恒溫恒濕箱的原理和工作過(guò)程

恒溫恒濕箱是指同時(shí)施加溫度、濕度應(yīng)力的試驗(yàn)箱，有控制系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、加熱系統(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)械制冷量大方面。下面初步講述幾個(gè)主要系統(tǒng)的工作原理和工作過(guò)程。


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)，現(xiàn)在試驗(yàn)箱的控制器大部分采用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(guò)程中，一般不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。

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，它們主要由壓縮機(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度，單級(jí)制冷難以滿(mǎn)足要求，因此試驗(yàn)箱的制冷方式一般采用復(fù)疊式制冷方式。

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)單的。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。


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)溫度一下，使大于飽和含濕量的水汽凝結(jié)析出，這就是降低了濕度。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度以下，適用于特殊要求的場(chǎng)合，但費(fèi)用較貴。

恒溫恒濕箱的傳感器主要是溫度和濕度傳感器，溫度傳感器應(yīng)用較多的是鉑電阻和熱電偶，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)箱已是固態(tài)傳感器代替干濕球來(lái)進(jìn)行濕度的測(cè)量。