恒(heng)溫恒(heng)濕試(shi)驗(yan)箱(xiang)的技術(shu)原理(li)

　　恒(heng)溫恒(heng)濕試(shi)驗(yan)箱(xiang)作為(wei)模(mo)擬(ni)特定溫(wen)度(du)與(yu)濕(shi)度(du)環(huan)境(jing)的可靠性測(ce)試(shi)設(she)備，廣(guang)泛應用於電子、醫藥、食(shi)品(pin)、材(cai)料(liao)等(deng)領(ling)域(yu)，用於(yu)考(kao)核(he)產(chan)品(pin)在(zai)穩定(ding)溫(wen)濕(shi)條件(jian)下的性能(neng)穩(wen)定(ding)性(xing)、耐久性及安(an)全性。其技術(shu)原理(li)圍(wei)繞“溫(wen)度(du)精(jing)準(zhun)控制”與(yu)“濕(shi)度(du)精(jing)準(zhun)控制”兩大核(he)心(xin)系統展(zhan)開，通(tong)過二(er)者(zhe)的協同(tong)聯(lian)動(dong)，實(shi)現箱(xiang)內(nei)溫(wen)濕(shi)度(du)的動(dong)態平(ping)衡(heng)。​
 

　　壹、溫度(du)控制原理(li)：基於“加熱(re)-制冷”雙(shuang)向(xiang)調節的動(dong)態平(ping)衡(heng)​

　　溫(wen)度(du)控制系統是試(shi)驗(yan)箱(xiang)的基礎(chu)，通(tong)過加(jia)熱(re)裝(zhuang)置提供熱(re)量(liang)、制冷裝(zhuang)置吸(xi)收(shou)熱(re)量(liang)，配合(he)氣(qi)流(liu)循環(huan)實(shi)現箱(xiang)內(nei)溫(wen)度(du)的精準(zhun)穩(wen)定，核(he)心(xin)由加熱(re)模(mo)塊、制冷模塊、溫(wen)度(du)檢(jian)測模(mo)塊及PID調(tiao)控模(mo)塊組(zu)成。​

　　（壹）加熱(re)模(mo)塊：快(kuai)速(su)補熱(re)與(yu)精(jing)準(zhun)控溫(wen)​

　　加(jia)熱(re)模(mo)塊通(tong)常采(cai)用鎳鉻合金(jin)加(jia)熱(re)管(guan)或(huo)不銹鋼(gang)鎧裝(zhuang)加熱(re)器(qi)，均(jun)勻(yun)分(fen)布(bu)於試(shi)驗(yan)箱(xiang)風(feng)道內。當溫(wen)度(du)檢(jian)測模(mo)塊監測(ce)到(dao)箱(xiang)內(nei)溫(wen)度(du)低(di)於設(she)定值(zhi)時(shi)，PID調控模(mo)塊啟(qi)動(dong)加熱(re)裝(zhuang)置，電流(liu)通(tong)過加(jia)熱(re)管(guan)產(chan)生焦(jiao)耳(er)熱(re)，熱(re)量(liang)被風(feng)道內的循環氣(qi)流(liu)吸(xi)收(shou)後(hou)傳遞(di)至箱(xiang)內(nei)各(ge)個(ge)區(qu)域。加熱(re)功(gong)率(lv)可(ke)根(gen)據溫(wen)差自(zi)動(dong)調節，避免溫度(du)超(chao)調，確(que)保升溫(wen)過程平(ping)穩(wen)，溫度(du)控制精度(du)可(ke)達±0.5℃。​

　　（二(er)）制冷模塊：高(gao)效(xiao)降溫(wen)與(yu)寬(kuan)域(yu)適配​

　　制冷模塊普遍(bian)采用(yong)“蒸汽壓縮式(shi)制冷”原理(li)，部(bu)分機(ji)型結(jie)合“復疊式(shi)制冷”技術(shu)以(yi)實(shi)現低(di)溫需(xu)求。其核(he)心(xin)由壓縮機(ji)、冷凝(ning)器(qi)、膨(peng)脹閥(fa)、蒸發(fa)器(qi)四(si)大部(bu)件(jian)構成：壓縮機(ji)將低(di)溫低(di)壓的制冷劑蒸汽壓縮為(wei)高(gao)溫高壓蒸汽；蒸汽進入冷凝(ning)器(qi)，通(tong)過風(feng)冷(leng)或(huo)水(shui)冷(leng)方(fang)式(shi)釋放熱(re)量(liang)，冷凝(ning)為(wei)高(gao)壓液態制冷劑；液態制冷劑經(jing)膨(peng)脹閥(fa)節流(liu)降壓(ya)，變為(wei)低(di)溫低(di)壓的氣(qi)液混合物(wu)；進入蒸發(fa)器(qi)後(hou)，制冷劑吸(xi)收(shou)風道內空(kong)氣(qi)的熱(re)量(liang)汽化(hua)，使(shi)空(kong)氣(qi)溫(wen)度(du)降低(di)，再由循(xun)環(huan)風扇(shan)將冷空(kong)氣(qi)送(song)入箱(xiang)內(nei)實(shi)現降溫(wen)。單(dan)級制冷系統可(ke)實(shi)現0℃~150℃的溫度(du)範(fan)圍(wei)，復(fu)疊式(shi)制冷則(ze)可(ke)拓展(zhan)至-70℃~150℃，滿足不同(tong)低(di)溫測(ce)試(shi)需(xu)求。​

