高低溫低氣壓試驗箱的溫度和氣壓調控系統是如何工作的？

高低溫低氣壓試驗箱的溫度和氣壓調控系統是保證試驗環境準確性的關鍵部分，它們的工作原理如下：

溫度調控系統

加熱過程

當試驗箱需要升溫時，控制系統會發送指令給加熱元件。加熱元件通常是電加熱絲或加熱管，這些元件分布在試驗箱內部的適當位置。

電流通過加熱元件，根據焦耳定律（Q = I2Rt）產生熱量。加熱元件將電能轉化為熱能，周圍的空氣吸收熱量后溫度升高。

為了使熱量均勻分布，試驗箱內配備了循環風扇。風扇將熱空氣吹送到試驗箱的各個角落，確保箱內溫度均勻上升，避免出現局部過熱的情況。

制冷過程

制冷系統一般基于蒸汽壓縮式制冷循環原理工作。首先，壓縮機將制冷劑氣體壓縮成高溫高壓狀態。這個過程中，制冷劑的溫度和壓力大幅上升。

高溫高壓的制冷劑進入冷凝器，通過風冷或水冷的方式，將熱量散發到周圍環境中，自身冷卻并液化。

液態制冷劑經過膨脹閥，膨脹閥起到節流降壓的作用，使制冷劑的壓力和溫度急劇下降，變成低溫低壓的氣液混合物。

低溫低壓的制冷劑進入蒸發器，在蒸發器中吸收周圍空氣的熱量而汽化。試驗箱內的空氣熱量被制冷劑帶走，溫度降低。同樣，循環風扇會促使冷空氣在箱內循環，使溫度均勻下降。

溫度傳感器實時監測箱內溫度，并將溫度信號反饋給控制系統。控制系統根據設定的溫度值和實際溫度的差異，精確調節加熱或制冷系統的工作狀態，以保持溫度的穩定。例如，如果設定溫度為 50℃，而實際溫度為 48℃，控制系統會適當降低加熱功率，使溫度緩慢上升到設定值。

氣壓調控系統

降壓過程

當需要營造低氣壓環境時，真空泵開始工作。真空泵通過管道與試驗箱內部相連，它不斷地抽出箱內的空氣，使箱內氣壓逐漸降低。

氣壓傳感器實時監測箱內氣壓，并將數據反饋給控制系統。控制系統根據設定的氣壓值來控制真空泵的工作狀態。例如，如果設定氣壓為 10kPa，當氣壓傳感器檢測到氣壓高于 10kPa 時，真空泵會持續工作，直到達到設定氣壓。

在降壓過程中，為了防止試驗樣品受到過大的氣壓差影響，降壓速度通常是可調節的。一般來說，氣壓的變化速率會控制在一定范圍內，比如不超過 15kPa/min。

升壓過程

當試驗結束或需要恢復到常壓環境時，進氣閥門打開，外界空氣緩慢進入試驗箱。進氣的速度也可以通過控制系統進行調節，以避免氣壓的急劇變化對試驗樣品造成損壞。

同樣，氣壓傳感器會持續監測氣壓變化，當箱內氣壓達到常壓或者設定的其他氣壓值時，控制系統會關閉進氣閥門。

溫度和氣壓調控系統相互配合，通過精確的傳感器反饋和智能的控制系統，能夠模擬出各種高低溫、低氣壓的復雜環境，為試驗提供穩定、準確的條件。