執行機構、先進控制算法與匠心設計的系統集成,為產品質量驗證提供了可靠的環境模擬。