高低溫濕熱試驗(yàn)箱；恒溫恒濕箱；恒溫恒濕試驗(yàn)箱
高低溫濕熱試驗(yàn)箱；恒溫恒濕箱；恒溫恒濕試驗(yàn)箱是指能同時施加溫度、濕度應(yīng)力的試驗(yàn)箱。隨著我國工業(yè)產(chǎn)品研制的需要，近幾年來，我國從國外引進(jìn)了大批試驗(yàn)系統(tǒng)，為我國工業(yè)產(chǎn)品的研制和定型發(fā)揮了重要作用，但由于其本身的復(fù)雜性，使得試驗(yàn)箱在運(yùn)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(yàn)周期，影響了產(chǎn)品的研制工作。而產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因是對綜合試驗(yàn)的工作原理不了解。為此，我們對試驗(yàn)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(yàn)箱試驗(yàn)設(shè)備的故障進(jìn)行分析和判斷。
恒溫恒濕箱由制冷系統(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(jī)械制冷兩大方面。
一、高低溫濕熱試驗(yàn)箱；恒溫恒濕箱；恒溫恒濕試驗(yàn)箱控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)是高低溫試驗(yàn)箱的核心，它決定了試驗(yàn)箱的升溫速率，精度等重要指標(biāo)?，F(xiàn)在試驗(yàn)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。PID控制器使用一般不會出問題。
二、高低溫濕熱試驗(yàn)箱；恒溫恒濕箱；恒溫恒濕試驗(yàn)箱加熱系統(tǒng)：高低溫濕熱試驗(yàn)箱的加熱系統(tǒng)相對制冷系統(tǒng)而言是比較簡單。它主要由大功率電阻絲組成，由于試驗(yàn)箱要求的升溫速率較大，因此試驗(yàn)箱的加熱系統(tǒng)功率都比較大，而且在試驗(yàn)箱的底板也設(shè)有加熱器。
三、高低溫濕熱試驗(yàn)箱；恒溫恒濕箱；恒溫恒濕試驗(yàn)箱制冷系統(tǒng)：制冷系統(tǒng)是高低溫濕熱試驗(yàn)箱的關(guān)鍵部分之一。一般來說，高低溫試驗(yàn)箱的制冷方式都是機(jī)械制冷以及輔助液氮制冷，機(jī)械制冷采用蒸汽壓縮式制冷，它們主要由壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流機(jī)構(gòu)和蒸發(fā)器組成，由于試驗(yàn)的溫度低溫要達(dá)到-55℃，單級制冷難以滿足滿足要求，因此高低溫試驗(yàn)箱的制冷方式一般采用復(fù)疊式制冷。高溫部分和低溫部分之間是用一個蒸發(fā)冷凝器聯(lián)系起來，它既是高溫部分的冷凝器，也是低溫部分的冷凝器。試驗(yàn)箱的高溫部分制冷劑采用中溫制冷劑HP80，低溫部分制冷劑是采用低溫制冷劑R23（環(huán)保型），箱內(nèi)溫度能達(dá)到-70℃。高低溫試驗(yàn)箱除濕時只啟動R404A(節(jié)能降耗)，降溫時啟動R404A 、R23。
四、高低溫濕熱試驗(yàn)箱；恒溫恒濕箱；恒溫恒濕試驗(yàn)箱傳感器系統(tǒng)：高低溫試驗(yàn)箱的傳感器主要是溫度和濕度傳感器。溫度傳感器應(yīng)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(jì)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，武漢尚測試驗(yàn)設(shè)備有限公司生產(chǎn)的高低溫濕熱試驗(yàn)箱正逐步的以固態(tài)傳感器代替干濕球來進(jìn)行濕度的測量。
五、高低溫濕熱試驗(yàn)箱；恒溫恒濕箱；恒溫恒濕試驗(yàn)箱濕度系統(tǒng)：濕度系統(tǒng)分為加濕和除濕兩個子系統(tǒng)。
1、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(yàn)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(shí)現(xiàn)強(qiáng)制加濕。
2、除濕方式有兩種：機(jī)械制冷除濕和干燥除濕。
