PRODUCT CLASSIFICATION
大型步入式試驗(yàn)箱技術(shù)解析:滿足復(fù)雜測(cè)試需求的關(guān)鍵設(shè)備
在眾多行業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)、質(zhì)量檢測(cè)以及材料性能研究過程中,模擬精準(zhǔn)且穩(wěn)定的溫濕度環(huán)境至關(guān)重要。大型步入式恒溫恒濕試驗(yàn)室作為一種能夠提供大面積、高精度溫濕度模擬空間的專業(yè)設(shè)備,正發(fā)揮著不可替代的作用。它可以模擬從低溫低濕到高溫高濕等各種復(fù)雜的環(huán)境條件,為產(chǎn)品在不同環(huán)境下的性能測(cè)試提供可靠保障。接下來,我們將從多個(gè)方面深入解析大型步入式恒溫恒濕試驗(yàn)室的關(guān)鍵技術(shù)。
一、工作原理與核心技術(shù)
制冷系統(tǒng):大型步入式恒溫恒濕試驗(yàn)室的制冷系統(tǒng)通常采用壓縮式制冷循環(huán),主要由壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流裝置和蒸發(fā)器四大部件組成。以常見的復(fù)疊式制冷系統(tǒng)為例,它由高溫級(jí)和低溫級(jí)兩個(gè)獨(dú)立的制冷循環(huán)組成。高溫級(jí)循環(huán)使用中溫制冷劑,如 R22,低溫級(jí)循環(huán)使用低溫制冷劑,如 R404A 或 R508B 等。高溫級(jí)壓縮機(jī)將高溫級(jí)制冷劑壓縮成高溫高壓氣體,進(jìn)入高溫級(jí)冷凝器,通過風(fēng)冷或水冷的方式散熱,冷凝成高壓液體。高壓液體經(jīng)過節(jié)流裝置降壓后,進(jìn)入低溫級(jí)蒸發(fā)器,吸收低溫級(jí)制冷劑的熱量,使其蒸發(fā)為氣體。低溫級(jí)制冷劑在低溫級(jí)壓縮機(jī)的作用下,被壓縮成高溫高壓氣體,進(jìn)入低溫級(jí)冷凝器(同時(shí)也是高溫級(jí)蒸發(fā)器),在這里向高溫級(jí)制冷劑放熱后冷凝成高壓液體,再經(jīng)過節(jié)流裝置降壓,進(jìn)入試驗(yàn)室的蒸發(fā)器,吸收試驗(yàn)室內(nèi)的熱量,實(shí)現(xiàn)降溫效果。通過精確控制壓縮機(jī)的運(yùn)行頻率、制冷劑的流量以及冷凝器的散熱效率等參數(shù),可精準(zhǔn)調(diào)節(jié)制冷量,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)室內(nèi)溫度的穩(wěn)定控制。
加熱系統(tǒng):加熱系統(tǒng)主要依靠電加熱元件來實(shí)現(xiàn)升溫功能。常見的電加熱元件有鎳鉻合金加熱絲,其具有較高的電阻率和良好的耐高溫性能。當(dāng)試驗(yàn)室內(nèi)溫度低于設(shè)定值時(shí),控制系統(tǒng)啟動(dòng)電加熱絲,電流通過加熱絲產(chǎn)生熱量,熱量通過空氣對(duì)流的方式傳遞到試驗(yàn)室內(nèi),使溫度升高。為了實(shí)現(xiàn)精確控溫,加熱系統(tǒng)通常結(jié)合比例 - 積分 - 微分(PID)控制算法。PID 控制器根據(jù)溫度傳感器實(shí)時(shí)采集的試驗(yàn)室內(nèi)溫度數(shù)據(jù),與設(shè)定溫度值進(jìn)行比較,計(jì)算出溫度偏差。然后,根據(jù)偏差的大小和變化趨勢(shì),自動(dòng)調(diào)節(jié)電加熱絲的加熱功率,使溫度快速、穩(wěn)定地趨近于設(shè)定值,一般可將溫度波動(dòng)度控制在 ±0.5℃以內(nèi)(空載條件下)。
