恒(heng)溫(wen)恒(heng)濕試(shi)驗箱(xiang)之所以(yi)能在(zai)實驗室中(zhong)構(gou)建穩定(ding)的(de)溫濕度環(huan)境,核(he)心在(zai)於(yu)其(qi)兩(liang)套高(gao)度協同的(de)控(kong)制(zhi)體(ti)系(xi)——溫(wen)度(du)控(kong)制(zhi)系(xi)統(tong)與濕度控(kong)制(zhi)系(xi)統(tong)。這兩(liang)套系(xi)統(tong)如同(tong)精密(mi)咬合(he)的(de)齒(chi)輪(lun),通過(guo)傳(chuan)感(gan)器(qi)實時反(fan)饋、微處(chu)理(li)器邏(luo)輯(ji)運(yun)算(suan)和執(zhi)行(xing)機(ji)構動態(tai)調(tiao)節,實現(xian)對(dui)箱(xiang)內(nei)溫(wen)度(du)(通常0-150℃)和相(xiang)對(dui)濕度(30%-98%RH)的(de)精準把控(kong),其(qi)控(kong)制(zhi)精度可(ke)達±0.5℃和(he)±2%RH,為(wei)電(dian)子(zi)元件老化、材料(liao)穩(wen)定(ding)性(xing)測(ce)試(shi)等實驗提(ti)供可(ke)靠(kao)的(de)環境(jing)基礎(chu)。
溫度(du)控(kong)制(zhi)體(ti)系(xi)采(cai)用(yong)“加(jia)熱(re)-制冷”雙(shuang)向(xiang)調(tiao)節機制(zhi),核(he)心是PID(比例(li)-積(ji)分(fen)-微分(fen))閉環(huan)控(kong)制(zhi)算(suan)法。當(dang)箱(xiang)內(nei)溫(wen)度(du)低於(yu)設定值(zhi)時,微處(chu)理(li)器通過(guo)SSR(固(gu)態(tai)繼電(dian)器(qi))啟動加(jia)熱(re)裝(zhuang)置(zhi)——通常為鎳(nie)鉻(ge)合(he)金加(jia)熱(re)管或鎧裝(zhuang)加(jia)熱(re)器,其(qi)功率可(ke)根據溫差(cha)動態(tai)調(tiao)整(從幾(ji)百(bai)瓦到數(shu)千(qian)瓦)。加(jia)熱(re)管產生(sheng)的(de)熱(re)量通過(guo)風機強(qiang)制循(xun)環的(de)氣(qi)流均(jun)勻(yun)散布,避(bi)免(mian)局(ju)部高溫(wen)。若溫(wen)度(du)高(gao)於(yu)設定(ding)值,制冷系(xi)統(tong)立即介入(ru):壓縮(suo)機(ji)制(zhi)備(bei)的(de)冷量(liang)通過(guo)蒸發器(qi)交換,使循環(huan)空(kong)氣(qi)降(jiang)溫(wen),同時電(dian)磁(ci)閥控(kong)制(zhi)制(zhi)冷劑(ji)流量,確保降(jiang)溫(wen)速率平穩。

濕度控(kong)制(zhi)機(ji)制則通過(guo)“加(jia)濕-去濕”的(de)動態(tai)平衡實現(xian),分(fen)為(wei)蒸汽(qi)加(jia)濕與冷(leng)凍去濕兩(liang)大核(he)心環(huan)節(jie)。加(jia)濕過(guo)程(cheng)中(zhong),當(dang)箱(xiang)內(nei)濕度低(di)於目(mu)標(biao)值(zhi)時,PID控(kong)制(zhi)器(qi)啟動加(jia)濕裝(zhuang)置(zhi):超(chao)聲(sheng)波(bo)加(jia)濕器將水(shui)霧化成(cheng)微米級(ji)顆粒(li),隨氣(qi)流擴散(san)至(zhi)箱(xiang)內(nei);或(huo)采(cai)用(yong)電熱(re)管加(jia)熱(re)產生(sheng)純蒸汽(qi),通過(guo)管(guan)道(dao)送(song)入(ru)循環(huan)風道。兩(liang)種方(fang)式(shi)均(jun)可(ke)使濕度以(yi)1-3%RH/min的(de)速率上(shang)升,且蒸汽(qi)純度(du)達99.9%,避(bi)免(mian)雜(za)質(zhi)汙染(ran)樣(yang)品(pin)。