恒溫恒濕試驗箱系統(tǒng)配置與參數(shù)控制

     恒溫恒濕試驗箱是利用一定的方式將箱內(nèi)的溫度和濕度調(diào)節(jié)到給定值， 并在該條件下進行實驗， 達到實驗反應(yīng)要求。 即能同時施加溫度、 溫度應(yīng)力的試驗箱。 在實際使用過程中發(fā)現(xiàn)恒溫恒濕箱在實現(xiàn)對溫度、 濕度進行高精度、 高穩(wěn)定的控制中， 需保證實現(xiàn)制冷、加熱、加濕、 除濕等4 種空氣處理過程; 系統(tǒng)的運行的可靠性、經(jīng)濟性、控制方法實現(xiàn)的難易程度等設(shè)備系統(tǒng)配置如下：

(1) 制冷系統(tǒng)： 制冷系統(tǒng)采用電子半導(dǎo)體制冷 ， 這種制冷方式在溫差 Δt 為 5~10℃時， 其制冷能效比很高(10 左右 )， 而且基于制冷方式的特性是對電量的控制 ，易于實現(xiàn)制冷量的精確控制。 經(jīng)試驗驗證： 采取時間比例控制方案， 制冷運行時溫度精度可達 0.2℃。 設(shè)備配置： 半導(dǎo)體制冷器 1 塊， 規(guī)格制冷量 60W 12V 工作電流 8A。

(2) 制熱系統(tǒng)。 制冷系統(tǒng)基于制冷系統(tǒng)采用半導(dǎo)體制冷， 其熱泵運行能效比高， 且其特性也屬于電量轉(zhuǎn)換器件， 易于實現(xiàn)精確控制， 為了制造工藝的標(biāo)準(zhǔn)化，制熱采用半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的熱泵運行。 為了控制的方便，與制冷系統(tǒng)獨立配置。 經(jīng)試驗驗證， 采取時間比例控制方案， 制熱運行時溫度精度可達 0.2℃。 設(shè)備配置： 半導(dǎo)體制冷器 1 塊， 規(guī)格制冷量 60W 12V 工作電流 8A。

(3) 除濕系統(tǒng)用制冷除濕方法。 由于除濕所需溫度較低， 如： 24℃ 45%RH 露點溫度為 11.35， 23.℃ 45%RH 露點溫度為 10.4。 要達到需要的除濕效果空氣溫度需控制到 10.4 以下， 所以除濕系統(tǒng)的設(shè)置， 在制冷系統(tǒng)的基礎(chǔ)上再增加一套除濕制冷的配置， 運行時制冷系統(tǒng)和除濕制冷系統(tǒng)同時運行以保證除濕所需的低溫。 經(jīng)試驗驗證： 采用兩套半導(dǎo)體裝置串聯(lián)運行可以處理到露點溫度以下。

(4) 加濕系統(tǒng)。選用小型超聲波器，因為箱體空間小，且由于濕參數(shù)測控的滯后性，所以加濕器的加濕能力要小些，控制方案也采用連續(xù)控制， 或設(shè)定制兩側(cè)不對稱的通斷控制。經(jīng)試驗驗證， 可以將濕度控制在 5%的范圍內(nèi)。

(5) 控制系統(tǒng)。可采用 PLC 或開發(fā)單片機兩種方案都是可行的， 根據(jù)設(shè)備制造要求確定。 控制系統(tǒng)設(shè)計 2路檢測模擬量，1 路模擬量測溫度， 1 路模擬量測濕球度; 4 路開關(guān)量控制溫濕度處理系統(tǒng)。 如要求不高也可以考慮簡單的溫濕度控制儀表。

(6) 溫度控制 。溫度設(shè)定在 25±2℃ 范圍內(nèi)，波動控制在±0.5 ℃。整機溫度控制誤差在±0.5 ℃范圍內(nèi)，提高了實驗精度 (現(xiàn)有的恒溫恒濕箱大部分溫度控制精度在±2 ℃)，利用半導(dǎo)體制冷器實現(xiàn)。

(7) 濕度控制。一是用相對濕度作為測控參數(shù)，相對濕度設(shè)定在50%，波動范圍控制在±5%。小型超聲波加濕器配合以半導(dǎo)體制冷器的除濕作用; 二是用濕球溫度作為測控參數(shù)， 溫度設(shè)定在25℃， 波動控制在±0.5 ℃;濕球溫度設(shè)定在17.8 (參看空氣狀態(tài)參數(shù)表： 24.5， 55%RH 濕球溫 18.21， 25.5 45%RH 濕球溫度為 17.38)， 波動控制在±0.4 ℃， 既可以將箱內(nèi)濕度控制在要求的50%±5%范圍， 采用濕球溫度控制更為方便直接。