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恒温恒湿试验机系统介绍及工作原理

日期:2019-08-22 17:35
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摘要: 恒温恒湿机是指能同时施加温度、温度应力的试验机。随着我国工业产品研制的需要,近几年来,我国从国外引进了大批试验系统,为我国工业产品的研制和定型发挥了重要作用,但由于其本身的复杂性,使得试验箱在运行中出现了许多问题,而且出现了问题不能及时解决,大大延长了试验周期,影响了产品的研制工作。而产生这些现象的原因是对综合试验的工作原理不了解。为此,我们对试验箱的基本工作原理作出了一些简要阐述,并介绍如何对综合试验箱试验设备的故障进行分析和判断。 综合试验箱由制冷系统,加热系统,控制系统,...

恒温恒湿机是指能同时施加温度、温度应力的试验机。随着我国工业产品研制的需要,近几年来,我国从国外引进了大批试验系统,为我国工业产品的研制和定型发挥了重要作用,但由于其本身的复杂性,使得试验箱在运行中出现了许多问题,而且出现了问题不能及时解决,大大延长了试验周期,影响了产品的研制工作。而产生这些现象的原因是对综合试验的工作原理不了解。为此,我们对试验箱的基本工作原理作出了一些简要阐述,并介绍如何对综合试验箱试验设备的故障进行分析和判断。

 

综合试验箱由制冷系统,加热系统,控制系统,温度系统空气循环系统,和传感器系统等组成,上述系统分属电气和机械制冷两大方面。下面初步叙述几个主要系统的工作原理和工作过程。

 

1、制冷系统:制冷系统是综合试验箱的关键部分之一。一般来说,试验箱的制冷方式都是机械制冷以及辅助液氮制冷,机械制冷采用蒸汽压缩式制冷,它们主要由压缩机,冷凝器,节流机构和蒸发器组成,由于试验的温度低温要达到-70℃,单级制冷难以满足满足要求,因此综合试验箱的制冷方式一般采用复叠式制冷。它由两部分组成,分别称为高温部分和低温部分,每一部分是一个相对独立的制冷系统。高温部分中制冷剂的蒸发吸收来自低温部分的制冷剂(R23)的热量而汽化;低温部分制冷剂的蒸发则从被冷却的对象(试验箱内的空气)吸热以获取冷量。高温部分和低温部分之间是用一个蒸发冷凝器联系起来,它既是高温部分的冷凝器,也是低温部分的冷凝器,试验箱的高温部分制冷剂采用中温制冷剂R404,低温部分制冷剂是采用低温制冷剂R23,箱内温度能达到-70℃.

 

2、加热系统:试验箱的加热系统相对制冷系统而言,是比较简单。它主要有大功率电阻丝组成,由于试验箱要求的升温速率较大,因此试验箱的加热系统功率都比较大,而且在试验箱的底板也设有加热器。

 

3、控制系统:控制系统是综合试验箱的核心,它决定了试验箱的升温速率,精度等重要指标。现在试验箱的控制器大都采用PID控制,也有少部分采用PID与模糊控制相组合的控制方式。由于控制系统基本上属于软件的范畴,而且此部分在使用过程中,一般不会出现问题,因此,本文不对控制系统作太多的介绍。

 

4、温度系统:温度系统分为加湿和除湿两个系统。

 

试验箱的加湿方式一般采用蒸汽加湿法,即将低压蒸汽直接注入试验空间加湿。这种加湿方法加湿能力,速度快,加湿控制灵敏,尤其在降温时容易实现强制加湿。

 

试验箱的除湿方式有两种:机械制冷除湿和干燥除湿。机械制冷除湿的除湿原理是将空气冷却到露点温度以下,使大于饱和含湿量的水汽凝结析出,这样就降低了湿度。干燥器除湿是利用气泵将试验箱内的空气抽出,并将干燥的空气注入,同时将湿空气送入可循环利用的干燥进行干燥,干燥完后又送入试验箱内,如此反复循环进行除湿。现在大部分综合试验箱采用前一种除湿方式法,后一种的除湿方法,可以使露点温度达到0℃一下。适用于有特殊要求的场合,但费用较贵。

 

5、传感器系统:试验箱的传感器主要是温度和湿度传感器。温度传感器应用较多的是铂电组和热电偶。湿度的测量方法有两种:干湿球温度计法和固态电子式传感器直接测量法。由于干湿球法测量精度不高,现在的试验箱正逐步的以固态传感器代替干湿球来进行湿度的测量。

 

6、空气循环系统:空气循环系统一般有离心式风扇和驱动其运转的电机构成。它提供了试验箱内空气的循环。

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