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恒溫恒濕試驗機系統(tǒng)介紹及工作原理

更新時間:2015-07-27      點擊次數(shù):1923
   恒溫恒濕機是指能同時施加溫度、溫度應力的試驗機。隨著我國工業(yè)產品研制的需要,近幾年來,我國從國外引進了大批試驗系統(tǒng),為我國工業(yè)產品的研制和定型發(fā)揮了重要作用,但由于其本身的復雜性,使得試驗箱在運行中出現(xiàn)了許多問題,而且出現(xiàn)了問題不能及時解決,大大延長了試驗周期,影響了產品的研制工作。而產生這些現(xiàn)象的原因是對綜合試驗的工作原理不了解。為此,我們對試驗箱的基本工作原理作出了一些簡要闡述,并介紹如何對綜合試驗箱試驗設備的故障進行分析和判斷。
       綜合試驗箱由制冷系統(tǒng),加熱系統(tǒng),控制系統(tǒng),溫度系統(tǒng)空氣循環(huán)系統(tǒng),和傳感器系統(tǒng)等組成,上述系統(tǒng)分屬電氣和機械制冷兩大方面。下面初步敘述幾個主要系統(tǒng)的工作原理和工作過程。
    1,制冷系統(tǒng):制冷系統(tǒng)是綜合試驗箱的關鍵部分之一。一般來說,試驗箱的制冷方式都是機械制冷以及輔助液氮制冷,機械制冷采用蒸汽壓縮式制冷,它們主要由壓縮機,冷凝器,節(jié)流機構和蒸發(fā)器組成,由于試驗的溫度低溫要達到-70℃,單級制冷難以滿足滿足要求,因此綜合試驗箱的制冷方式一般采用復疊式制冷。它由兩部分組成,分別稱為高溫部分和低溫部分,每一部分是一個相對獨立的制冷系統(tǒng)。高溫部分中制冷劑的蒸發(fā)吸收來自低溫部分的制冷劑(R23)的熱量而汽化;低溫部分制冷劑的蒸發(fā)則從被冷卻的對象(試驗箱內的空氣)吸熱以獲取冷量。高溫部分和低溫部分之間是用一個蒸發(fā)冷凝器起來,它既是高溫部分的冷凝器,也是低溫部分的冷凝器,試驗箱的高溫部分制冷劑采用中溫制冷劑R404,低溫部分制冷劑是采用低溫制冷劑R23,箱內溫度能達到-70℃.
 2,加熱系統(tǒng):試驗箱的加熱系統(tǒng)相對制冷系統(tǒng)而言,是比較簡單。它主要有大功率電阻絲組成,由于試驗箱要求的升溫速率較大,因此試驗箱的加熱系統(tǒng)功率都比較大,而且在試驗箱的底板也設有加熱器。
  3,控制系統(tǒng):控制系統(tǒng)是綜合試驗箱的核心,它決定了試驗箱的升溫速率,精度等重要指標。現(xiàn)在試驗箱的控制器大都采用PID控制,也有少部分采用PID與模糊控制相組合的控制方式。由于控制系統(tǒng)基本上屬于軟件的范疇,而且此部分在使用過程中,一般不會出現(xiàn)問題,因此,本文不對控制系統(tǒng)作太多的介紹。
  4,溫度系統(tǒng):溫度系統(tǒng)分為加濕和除濕兩個系統(tǒng)。
   試驗箱的加濕方式一般采用蒸汽加濕法,即將低壓蒸汽直接注入試驗空間加濕。這種加濕方法加濕能力,速度快,加濕控制靈敏,尤其在降溫時容易實現(xiàn)強制加濕。
   試驗箱的除濕方式有兩種:機械制冷除濕和干燥除濕。機械制冷除濕的除濕原理是將空氣冷卻到露點溫度以下,使大于飽和含濕量的水汽凝結析出,這樣就降低了濕度。干燥器除濕是利用氣泵將試驗箱內的空氣抽出,并將干燥的空氣注入,同時將濕空氣送入可循環(huán)利用的干燥進行干燥,干燥完后又送入試驗箱內,如此反復循環(huán)進行除濕?,F(xiàn)在大部分綜合試驗箱采用前一種除濕方式法,后一種的除濕方法,可以使露點溫度達到0℃一下。適用于有特殊要求的場合,但費用較貴。
   5,傳感器系統(tǒng):試驗箱的傳感器主要是溫度和濕度傳感器。溫度傳感器應用較多的是鉑電組和熱電偶。濕度的測量方法有兩種:干濕球溫度計法和固態(tài)電子式傳感器直接測量法。由于干濕球法測量精度不高,現(xiàn)在的試驗箱正逐步的以固態(tài)傳感器代替干濕球來進行濕度的測量。
  6,空氣循環(huán)系統(tǒng):空氣循環(huán)系統(tǒng)一般有離心式風扇和驅動其運轉的電機構成。它提供了試驗箱內空氣的循環(huán)。
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