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恒溫恒濕試驗箱的工作原理

 更新時間:2025-08-11    點擊量:65

1. 溫度控制系統(tǒng)

  • 加熱:通過電加熱器(如電阻絲)快速提升箱內(nèi)溫度,由溫度傳感器(如PT100鉑電阻)實時監(jiān)測并反饋信號至控制器(如PID控制器),實現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)節(jié)。

  • 制冷:多采用機械壓縮式制冷循環(huán),包含壓縮機、冷凝器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器。制冷劑在蒸發(fā)器中吸熱,降低箱內(nèi)溫度。低溫需求較高時可能采用復(fù)疊式制冷或液氮輔助降溫。

  • 控制邏輯:PID算法動態(tài)調(diào)整加熱/制冷輸出,確保溫度波動范圍?。ㄈ?plusmn;0.5℃)。


2. 濕度控制系統(tǒng)

  • 加濕:常見超聲波加濕(高頻震蕩產(chǎn)生水霧)或蒸汽加濕(電加熱水產(chǎn)生蒸汽),濕度傳感器(如電容式傳感器)監(jiān)測相對濕度(RH),控制器調(diào)節(jié)加濕量。

  • 除濕:通過制冷系統(tǒng)將箱內(nèi)空氣冷卻至露點以下,使水分凝結(jié)排出;或使用干燥器吸附水分。部分設(shè)備采用轉(zhuǎn)輪除濕技術(shù)。

  • 精度控制:通過平衡加濕與除濕速率,維持濕度穩(wěn)定(如±2%RH)。


3. 空氣循環(huán)系統(tǒng)

  • 強制對流:內(nèi)置離心風(fēng)機推動空氣均勻流經(jīng)加熱器、制冷盤管及加濕器,確保箱內(nèi)各點溫濕度一致(通過風(fēng)道設(shè)計優(yōu)化均勻性)。

  • 風(fēng)速調(diào)節(jié):可調(diào)風(fēng)速避免對敏感樣品造成影響。


4. 控制系統(tǒng)

  • 核心部件:微處理器或PLC接收傳感器數(shù)據(jù),對比設(shè)定值后輸出指令,調(diào)節(jié)執(zhí)行元件(如繼電器、固態(tài)開關(guān))。

  • 人機界面:觸摸屏或軟件支持編程多段溫濕度曲線,具備數(shù)據(jù)記錄及報警功能。


5. 保溫與密封

  • 箱體結(jié)構(gòu):內(nèi)膽多為不銹鋼(耐腐蝕),外層鋼板噴塑,中間填充聚氨酯發(fā)泡材料(隔熱)。

  • 密封設(shè)計:門封采用硅膠條,減少環(huán)境干擾。


工作流程示例

  1. 設(shè)定參數(shù):用戶輸入目標(biāo)溫度(如85℃)、濕度(如85%RH)。

  2. 快速調(diào)節(jié)

    • 加熱器啟動升溫,同時制冷系統(tǒng)待命。

    • 加濕器噴入水霧,若初始濕度過高則啟動除濕。

  3. 穩(wěn)定階段:PID控制器微調(diào)功率,抵消熱損耗或外界干擾。

  4. 維持測試:持續(xù)運行至設(shè)定時間,期間實時監(jiān)控并記錄數(shù)據(jù)。


應(yīng)用場景

  • 可靠性測試:電子產(chǎn)品(如手機高溫高濕老化測試)、汽車零部件。

  • 材料研究:塑料、涂料在濕熱環(huán)境下的性能變化。

  • 藥品/食品:穩(wěn)定性試驗(符合ICH Q1A等標(biāo)準(zhǔn))。


關(guān)鍵性能指標(biāo)

  • 溫度范圍:-70℃~150℃(依型號不同)。

  • 濕度范圍:20%~98%RH(低溫時濕度范圍可能受限)。

  • 均勻性:溫度±1℃內(nèi),濕度±3%RH內(nèi)(空載條件下)。

通過上述系統(tǒng)的精密配合,測試箱能夠長時間維持穩(wěn)定的溫濕度環(huán)境,為科研、工業(yè)質(zhì)量控制提供可靠支持。


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