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恒温恒湿试验箱的各系统结构的工作原理

大多数的电子电器制造工厂在产品研发及验证阶段都会对其进行相应的测试,以保证产品的品质,环境测试就是其中一种测试,环境测试通常会用到试验箱,试验箱根据模拟不同的环境可分为不同的试验箱,下面就介绍其中的一种恒温恒湿试验箱
恒温恒湿试验箱是指能同时施加温度、湿度应力的试验箱。在产品的研发和验证期间,恒温恒湿试验箱可以为试验中的产品提供温湿度环境或周边产品连接稳定性等仿真测试。从而评估是否有电子组件失效、焊点异常及系统功能遭受破坏等一些情况。
恒温恒湿试验箱结构体统由六部分组成:制冷系统、加热系统、控制系统、温度系统、空气循环系统以及传感器系统等组成。下面初步叙述几个主要系统在整个恒温恒湿试验箱中的工作原理和工作过程。
1、制冷系统:制冷系统是综合恒温恒湿试验箱的关键部分之一。一般来说,恒温恒湿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℃,单级制冷难以满足满足要求,因此恒温恒湿试验箱的制冷方式一般采用复叠式制冷。恒温恒湿试验箱的制冷系统由两部分组成,分别称为高温部分和低温部分,每一部分是一个相对独立的制冷系统。高温部分中制冷剂的蒸发吸收来自低温部分的制冷剂的热量而汽化;低温部分制冷剂的蒸发则从被冷却的对象(试验箱内的空气)吸热以获取冷量。高温部分和低温部分之间是用一个蒸发冷凝器联系起来,它既是高温部分的冷凝器,也是低温部分的冷凝器。恒温恒湿试验箱的高温部分制冷剂采用中温制冷剂,低温部分制冷剂是采用低温制冷剂,箱内温度能达到-70-150℃.
2、加热系统:恒温恒湿试验箱的加热系统相对制冷系统而言比较简单。它主要有大功率电阻丝组成,由于恒温恒湿试验箱要求的升温速率较大,因此恒温恒湿试验箱的加热系统功率都比较大,而且在恒温恒湿试验箱的底板也设有加热器。
3、控制系统:控制系统是整个恒温恒湿试验箱系统的核心,它决定了试验箱的升温速率,精度等重要指标。现在恒温恒湿试验箱的控制器大都采用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。
4、湿度系统:湿度系统分为加湿和除湿两个子系统。
恒温恒湿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。恒温恒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以下,使大于饱和含湿量的水汽凝结析出,这样就降低了湿度。干燥器除湿是利用气泵将恒温恒湿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。现在大部分恒温恒湿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℃一下。适用于有特殊要求的场合,但费用较贵。
5、传感器系统:恒温恒湿试验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组和热电偶。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,现在的恒温恒湿试验箱正逐步的以固态传感器代替干湿球来进行湿度的测量。
6、空气循环系统:空气循环系统一般有离心式风扇和驱动其运转的电机构成。它提供了恒温恒湿试验箱内空气的循环。


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