去濕操作(zuo)則通過(guo)兩(liang)種途(tu)徑實現(xian):壹(yi)是利(li)用(yong)制冷系(xi)統(tong)的(de)蒸發器(qi),當(dang)高濕空氣(qi)流經(jing)低(di)溫(wen)蒸發器(qi)時,水(shui)汽(qi)凝結(jie)成(cheng)液態(tai)水(shui)排(pai)出;二(er)是針對(dui)低(di)濕度需(xu)求(qiu)(如(ru)30%-50%RH),啟動分(fen)子(zi)篩除濕模塊(kuai),通過(guo)吸(xi)附(fu)劑(ji)物(wu)理(li)吸附(fu)空氣(qi)中(zhong)的(de)水(shui)分(fen)。
溫(wen)濕度的(de)協同控(kong)制(zhi)是設備(bei)的(de)技術(shu)難(nan)點,也是核(he)心優(you)勢(shi)。當(dang)溫度變(bian)化時,空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)飽(bao)和(he)含(han)水(shui)量會(hui)隨之改變(bian)(如100℃時的(de)飽(bao)和(he)濕度遠高於(yu)20℃),因此(ci)系(xi)統(tong)需(xu)實時關(guan)聯(lian)溫濕度參(can)數。例(li)如(ru),當(dang)設(she)定溫(wen)度從25℃升至60℃時,微處(chu)理(li)器會(hui)先(xian)計算(suan)目標(biao)溫(wen)度(du)下的(de)飽(bao)和(he)濕度,提(ti)前(qian)調(tiao)整加(jia)濕或去濕裝(zhuang)置(zhi)的(de)運(yun)行(xing)參(can)數,避免(mian)溫(wen)度波(bo)動引發的(de)濕度劇烈變(bian)化。
傳感器與(yu)反(fan)饋系(xi)統(tong)是控(kong)制(zhi)精度的(de)保障。箱(xiang)內(nei)通常安裝(zhuang)鉑(bo)電(dian)阻(zu)溫(wen)度傳感器(qi)(PT100)和電容(rong)式(shi)濕度傳(chuan)感器(qi),其(qi)測(ce)量(liang)精度分(fen)別(bie)達±0.1℃和(he)±1%RH,數(shu)據(ju)每0.5秒刷新(xin)壹(yi)次並傳(chuan)輸至(zhi)微處(chu)理(li)器。處(chu)理(li)器將實時數(shu)據(ju)與設定值對(dui)比(bi),通過(guo)PID算(suan)法計算(suan)調(tiao)節量,再(zai)驅動執(zhi)行(xing)機(ji)構動作(zuo)。例(li)如,當(dang)檢測(ce)到(dao)濕度偏差(cha)2%RH時,系(xi)統(tong)會微調(tiao)加(jia)濕器功(gong)率,避(bi)免過(guo)沖(chong);若溫(wen)度偏差(cha)持續10秒未修(xiu)正,則(ze)啟(qi)動備(bei)用(yong)加(jia)熱(re)/制冷模塊(kuai),確保控(kong)制(zhi)穩(wen)定性(xing)。
從(cong)實驗室的(de)材料(liao)測(ce)試(shi)到工業產品(pin)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)驗證,恒(heng)溫(wen)恒(heng)濕試(shi)驗箱(xiang)的(de)溫濕度控(kong)制(zhi)技(ji)術如同壹(yi)位(wei)“環境(jing)管(guan)家”,通過(guo)動態(tai)平衡的(de)調(tiao)控(kong)邏(luo)輯(ji),為(wei)各(ge)類(lei)實驗提(ti)供穩(wen)定可(ke)控(kong)的(de)微觀氣(qi)候(hou)環境(jing),其(qi)精度與(yu)可(ke)靠(kao)性(xing)直(zhi)接(jie)決定了(le)測(ce)試(shi)數據的(de)科(ke)學(xue)性(xing)與(yu)重(zhong)復(fu)性(xing)。