加濕系統(tǒng):加濕方式主要有蒸汽加濕和超聲波加濕兩種。蒸汽加濕是通過電加熱將水加熱成蒸汽,然后將蒸汽引入試驗(yàn)室內(nèi),增加空氣濕度。這種方式加濕速度快、加濕量大,適用于對(duì)濕度要求較高且需要快速達(dá)到設(shè)定濕度的場(chǎng)合。例如,采用鍋爐式蒸汽發(fā)生器,通過控制加熱功率來調(diào)節(jié)蒸汽產(chǎn)生量,進(jìn)而控制加濕速度,一般加濕量可達(dá) 5 - 10L/min。超聲波加濕則是利用超聲波換能器將電能轉(zhuǎn)換為高頻機(jī)械振動(dòng),使水霧化成微小顆粒(粒徑通常在 1 - 5μm),通過風(fēng)機(jī)將水霧擴(kuò)散到試驗(yàn)室內(nèi),實(shí)現(xiàn)加濕目的。超聲波加濕的優(yōu)點(diǎn)是加濕均勻、無白粉污染,對(duì)水質(zhì)要求相對(duì)較低。濕度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)室內(nèi)的濕度數(shù)據(jù),并將信號(hào)反饋給控制系統(tǒng),控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定濕度值與實(shí)際濕度值的偏差,調(diào)節(jié)加濕設(shè)備的工作強(qiáng)度,以確保濕度控制精度。一般標(biāo)準(zhǔn)型設(shè)備的濕度偏差可控制在 ±1.5% RH,高精度型可達(dá) ±0.5% RH。
除濕系統(tǒng):除濕主要采用冷凝除濕和吸附除濕兩種方式。冷凝除濕利用制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器,當(dāng)潮濕空氣通過蒸發(fā)器表面時(shí),由于蒸發(fā)器溫度低于空氣的露點(diǎn)溫度,空氣中的水蒸氣遇冷會(huì)凝結(jié)成水滴,通過排水系統(tǒng)排出,從而降低空氣濕度。這種除濕方式適用于濕度較高且溫度相對(duì)較高的環(huán)境。吸附除濕則是利用具有吸濕性能的材料,如硅膠、分子篩等,吸附空氣中的水分,達(dá)到除濕目的。吸附式除濕機(jī)通常采用轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)輪由吸附劑填充,在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)。潮濕空氣通過轉(zhuǎn)輪的吸附區(qū)時(shí),水分被吸附劑吸附,干燥后的空氣排出。當(dāng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)到再生區(qū)時(shí),通過加熱的方式使吸附劑中的水分脫附,轉(zhuǎn)輪恢復(fù)吸濕能力,實(shí)現(xiàn)循環(huán)工作。在實(shí)際應(yīng)用中,常根據(jù)試驗(yàn)室的具體需求和濕度控制精度要求,選擇合適的除濕方式或結(jié)合使用多種除濕方式。
外箱:外箱是試驗(yàn)室的外殼,主要起到保護(hù)和支撐內(nèi)部部件的作用。通常采用冷軋鋼板或不銹鋼材質(zhì),表面經(jīng)過噴塑處理,具有良好的防銹、防腐蝕性能和美觀性。外箱的厚度一般根據(jù)試驗(yàn)室的尺寸和強(qiáng)度要求進(jìn)行設(shè)計(jì),大型試驗(yàn)室的外箱鋼板厚度通常在 1.5 - 3mm 之間,以確保足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,能夠承受內(nèi)部設(shè)備和保溫材料的重量,以及在試驗(yàn)過程中可能產(chǎn)生的壓力變化。
內(nèi)箱:內(nèi)箱直接接觸試驗(yàn)樣品和試驗(yàn)環(huán)境,對(duì)材質(zhì)的要求更高。一般采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼板,如 SUS304 或 SUS316L,其具有表面光滑、耐腐蝕、易清潔等優(yōu)點(diǎn),可有效避免在高濕度或腐蝕性環(huán)境下生銹,保證試驗(yàn)環(huán)境的純凈度,防止對(duì)試驗(yàn)樣品造成污染。內(nèi)箱的尺寸根據(jù)試驗(yàn)室的規(guī)格而定,大型步入式試驗(yàn)室的內(nèi)箱空間可根據(jù)實(shí)際需求定制,從幾十立方米到上百立方米不等,以滿足不同規(guī)模的試驗(yàn)需求。
