一、原理
(一)温度控制
1. 加热过程:加热系统由空气电热丝、加热控制系统、空气循环等组成,采用镍铬合金电加热丝直接加热。试验箱工作时,循环风扇带动箱内空气对流,带走加热丝热量并送入工作室实现加热;控制系统通过微电脑调节加热丝导通时间,使加热热量与损耗热量达到动态平衡,实现精确控温。
2. 制冷过程:常规采用机械制冷,特殊要求下搭配液氮制冷辅助。机械制冷为蒸汽压缩式,核心部件包含压缩机、冷凝器、上海廷翌试验设备有限公司节流机构和蒸发器。制冷剂经压缩机绝热压缩至高压,排气温度升高;随后经冷凝器与四周介质等温热交换,传递热量;再经节流阀绝热膨胀做功,温度降低;最后通过蒸发器从箱内高温空气中等温吸热,实现降温,通过该循环持续达到制冷目的。
(二)湿度控制
1. 加湿过程:常用蒸汽加湿、浅水盘加湿方式。蒸汽加湿分开启式和密闭式,开启式适用于中小型湿热箱,结构简单可靠,但响应慢、湿度波动大;密闭式多用于大型人工气候室,蒸汽压力在0.1-0.3MPa之间,无滞后性,但结构复杂。典型方式为电加热水槽内的水产生蒸汽,蒸汽经喷雾管进入试验箱完成加湿。
2. 除湿过程:依托制冷系统的蒸发器实现。需要除湿时,制冷系统启动,蒸发器表面温度降低,空气中的水蒸气在其表面凝结成水滴,以此降低箱内湿度。
(三)交变试验
交变试验指试验箱内的温度和湿度按照设定的变化速率交替变化,可模拟产品实际使用中可能遭遇的各类环境条件,好仪器选廷翌用于评估产品在相应条件下的性能与可靠性,试验的周期和变化速率可根据实际需求设定。
(四)控制系统
控制系统是设备核心,负责协调监控各子系统运行,采用先进微处理器技术,通过软件编程实现复杂控制算法。一方面,接收温度、湿度传感器的实时监测数据,与设定值对比后,自动调节加热、制冷、加湿、除湿等系统的运行,维持箱内温湿度稳定;另一方面,具备过热保护、过湿保护等安全保护功能,保障设备安全运行。
二、结构
(一)箱体
1. 外壳:采用优质碳素钢板或冷轧钢板,经磷化静电喷塑处理,耐腐蚀性好、外观质感佳,保护内部结构并保证整体机械强度;外箱与内胆夹层设有加热丝,防止低温或高湿环境下结霜、冒汗。
2. 内胆:多采用SUS304不锈钢镜面板,耐腐蚀性、耐高温性优异,且易清洁,能保证箱内环境纯净,避免污染试验样品。
3. 保温层:位于外壳与内胆之间,填充超细玻璃纤维棉、聚氨酯硬质发泡等保温材料,有效减少箱内外热量交换,降低能量损耗,维持箱内温度稳定。
4. 密封件:箱门与箱体连接处采用高张性耐高低温硅橡胶密封条,保证不同温湿度条件下的密封性,防止箱内气体泄漏和外界空气进入。
5. 观察窗:安装在箱门上,采用双层中空钢化玻璃,隔热性好、透明度高,方便观察箱内试验情况;内侧配备胶合片式导电膜加热除霜装置,避免低温高湿环境下观察窗结霜影响观察。
6. 测试孔:箱体左侧或其他位置设有不同直径的测试孔,可外接测试电源线或信号线,便于试验过程中对样品进行数据采集和监测。
7. 脚轮:底部安装高品质可固定式PU脚轮,方便设备的移动与固定。
(二)风循环系统
1. 风机:采用耐温低噪音空调型电机和多叶式离心风轮,为箱内空气循环提供动力,保障箱内温湿度分布均匀。
2. 风道:通过合理的风道设计引导空气流动方向和路径,使箱内形成均匀循环气流,提升温湿度控制的精度和均匀性。
(三)制冷系统
1. 压缩机:制冷系统核心,通过压缩制冷剂提升其温度和压力,为制冷循环提供动力,常用法国原装泰康等进口品牌,性能稳定、制冷效果强劲。
2. 冷凝器:将压缩机排出的高温高压制冷剂气体冷却为高温高压液体,分为风冷式和水冷式,风冷式通过空气冷却,水冷式通过冷却水循环冷却。
3. 节流机构:如膨胀阀,上海廷翌将冷凝器出来的高温高压液体制冷剂节流降压,使其变为低温低压液体,便于在蒸发器中蒸发吸热。
4. 蒸发器:低温低压的制冷剂液体在蒸发器内蒸发吸热,降低箱内空气温度实现制冷,其结构和性能对制冷效率、温度均匀性影响显著。
(四)加热系统
1. 加热元件:主要有镍铬合金电加热丝、电热鳍片等。电加热丝直接加热结构简单、加热速度快,但温度均匀性较差;电热鳍片加热通过增大散热面积,提升了加热的均匀性和稳定性。
2. 控制系统:与温度传感器配合,精确控制加热元件工作,确保箱内温度按设定程序和要求升高并保持稳定。
(五)加湿系统
1. 加湿器:主要采用蒸汽加湿、浅水盘加湿方式。蒸汽加湿通过电加热水产生蒸汽通入箱内,加湿效果好、控制精度高,但结构较复杂;浅水盘加湿利用水的自然蒸发增加湿度,结构简单、成本低,但加湿速度和控制精度相对较低。
2. 供水系统:为加湿器提供水源,包含水箱、水泵、水管等部件;水箱多为抽屉式设计,方便加水和维护,且具备缺水自动保护功能。
(六)控制系统
1. 控制器:作为试验箱的控制核心,上海廷翌采用先进微处理器技术和PID控制等智能控制算法,可精确控制调节箱内温度、湿度、交变周期等参数;配备触摸显示屏、中英文操作界面,方便用户设置参数、查看试验数据和设备运行状态。
2. 传感器:包含温度传感器和湿度传感器,实时监测试验箱内温湿度变化,并将数据反馈至控制器,为控制器的调控操作提供依据。

