恒温恒湿箱的原理和工作过程

恒温恒湿箱的原理和工作过程

恒温恒湿箱是指同时施加温度、湿度应力的试验箱，有控制系统、制冷系统、加热系统、温度系统、空气循环系统和传感器系统等组成，上述系统分属电气和机械制冷量大方面。下面初步讲述几个主要系统的工作原理和工作过程。


控制系统是综合试验箱的核心。它决定了试验箱的升温速率，精度等重要指标，现在试验箱的控制器大部分采用PID控制。也有少部分采用PID与模糊控制相组合的控制方式，由于控制系统基本上属于软件的范畴，而且此部分在使用过程中，一般不会出现问题。

制冷系统是综合试验箱的关键部分之一。一般来说，试验箱的制冷方式都是机械制冷以及辅助液氮制冷，机械制冷采用蒸汽压缩式制冷，它们主要由压缩机，冷凝器，节流机构和蒸发器组成，由于我们试验的温度低温要达到-55度，单级制冷难以满足要求，因此试验箱的制冷方式一般采用复叠式制冷方式。

加热系统：试验箱的加热系统相对制冷系统而言，是比较简单的。它主要有大功率电阻丝组成，由于试验箱要求的升温速率较大，因此试验箱的加热系统功率都比较大，而且在试验箱的底板也设有加热。


温度系统分为加湿和除湿两个子系统。试验箱的加湿方式一般采用蒸汽加湿法，即将低压蒸汽直接注入试验空间加湿。这种加湿方法加湿能力、速度快，加湿控制灵敏，尤其在降温时容易实现强制加湿。试验箱的除湿方式有两种：机械制冷除湿和干燥除湿。机械制冷除湿的除湿原理是将空气冷却到露点温度一下，使大于饱和含湿量的水汽凝结析出，这就是降低了湿度。干燥器除湿是利用气泵将试验箱内的空气抽出，并将干燥的空气注入，同时将湿空气送入可循环利用的的干燥进行干燥，干燥完后又送入试验箱内，如此反复循环进行除湿，现在大部分综合试验箱采用前一种除湿方式法，后一种的除湿方法，可以使露点温度达到0度以下，适用于特殊要求的场合，但费用较贵。

恒温恒湿箱的传感器主要是温度和湿度传感器，温度传感器应用较多的是铂电阻和热电偶，湿度的测量方法有两种：干湿球温度计法和固态电子式传感器直接测量法，由于干湿球法测量精度不高，现在的试验箱已是固态传感器代替干湿球来进行湿度的测量。