a、機(jī)械制冷除濕的除濕原理是將空氣冷卻到露點(diǎn)溫度以下，使大于飽和含濕量的水汽凝結(jié)析出，這樣就降低了濕度。市場的試驗(yàn)箱大多采用此除濕方式。 b用A3鋼板噴塑，增加了外觀質(zhì)感和潔凈度補(bǔ)水箱置于控制箱體右下部，并有缺水自動保護(hù)，更便利操作者補(bǔ)充水源。大型觀測視窗附照明燈保持箱內(nèi)明亮，且利用發(fā)熱體內(nèi)嵌式鋼化玻璃，隨時清晰的觀測箱內(nèi)狀況。
加濕系統(tǒng)管路與控制線路板分開，可避免因加濕管路漏水發(fā)生故障，提高安全性。 水路系統(tǒng)管路電路系統(tǒng)方便維護(hù)和檢修。
箱體保溫采用超細(xì)玻璃纖維保溫棉，可避免不必要的能量損失。
箱體左側(cè)配一直徑50mm的測試孔，可供外接測試電源線或信號線使用。
冷凍及風(fēng)路循環(huán)系統(tǒng)：
制冷機(jī)采用法國原裝??泰康??全封閉壓縮機(jī)。 冷凍系統(tǒng)采用單元或二元式低溫回路系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
采用多翼式送風(fēng)機(jī)強(qiáng)力送風(fēng)循環(huán)，避免任何死角，可使測試區(qū)域內(nèi)溫濕度分布均勻。 風(fēng)路循環(huán)出風(fēng)回風(fēng)設(shè)計(jì)，風(fēng)壓、風(fēng)速均符合測試標(biāo)準(zhǔn)，并可使開門瞬間溫濕度回穩(wěn)時間快。
升溫、降溫、加濕系統(tǒng)完全獨(dú)立可提高效率，降低測試成本，增長壽命，減低故障率。
系統(tǒng)組成：
、干燥器除濕是利用氣泵將試驗(yàn)箱內(nèi)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(jìn)行干燥，干燥完后又送入試驗(yàn)箱內(nèi)，如此反復(fù)循環(huán)進(jìn)行除濕。現(xiàn)在大部分綜合試驗(yàn)箱采用前一種除濕方式法，后一種的除濕方法，可以使露點(diǎn)溫度達(dá)到0℃一下。適用于有特殊要求的場合，但費(fèi)用較貴。建議客戶根據(jù)公司預(yù)算和實(shí)際試驗(yàn)需要要求廠家配備適合的除濕方式。 六、 高低溫濕熱試驗(yàn)箱空氣循環(huán)系統(tǒng)：空氣循環(huán)系統(tǒng)一般有離心風(fēng)扇和驅(qū)動其運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)構(gòu)成。它提供了箱內(nèi)空氣的循環(huán)。 加濕除濕的進(jìn)行： 恒溫恒濕試驗(yàn)箱為了實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)條件，不可避免地要對試驗(yàn)箱進(jìn)行加濕和除濕的操作，本文就目前在恒溫恒濕試驗(yàn)箱中運(yùn)用較多的各種方法進(jìn)行分析，指出它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)和建議使用的條件。 濕度表示的方法很多，就試驗(yàn)設(shè)備而言，通常用相對濕度這一概念描述濕度。相對濕度的定義是指空氣中水汽分壓力與該溫度下水的飽和汽壓之比并用百分?jǐn)?shù)表示。由水汽飽和壓力性質(zhì)可知，水汽的飽和壓力只是溫度的函數(shù)，與水汽可處的空氣壓力無關(guān)，人們通過大量的實(shí)驗(yàn)和整理尋求到了表示水汽飽和壓力與溫度之間的關(guān)系，其中已被工程和計(jì)量大量采用的應(yīng)當(dāng)是戈夫格列其公式。它被目前氣象部門編制濕度查算表所采用。 加濕的過程實(shí)際上就是提高水汽分壓力，最初的加濕方式就是向試驗(yàn)箱壁噴淋水，通過控制水溫使水表面飽和壓力得到控制。箱壁表面的水形成較大的面，在這個面上向箱內(nèi)通過擴(kuò)散的方式向箱內(nèi)加入水汽壓使試驗(yàn)箱中相對濕度升高，這一方法出現(xiàn)在上世紀(jì)五十年代。由于當(dāng)時對濕度的控制主要是用水銀電接點(diǎn)式導(dǎo)電表進(jìn)行簡單的開關(guān)量調(diào)節(jié)，對于大滯后的熱水箱水溫的控制適應(yīng)性較差，因此控制的過渡過程較長，不能滿足交變濕熱對加濕量要求較多的需要，更重要地是在對箱壁噴淋的時候，不可避免地有水滴淋在試品上對試品形成不同程度的污染。同時對箱內(nèi)排水也有一定的要求。這一方法很快就被蒸汽加濕和淺水盤加濕所取代。但是這一方法還是有一些優(yōu)點(diǎn)。雖然它的控制過渡過程較長，但系統(tǒng)穩(wěn)定后濕度波動較小，比較適合做恒定濕熱試驗(yàn)。另外在加濕過程中水汽不過熱不會增加系統(tǒng)中的額外熱量。還有，當(dāng)控制噴淋水溫使之低于試驗(yàn)要求的要點(diǎn)溫度時，噴淋水具有除濕作用。 隨著濕熱試驗(yàn)由恒定濕熱向交變濕熱發(fā)展，要求有較快的加濕反應(yīng)能力，噴淋加濕已不能滿足要求時，蒸汽加濕和淺水盤加濕方法開始大量被采用并得到發(fā)展。
