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恒温恒湿试验箱温湿度偏差和波动度具体分析

作者: salmon范 编辑: 瑞凯仪器 来源: www.riukai.com 发布日期: 2019.12.21
    据相关调查统计显示,当前的试验设备上中卖得最多的产品当属恒温恒湿试验箱,其通过运用热控制的方式,实现温度的恒定和适度的恒定,也就是现实操作中,运用加热器的热量来进行蒸发器冷量的消除,并在此基础上达到湿度和温度的平衡效果。在进行试验的过程中,根据设备的实际情况,控制器PID能计算出电磁阀于一个单位周期内的通断时间,这种前提下,运用自身的通断来进行进入系统的制冷剂量的控制,在试验中运用这种设备,其冷控制的节能方面比热控制方式有更为明显的优势,在市场具有良好口碑。

    1、本次研究设备介绍及分析

    在笔者进行的这次研究分析中,采用的冷控制恒温恒湿试验箱,是由 东莞市瑞凯环境检测仪器有限公司所研发,下面为其基本的技术指标:
    (1)温度范围:-70~+150℃; 
    (2)温度偏差:≤±1.0℃;
    (3)内容积:W600mm x H850mm x D800mm=408L;
    (4)湿度范围:20%~98%; 
    (5)湿度波动数:湿度<75%RH时,≤±5.0%RH,湿度> 75%RH时,≤±3.0%RH;
    (6)温度均匀度:±2℃;
    (7)降温速率:25~70℃,速率为21℃/min; 
    (8)适度波动数:+0.5℃;
    (9)升温速率:25~+85℃,速率为≥1℃/min。

    2、所选冷控制恒温恒湿试验箱的结构及工作原理

    本次研究中,所采用的设备主要由以下几部分组成:空气循环部分、电气控制部分、主箱体部分以及制冷部分。有关本设备,以下为其工作原理分析:
    a)空气循环部分:此设备在试验的运用过程中,本部分主要是保障设备的均匀性、偏差等指标能符合试验要求,主要的部件如下:
    翅片式蒸发器。这是试验过程中试验箱内的主要冷源,其作用是进行制冷机组的冷量与箱内热空气之间的转换。
    离心式风机。这是试验过程中箱内搅拌空气的动力源。主要的工作过程为,风机搅拌通过箱内热空气与蒸发器的空气,造成箱内空气的循环。
    加湿器。其功能是为了给设备提供所需的湿度,做法为采用不锈钢套式加热器对水盘中的水进行加热。
    电热丝式加热器。作为试验中设备的主要热源,其功能是为设备升温点冷热控制提供热量。
    b)主箱体部分:主要由三部分组成。底板。底板承重100kg/㎡ (均匀负载)。
    库体:其组成部分包括聚氨酯板+玻璃棉(厚度为100mm),箱外壁是喷塑钢板(白色),箱内壁为SUS不锈钢板(厚度为1.0mm)。
    大门:本次试验设备中,主箱体的大门门孔尺寸为W600mm x H850mm,为单开大门。内板为不锈钢板,外表为喷塑钢板,并预埋了加热丝在门框和门的中间,可根据运状况进行开启,其作用是对低温环境下的大门]不结霜和不凝露进行保障。

    c)制冷部分:这部分是试验中产生冷源的主要部分,经过提供的冷量,确保设备在试验中达到降温、低温及湿热和恒温等效果。制冷原理如图1,此时试验箱的低温极限为-70℃,使用的过程中采用了复式制冷的方式。

原理

    工作原理:经过采用2个不同制冷剂系统组合形成了复叠制冷效果,一般情况下,在低温系统中使用沸点较低的环保制冷剂R23,高温系统中,才会根据试验需要采用沸点较高的环保制冷剂R 404A。在使用过程中,冷凝低温系统中的制冷剂方面,是通过采用高温制冷剂中的蒸发来实现的,另外。低温系统中的制冷剂,为使箱体内的温度达到-70℃,在蒸发是需要吸收被冷却空气的热量,从而达到、这一制冷要求。通过联系冷凝蒸发器和高低温级,复叠系统在蒸发器中奖低温系统的制冷剂冷凝成液体,在此基础上,由试验设备的高低温系统中的制冷剂将热量传给环境介质,形成对试验的完善。
    在进行试验的过程中,根据设备的实际情况,设备中的冷控制制冷系统控制器PID算出电磁阀在一个通断周期需开启的时间,在控制其进人蒸发器的制冷剂的量方面通过电磁阀的开关来实施,并在此基础上确保设备达到恒温时的一个平衡状态,这一系列的实施完全靠制冷系统自身调节来维持恒温,而不需要开启加热器。
    (d)设备中的电气控制部分:主要包括保护系统和温湿度控制系统两部分。
    为实现试验只能够程序和定值两种方式,要采用温湿度控制系统控制器,其为彩色LCD触摸屏,综合此设备来看,其界面友好,可实现人机对话,且操作较为便捷。在运用的过程中,经过温度传感器测得箱内的温湿度值,控制器可将其与用户设定的温湿度值比较,在此基础上,将差值按调节规律进行PID运算。进而解决各输出点的工作状态。在通断和加湿量大小的控制方面,通过I/O输出口控制电磁阀来实现,进而确保箱内温湿度按照试验的要求变化,完善试验的进行。
    保护系统在组成方面,主要包括超温保护器保护双重保护、电源漏电断路器、压缩机过热保护、风机过热保护以及控制器超保护、压缩机超压保护。在具体的运用过程中,发生故障时会发出声光报警,与此同时,系统会将相关的电源切断,进而确保了设备、人员及环境的安全性,为试验提供了安全保障。
    系统在运行的过程中可配置打印机,用其来将试验过程中的温湿度进记录和打印,在后续的使用中,通过USB功能,可用U盘将控制器内对温度、湿度的记录进行转存。然后运用相关软件将所获取的数据在P℃.上进行读取和编辑;除上述运用外,还提供标准RS 485接口,这一配备使得用户可通过P℃对设备进行远程监控,为试验人员提供了更多、更编辑的操作选择。

    3、温湿度偏差和波动度分析

    1)设备试验时温度偏差和波动度

    本次试验研究中,根据笔者运用GB-T5170.2-2008产品环境试验设备检验方法,分别进行了150℃、-40℃和-70℃条件下的温度测试,结果如表2。

图1 三种温度测试结果

    2)设备试验时湿度偏差和波动度

    本次试验研究中,根据笔者运用GB-T5170.2-2008产品环境试验设备检验方法,分别进行了85℃ /85%RH、40℃ 93 %RH条件下的湿度测试,结果如表3。

两种温度测试结果

    如表2、表3,结合上表数据及分析,说明冷控制试验箱的温湿度偏差和波动度在试验过程中,均处于性能指标内,符合试验的相关要求。

    4、结束语

    综上所述,经笔者采用冷控制恒温恒湿试验箱进行试验及研究分析,结合电磁阀的开合而准确输出和达到控温效果,区别于目前广为采用的热控制控温方式,在本次试验研究中、此过程不需要加热器的参与,经后续研究分析得出。其节约效果明显。在试验中具有较好的试验效益,为新时期的试验进行提供了有效地保障,在本文的结尾部分,笔者特点分析了试验中的温湿度偏差和波动度,以期能为业内同仁带来有益的参考。
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