保溫層:保溫層位于外箱和內(nèi)箱之間,其作用是減少試驗(yàn)室內(nèi)外的熱量交換,降低能耗,保證溫濕度控制的穩(wěn)定性。常用的保溫材料有聚氨酯硬質(zhì)發(fā)泡材料和玻璃纖維棉。聚氨酯硬質(zhì)發(fā)泡材料具有導(dǎo)熱系數(shù)低、保溫性能好、質(zhì)輕且強(qiáng)度高的特點(diǎn),其導(dǎo)熱系數(shù)一般在 0.02 - 0.03W/(m?K) 之間,保溫層厚度通常在 100 - 200mm。玻璃纖維棉也是一種優(yōu)良的保溫材料,具有不燃、耐腐蝕、吸聲性能好等優(yōu)點(diǎn),其導(dǎo)熱系數(shù)在 0.03 - 0.04W/(m?K) 左右,保溫層厚度一般在 150 - 250mm。在實(shí)際應(yīng)用中,可根據(jù)試驗(yàn)室的使用環(huán)境、成本等因素選擇合適的保溫材料。
控制器:控制器是大型步入式恒溫恒濕試驗(yàn)室的核心控制部件,負(fù)責(zé)對(duì)溫濕度、風(fēng)機(jī)、制冷、加熱、加濕、除濕等各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一控制和協(xié)調(diào)。目前,常用的控制器有可編程邏輯控制器(PLC)和觸摸屏控制器。PLC 具有可靠性高、編程靈活、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的控制邏輯。觸摸屏控制器則操作簡便、界面直觀,操作人員可通過觸摸屏幕輕松完成參數(shù)設(shè)置、程序編輯、設(shè)備監(jiān)控等功能??刂破骶邆鋸?qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力,能夠快速響應(yīng)傳感器傳來的信號(hào),并根據(jù)預(yù)設(shè)的控制算法對(duì)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行精確控制,確保試驗(yàn)室內(nèi)的溫濕度始終保持在設(shè)定范圍內(nèi)。
傳感器:傳感器用于實(shí)時(shí)采集試驗(yàn)室內(nèi)的溫濕度數(shù)據(jù),并將其傳輸給控制器。溫度傳感器一般采用高精度鉑電阻(PT100),其具有測(cè)量精度高、穩(wěn)定性好、線性度優(yōu)良等特點(diǎn),測(cè)量精度可達(dá) ±0.1℃。濕度傳感器常見的有電容式濕度傳感器和電阻式濕度傳感器,電容式濕度傳感器具有響應(yīng)速度快、精度高、測(cè)量范圍寬等優(yōu)點(diǎn),精度一般可達(dá) ±1% RH,能夠滿足大多數(shù)試驗(yàn)對(duì)濕度測(cè)量的要求。此外,為了確保設(shè)備的安全運(yùn)行,還配備了壓力傳感器、液位傳感器等其他類型的傳感器,用于監(jiān)測(cè)制冷系統(tǒng)壓力、加濕水箱液位等參數(shù)。
三、操作規(guī)范與注意事項(xiàng)
數(shù)據(jù)記錄與遠(yuǎn)程監(jiān)控:控制系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)記錄功能,能夠自動(dòng)記錄試驗(yàn)過程中的溫濕度數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等信息。數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)在本地存儲(chǔ)器中,也可通過網(wǎng)絡(luò)接口上傳至遠(yuǎn)程服務(wù)器,方便用戶隨時(shí)查詢和分析。同時(shí),一些先進(jìn)的控制系統(tǒng)還支持遠(yuǎn)程監(jiān)控功能,用戶可通過手機(jī)、平板電腦或電腦等終端設(shè)備,在任何有網(wǎng)絡(luò)連接的地方實(shí)時(shí)監(jiān)控試驗(yàn)室的運(yùn)行情況,進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、設(shè)備啟停等操作,大大提高了設(shè)備的使用便利性和管理效率。