　　二(er)、濕(shi)度(du)控制原理(li)：基於“加濕-除濕(shi)”協(xie)同(tong)調(tiao)節的濕度(du)穩(wen)定(ding)​

　　濕(shi)度(du)控制是恒(heng)溫恒(heng)濕試(shi)驗(yan)箱(xiang)的核(he)心(xin)技術(shu)難(nan)點，需在(zai)溫度(du)穩(wen)定(ding)的基礎(chu)上，通(tong)過加(jia)濕(shi)與(yu)除濕(shi)的動(dong)態平(ping)衡(heng)維持設(she)定濕(shi)度(du)，主(zhu)要(yao)依(yi)賴加濕模塊、除濕(shi)模(mo)塊、濕(shi)度(du)檢(jian)測模(mo)塊及聯(lian)動(dong)調控單(dan)元實(shi)現。​

　　（壹）加濕(shi)模塊：兩(liang)種(zhong)主流(liu)加濕(shi)方(fang)式(shi)的適配邏(luo)輯(ji)​

　　蒸汽加濕(shi)：電極(ji)式(shi)加濕(shi)通(tong)過電極(ji)通(tong)電使水(shui)加(jia)熱(re)至沸(fei)騰產生蒸汽，蒸汽經(jing)風道混入循環空(kong)氣(qi)進入箱(xiang)內(nei)；電熱(re)式(shi)加濕(shi)則(ze)通(tong)過電熱(re)管(guan)加(jia)熱(re)水(shui)產(chan)生(sheng)蒸汽。二(er)者(zhe)均(jun)屬於“等(deng)溫(wen)加濕”，加濕效(xiao)率(lv)高，且(qie)蒸汽純凈(jing)無(wu)雜(za)質(zhi)，適(shi)合(he)對(dui)濕(shi)度(du)要(yao)求(qiu)較(jiao)高的精密(mi)測(ce)試(shi)。​

　　超(chao)聲波(bo)加濕：利用超(chao)聲波(bo)振子高頻(pin)振動(dong)將水(shui)霧化(hua)成微小(xiao)顆(ke)粒(li)，霧化(hua)後(hou)的水(shui)汽(qi)隨(sui)氣(qi)流(liu)進入箱(xiang)內(nei)蒸發(fa)，實(shi)現濕(shi)度(du)提升。該方(fang)式(shi)加濕(shi)速(su)度(du)快(kuai)、能(neng)耗(hao)低(di)，適合(he)需要快(kuai)速(su)調節(jie)濕(shi)度(du)的場景(jing)，但(dan)需(xu)定期(qi)清(qing)理(li)振子避免水(shui)垢(gou)影(ying)響效(xiao)果(guo)。​

　　（二(er)）除濕(shi)模(mo)塊：針對性解(jie)決高(gao)濕(shi)降濕(shi)難題​

　　冷卻除濕(shi)：利(li)用制冷系統的蒸發(fa)器(qi)作為(wei)冷(leng)卻源，當(dang)高(gao)濕(shi)空(kong)氣(qi)流(liu)經(jing)蒸發(fa)器(qi)表(biao)面(mian)時，溫(wen)度(du)降至露(lu)點以(yi)下，空(kong)氣(qi)中(zhong)的水(shui)汽(qi)凝(ning)結(jie)成液態水(shui)，經(jing)排水(shui)管(guan)排出，從(cong)而(er)降低(di)空(kong)氣(qi)濕(shi)度(du)。該(gai)方(fang)式(shi)是試(shi)驗(yan)箱(xiang)的主流(liu)除濕(shi)手(shou)段，可實(shi)現10%RH~95%RH的寬(kuan)濕(shi)度(du)調(tiao)節(jie)，但(dan)在(zai)低(di)溫低(di)濕場景(jing)下效(xiao)率(lv)較低(di)。​