溫度控制：
談到溫度，就有高溫與低溫的分。高溫控制是個加熱的過程，控制較為簡單。高低溫試驗(yàn)箱的加熱采用獨(dú)立的加熱方式，遠(yuǎn)紅外鎳鉻合金高速加溫電熱絲，溫度控制采用P·I·D+S·S·R系統(tǒng)同頻道協(xié)調(diào)控制，輸出功率均由微電腦演算，以達(dá)高精度及高效率的用電效益。為達(dá)到快速的升溫速率和高溫度，一般是通過增加加熱電熱絲數(shù)量和提高溫控軟件控制性能。
高低溫試驗(yàn)箱的制冷系統(tǒng)采用法國產(chǎn)的泰康全封閉壓縮機(jī)所組成的單元氟利昂制冷系統(tǒng)。制冷工作原理是采用逆卡若循環(huán)，該循環(huán)出兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成。制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)絕熱壓縮到較高的壓力，消耗了的功使排氣溫度升高，的后制冷劑經(jīng)冷凝器等溫地和四周介質(zhì)進(jìn)行熱交換將熱量傳給四周介質(zhì)。后制冷劑經(jīng)截流閥絕熱膨脹做功，這時制冷劑溫度降低。最后制冷劑通過蒸發(fā)器等溫地從溫度較高的物體吸熱，使被冷卻物體溫度降低。此循環(huán)周而復(fù)始從而達(dá)到降溫的目的。高低溫試驗(yàn)箱采用平衡調(diào)溫(????C)，既在制冷系統(tǒng)在連續(xù)工作的情況下，控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的溫度點(diǎn)通過??ID自動運(yùn)算輸出的結(jié)果去控制加熱器的輸出量，最終達(dá)到一種動態(tài)平衡。制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用能量調(diào)節(jié)技術(shù)，既能保證制冷機(jī)組正常運(yùn)行，又能對制冷系統(tǒng)的能耗及制冷量進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，使制冷系統(tǒng)保持在最佳的運(yùn)行狀態(tài)。
高低溫濕熱試驗(yàn)箱所用到的對品的檢測范圍包括對產(chǎn)品加溫，降溫，加濕，降濕能力的檢測以及可靠性的分析。
高低溫濕熱試驗(yàn)箱加濕系統(tǒng)與加熱系統(tǒng)大致一樣，它是加熱器加熱水變成蒸汽過程，完成加濕目的。高低溫濕熱試驗(yàn)箱降濕系統(tǒng)也是靠制冷系統(tǒng)完成，蒸發(fā)器放在試驗(yàn)箱里面，比較冷，里面高濕氣體遇見冷的物體冷凝成液體，如此反復(fù)箱體的高濕氣體會很少，達(dá)到降濕目的。
加濕與降濕的成功與否也在一定程度上影響到高低溫濕熱試驗(yàn)箱試驗(yàn)的成功與否。 高低溫濕熱試驗(yàn)箱加濕的過程實(shí)際上就是提高水汽分壓力，比較原始的方法是向試驗(yàn)箱壁噴淋水，通過控制水溫使水表面飽和壓力得到控制。箱壁表面的水形成較大的面，在這個面上向高低溫濕熱試驗(yàn)箱箱內(nèi)通過擴(kuò)散的方式向箱內(nèi)加入水汽壓使試驗(yàn)箱中相對濕度升高，由于對濕度的控制主要是用水銀電接點(diǎn)式導(dǎo)電表進(jìn)行簡單的開關(guān)量調(diào)節(jié)，對于大滯后的熱水箱水溫的控制適應(yīng)性較差，因此控制的過渡過程較長，不能滿足交變濕熱對加濕量要求較多
的需要，更重要地是在對箱壁噴淋的時候，不可避免地有水滴淋在試品上對試品形成不同程度的污染。同時對高低溫濕熱試驗(yàn)箱箱內(nèi)排水也有一定的要求。這一方法很快就被蒸汽加濕和淺水盤加濕所取代。蒸汽加濕適用于空調(diào)配套及風(fēng)管加濕系統(tǒng)，高精度加濕場所等。淺水盤加濕主要是在濕熱箱中常用。
實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：
一、高低溫濕熱試驗(yàn)箱在試驗(yàn)過程中除非有絕對必要，請不要打開箱門，否則可能導(dǎo)致下列不良的后果
1.箱門內(nèi)側(cè)仍然保持高溫（造成燙傷）。 2.高溫空氣可能觸發(fā)火災(zāi)報(bào)警，產(chǎn)生誤動作。 3.高溫氣流沖出箱外（十分危險(xiǎn)）。
