恒溫恒濕箱的工作原理主要涉及溫度控制和濕度控制兩個(gè)方面,具體依賴于其內(nèi)部的多個(gè)系統(tǒng)協(xié)同工作。以下是詳細(xì)的工作原理介紹:
一、溫度控制
1、制冷系統(tǒng)
工作原理:制冷系統(tǒng)通常采用蒸汽壓縮制冷法,主要由冷凝器、壓縮機(jī)、節(jié)流機(jī)構(gòu)和蒸發(fā)器組成。液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器中吸收空氣的熱量并開(kāi)始蒸發(fā),造成制冷劑與空氣之間形成一定的溫度差,使空氣被降溫。隨后,氣態(tài)制冷劑被壓縮機(jī)吸入并壓縮,壓力和溫度增加,然后通過(guò)冷凝器吸收熱量,凝結(jié)成液體。通過(guò)膨脹閥(或毛細(xì)管)節(jié)流后,制冷劑變成低溫低壓狀態(tài),再次進(jìn)入蒸發(fā)器,完成制冷劑循環(huán)過(guò)程。
制冷方式:由于試驗(yàn)環(huán)境的低溫要求通常需要達(dá)到-55℃以下,單一制冷難以滿足要求,因此試驗(yàn)箱的制冷方式一般采用復(fù)疊式制冷。復(fù)疊式制冷系統(tǒng)由高溫和低溫部分組成,每部分是一個(gè)單獨(dú)的制冷系統(tǒng),通過(guò)蒸發(fā)冷凝器聯(lián)系起來(lái)。
2、加熱系統(tǒng)
工作原理:加熱系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單,主要由大功率電阻絲組成。當(dāng)實(shí)際溫度低于設(shè)定溫度時(shí),控制系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)加熱系統(tǒng),通過(guò)電熱元件提高溫度。
3、控制系統(tǒng)
作用:控制系統(tǒng)是試驗(yàn)箱的核心部分,決定了試驗(yàn)箱的升溫速率、精度等重要指標(biāo)。
工作原理:控制系統(tǒng)通過(guò)溫度傳感器監(jiān)測(cè)實(shí)際溫度,并與設(shè)定溫度進(jìn)行比較。當(dāng)實(shí)際溫度高于設(shè)定溫度時(shí),控制系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)制冷系統(tǒng);當(dāng)實(shí)際溫度低于設(shè)定溫度時(shí),會(huì)啟動(dòng)加熱系統(tǒng)。
二、濕度控制
1、濕度系統(tǒng)
工作原理:濕度系統(tǒng)分為加濕和除濕兩個(gè)子系統(tǒng)。當(dāng)實(shí)際濕度低于設(shè)定濕度時(shí),控制系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)加濕器,增加箱體內(nèi)的濕度;當(dāng)實(shí)際濕度高于設(shè)定濕度時(shí),會(huì)啟動(dòng)去濕器,降低箱體內(nèi)的濕度。
加濕方式:加濕器通過(guò)增加空氣中的水蒸氣來(lái)提高濕度。
除濕方式:除濕器通常采用機(jī)械制冷除濕或干燥器除濕。機(jī)械制冷除濕的原理是將空氣冷卻到露點(diǎn)溫度以下,使大于飽和含濕量的水汽凝聚析出,從而降低濕度。干燥器除濕則是利用氣泵將試驗(yàn)箱內(nèi)的空氣抽出,并將干燥的空氣注入。
2、空氣循環(huán)系統(tǒng)
組成:空氣循環(huán)系統(tǒng)通常由離心式風(fēng)扇和驅(qū)動(dòng)其運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)構(gòu)成。
工作原理:風(fēng)機(jī)負(fù)責(zé)將空氣從回風(fēng)口吸入,空氣經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器(降溫、除濕)、加濕器(加濕)、電加熱器(升溫)后,經(jīng)送風(fēng)口到達(dá)用戶指定的空間。送出的空氣與空間內(nèi)的空氣混合后,再回到回風(fēng)口,形成循環(huán)。
三、電器自控系統(tǒng)
組成:電器自控系統(tǒng)包括電源部分和自動(dòng)控制部分。
工作原理:溫濕度控制器將回風(fēng)的溫濕度與用戶設(shè)定的溫濕度進(jìn)行對(duì)比,自動(dòng)運(yùn)行壓縮機(jī)(降溫、除濕)、加濕器、電加熱(升溫)等元件,實(shí)現(xiàn)恒溫恒濕試驗(yàn)的自動(dòng)控制。