　　吸(xi)附除濕(shi)：針對低(di)溫低(di)濕需(xu)求，部分機(ji)型增設(she)吸(xi)附除濕(shi)裝(zhuang)置，利用矽(gui)膠(jiao)、分(fen)子篩(shai)等(deng)吸(xi)附劑吸(xi)附空(kong)氣(qi)中(zhong)的水(shui)汽(qi)；當(dang)吸(xi)附劑飽和後(hou)，通(tong)過加(jia)熱(re)再生將水(shui)汽(qi)排出，實(shi)現循(xun)環(huan)除濕(shi)。該(gai)方(fang)式(shi)可將濕度(du)降至5%RH以(yi)下，滿足特殊低(di)濕測(ce)試(shi)需(xu)求。​

　　三(san)、協(xie)同(tong)調(tiao)控原理(li)：溫(wen)濕度(du)的動(dong)態聯動(dong)與(yu)精(jing)準(zhun)平(ping)衡(heng)​

　　恒(heng)溫恒(heng)濕試(shi)驗(yan)箱(xiang)的核(he)心(xin)技術(shu)亮(liang)點在於(yu)溫濕度(du)的協同(tong)調(tiao)控，避免單(dan)壹調節(jie)導(dao)致(zhi)的參數(shu)波(bo)動(dong)。其邏(luo)輯(ji)基於“先(xian)控溫(wen)、後(hou)控濕(shi)”的優先(xian)級(ji)原則(ze)：​

　　系(xi)統(tong)優(you)先(xian)通(tong)過加(jia)熱(re)/制冷模塊將箱(xiang)內(nei)溫(wen)度(du)穩(wen)定(ding)在(zai)設(she)定值(zhi)，因(yin)為(wei)溫(wen)度(du)變(bian)化(hua)會(hui)直接(jie)影(ying)響空(kong)氣(qi)的飽和含(han)濕量(liang)；​

　　溫度(du)穩(wen)定(ding)後(hou)，濕(shi)度(du)檢(jian)測模(mo)塊實(shi)時(shi)采集(ji)濕(shi)度(du)數(shu)據，與(yu)設(she)定值(zhi)對(dui)比：若濕度(du)偏(pian)低(di)，啟動(dong)加濕模塊補(bu)充水(shui)汽(qi)；若(ruo)濕(shi)度(du)偏(pian)高，啟(qi)動(dong)冷卻除濕(shi)或(huo)吸(xi)附除濕(shi)模(mo)塊降低(di)濕度(du)；​

　　在(zai)調(tiao)控過程中(zhong)，PID調(tiao)控模(mo)塊實(shi)時(shi)分析溫濕(shi)度(du)耦(ou)合(he)關(guan)系(xi)，通(tong)過算(suan)法補償實(shi)現溫(wen)濕(shi)度(du)的動(dong)態平(ping)衡(heng)，確(que)保箱(xiang)內(nei)溫(wen)濕(shi)度(du)波(bo)動(dong)範圍控制在溫度(du)±0.5℃、濕(shi)度(du)±2%RH以(yi)內。​

　　此(ci)外(wai)，氣(qi)流(liu)循環(huan)系統(tong)在溫濕(shi)度(du)控制中(zhong)起到關(guan)鍵(jian)輔(fu)助作用：通(tong)過強(qiang)制空(kong)氣(qi)循(xun)環(huan)，使(shi)箱(xiang)內(nei)溫(wen)濕(shi)度(du)分(fen)布(bu)均勻(yun)，避免局(ju)部(bu)溫(wen)濕(shi)差異(yi)影(ying)響測(ce)試(shi)結(jie)果(guo)。​

　　綜(zong)上，恒(heng)溫恒(heng)濕試(shi)驗(yan)箱(xiang)的技術(shu)原理(li)是(shi)通(tong)過加(jia)熱(re)-制冷的溫度(du)調(tiao)節(jie)系(xi)統、加(jia)濕(shi)-除濕(shi)的濕度(du)調(tiao)節(jie)系(xi)統，在(zai)PID算(suan)法的協同(tong)調(tiao)控下，實(shi)現箱(xiang)內(nei)溫(wen)濕(shi)度(du)的精準(zhun)、穩(wen)定模擬(ni)，為(wei)產(chan)品(pin)可(ke)靠性(xing)測(ce)試(shi)提供與(yu)實(shi)際(ji)使用環境(jing)高(gao)度(du)壹致的試(shi)驗(yan)條件(jian)。