二、在做低溫前，應(yīng)將工作室擦干，60℃時烘干1h。 三、絕對禁止試驗(yàn)爆炸性，可燃性及高腐蝕性物質(zhì)。
四、如果箱內(nèi)放置發(fā)熱試品時，試品電源控制請使用外加電源，不要直接使用本機(jī)電源。放入高溫試料作低溫試驗(yàn)時應(yīng)注意：開啟箱門的時間要盡可能的短。
五、電路斷路器、超溫保護(hù)器，提供本機(jī)測試品以及操作者的安全保護(hù)，故請定期檢查。
六、避免于三分鐘內(nèi)關(guān)閉再開啟冷凍機(jī)組。 七、照明燈除必要時打開外，其余時間應(yīng)關(guān)閉。
八、請注意本機(jī)必須安全確實(shí)接地，以免產(chǎn)生靜電感應(yīng)。qmuit.cn
九、在垂直于主導(dǎo)風(fēng)向的任何截面上，試驗(yàn)負(fù)載截面面積之和應(yīng)不大于該處工作截面的三分之一。
十、做高溫試驗(yàn)時，當(dāng)溫度超過55℃以上的情況下，切忌不可開啟冷機(jī)。
常見故障排除：
1.在高溫試驗(yàn)中，如溫度變化達(dá)不到試驗(yàn)溫度值時，可以檢查電器系統(tǒng)，逐一排除故障。如溫度升得很慢，就要查看風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)，看一下風(fēng)循環(huán)的調(diào)節(jié)擋板是否開啟正常，反之，就檢查風(fēng)循環(huán)的電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。如溫度過沖厲害那么就需要整定PID 的設(shè)置參數(shù)。如果溫度直接上升，過溫保護(hù)，那么，控制器出故障，須更換控制儀表。
2.低溫達(dá)不到試驗(yàn)的指標(biāo)，那你就要觀察溫度的變化，是溫度降的很慢，還是溫度到一定值后溫度有回升的趨勢，前者就要檢查一下，做低溫試驗(yàn)前是否將工作室烘干，使工作室保持干燥后再將試驗(yàn)樣品放入工作室內(nèi)再做試驗(yàn)，工作室內(nèi)的試驗(yàn)樣品是否放置的過多，使工作室內(nèi)的風(fēng)不能充分循環(huán)，在排除上述原因后，就要考慮是否是制冷系統(tǒng)中的故障了，這樣就要請廠家的專業(yè)人員進(jìn)行檢修。后者的現(xiàn)象是設(shè)備的使用環(huán)境不好所致，設(shè)備放置的環(huán)境溫度，放置的位置（箱體后與墻的距離）要滿足要求（在設(shè)備操作使用說明中都有規(guī)定）。
3.在做濕熱試驗(yàn)中，出現(xiàn)實(shí)際濕度會達(dá)到100%或者實(shí)際濕度與目標(biāo)濕度相差很大，數(shù)值低得很多，前者的現(xiàn)象：可能是濕球傳感器上的紗布干燥引起，那就要檢查濕球傳感器的水槽中是否缺水，水槽中的水位是由一水位控制器自動控制的，查水位控制器供水系統(tǒng)是否供水正常，水位控制器工作是否正常。另一種可能就是濕球紗布因使用時間長，或供水水質(zhì)純凈度的原因，會使紗布變硬，使紗布無法吸收水份而干燥，只要更換或清洗紗布即可排除以上現(xiàn)象。后者的現(xiàn)象主要是加濕系統(tǒng)不工作，查看加濕系統(tǒng)的供水系統(tǒng)，供水系統(tǒng)內(nèi)是否有一定的水量，控制加濕鍋爐水位的水位控制是否正常，加濕鍋爐內(nèi)的水位是否正常。如以上一切都正常，那就要檢查電器控制系統(tǒng)，這要請專業(yè)維修人員進(jìn)行檢修。
4.設(shè)備在試驗(yàn)運(yùn)行過程中突然出現(xiàn)故障時，控制儀表上出現(xiàn)對應(yīng)的故障顯示提示并有聲訊報(bào)警提示。操作人員可以對照設(shè)備的操作使用中的故障排除一章中快速檢查出屬于哪一類故障，即可請專業(yè)人員快速排除故障，以確保試驗(yàn)的正常進(jìn)行。
其它環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備在使用中還會有其它的現(xiàn)象，那就要具體現(xiàn)象，具體分析和排除。環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備還要定期進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，制冷系統(tǒng)的冷凝器定期清理，對于活動部件應(yīng)按說明書加油潤滑，電器控制系統(tǒng)定期維護(hù)檢查等等，這些工作是必不可少的。
