恒温恒湿试验箱主要由制冷系统、加热系统、加湿系统、除湿系统、循环系统、控制系统和传感器系统构成,其工作原理如下3:
温度控制原理
制冷系统:一般采用蒸汽压缩式制冷。当箱内温度高于设定温度时,压缩机启动,将制冷剂压缩成高温高压气体,气体进入冷凝器散热冷却变为高压液体,经节流装置降压后进入蒸发器,在蒸发器中蒸发吸热,使箱内温度降低,随后低温低压的制冷剂气体被吸入压缩机,开始新循环。对于有更低温度要求的试验箱,常采用复叠式制冷。
加热系统:通常采用电加热方式,如加热丝或加热管。当箱内温度低于设定温度时,控制系统启动加热装置,产生的热量通过空气循环或传导均匀分布到箱内各处,使温度上升。
温度传感器:安装在箱内,实时监测温度变化,并将信号传至控制系统。控制系统将反馈温度与设定温度比较,进而调节加热和制冷系统工作状态,使箱内温度保持在设定值。
湿度控制原理
加湿系统:常见的加湿方式有蒸汽加湿和浅水盘加湿。蒸汽加湿是通过加热水产生蒸汽,将蒸汽通入试验箱内增加湿度。浅水盘加湿则是利用水的自然蒸发,提高试验箱内的湿度。当试验箱内湿度低于设定湿度时,控制系统启动加湿装置,增加箱内的水汽含量,从而提高湿度。
除湿系统:主要采用制冷除湿,当箱内湿度高于设定湿度时,制冷系统使蒸发器表面温度降低,空气中水汽在低温的蒸发器表面凝结成水珠,通过排水系统排出箱外,降低箱内湿度。此外,还有干燥器除湿方式,利用气泵将箱内空气抽出,注入干燥空气,同时将湿空气送入干燥器干燥后再送回箱内,反复循环除湿。
湿度传感器:安装在箱内实时监测湿度变化,将信号传至控制系统。控制系统根据反馈信息与设定湿度比较,调节加湿和除湿系统工作状态,保持箱内湿度在设定值。
空气循环系统原理
由风机、风道和导流板等组成。风机将箱内空气抽出,经过加热、制冷、加湿或除湿等处理后,再通过风道和导流板送回箱内,形成循环。其作用是确保箱内温度和湿度均匀分布,加快热交换和湿交换速度,提高试验效率。
控制系统原理
是试验箱的核心,采用先进的 PLC 控制系统或 PID 控制等方式,通过触摸屏或电脑软件操作,可设置温湿度值。它接收温度和湿度传感器反馈的信号,与预设值比较后,发出指令调节制冷、加热、加湿、除湿和空气循环系统的工作状态,实现对箱内温湿度的精确控制,决定着试验箱的升降温速率、精度等重要指标