參數(shù)設(shè)定:進(jìn)入設(shè)備的控制系統(tǒng),根據(jù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和要求,精確設(shè)定試驗(yàn)所需的溫度、濕度和試驗(yàn)時(shí)間等參數(shù)。在設(shè)定溫度和濕度時(shí),要注意設(shè)備的溫度范圍和濕度范圍,確保設(shè)定值在設(shè)備的可調(diào)節(jié)范圍內(nèi)。例如,常見的大型步入式恒溫恒濕試驗(yàn)室溫度范圍一般為 - 20℃ - +150℃,濕度范圍為 20% - 98% RH。同時(shí),還需根據(jù)試驗(yàn)的精度要求,合理設(shè)置溫濕度的控制精度,一般溫度控制精度可設(shè)置在 ±0.5℃ - ±1℃,濕度控制精度設(shè)置在 ±2% RH - ±3% RH。在設(shè)定試驗(yàn)時(shí)間時(shí),要根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康暮蜆悠诽匦源_定合適的時(shí)長,對(duì)于一些產(chǎn)品的老化試驗(yàn),可能需要設(shè)置數(shù)小時(shí)甚至數(shù)天的試驗(yàn)時(shí)間。
設(shè)備檢查:在開啟設(shè)備前,需對(duì)大型步入式恒溫恒濕試驗(yàn)室進(jìn)行全面檢查。首先檢查設(shè)備的外觀,查看箱體是否有損壞、變形,門的密封情況是否良好,各部件連接是否牢固。然后檢查設(shè)備的電氣系統(tǒng),包括電源線連接是否正常,電壓是否符合設(shè)備要求,接地是否可靠,避免因電氣故障引發(fā)安全事故。接著檢查制冷系統(tǒng),查看制冷劑管路是否有泄漏跡象(可通過觀察管路接頭處是否有油漬來判斷),壓縮機(jī)的油位是否正常,制冷系統(tǒng)的壓力是否在規(guī)定范圍內(nèi)。對(duì)于加熱系統(tǒng),檢查加熱絲是否有損壞,接線是否松動(dòng)。此外,還需檢查加濕系統(tǒng)的水箱水位是否正常,水質(zhì)是否清潔,除濕系統(tǒng)的排水管路是否通暢等。
清潔保養(yǎng):定期對(duì)大型步入式恒溫恒濕試驗(yàn)室的內(nèi)外表面進(jìn)行清潔。外表面可用濕布擦拭,去除灰塵和污漬;內(nèi)表面用干凈的軟布擦拭,避免使用腐蝕性清潔劑,以免損壞內(nèi)箱材質(zhì)。對(duì)于設(shè)備的風(fēng)道、風(fēng)機(jī)等部件,每隔一段時(shí)間(一般為 1 - 2 個(gè)月)使用吸塵器或壓縮空氣進(jìn)行清理,去除灰塵和雜物,確保空氣循環(huán)順暢。加濕系統(tǒng)的水箱應(yīng)每周清洗一次,防止水垢和細(xì)菌滋生,影響加濕效果和水質(zhì)。
部件檢查:定期檢查制冷系統(tǒng)的制冷劑管路是否有泄漏現(xiàn)象,可使用肥皂水涂抹在管路接頭處,觀察是否有氣泡產(chǎn)生,如有泄漏應(yīng)及時(shí)修復(fù)。檢查壓縮機(jī)的運(yùn)行狀態(tài),包括壓縮機(jī)的溫度、壓力、油位等參數(shù),確保壓縮機(jī)正常工作。對(duì)于加熱系統(tǒng),檢查加熱絲是否有損壞、老化現(xiàn)象,接線是否牢固。電氣系統(tǒng)方面,檢查各電氣元件的連接是否松動(dòng),電線是否有破損、老化等情況,如有問題及時(shí)更換。同時(shí),定期檢查設(shè)備的傳感器是否正常工作,可通過對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)溫濕度計(jì)的數(shù)據(jù)來判斷傳感器的準(zhǔn)確性,如有偏差應(yīng)及時(shí)校準(zhǔn)或更換。
廣東皓天檢測(cè)儀器有限公司
86-0769-81085066
廣東省東莞市常平鎮(zhèn)常平中信路 101號(hào)1號(hào)樓102室
15876446198@163.com
掃碼加微信
Copyright © 2025廣東皓天檢測(cè)儀器有限公司 All Rights Reserved 備案號(hào):粵ICP備2024233531號(hào)
技術(shù)支持:智能制造網(wǎng) 管理登錄 sitemap.xml