恒溫恒濕試驗箱工作原理簡介

一、引言：
恒溫恒濕箱是指能同時施加溫度、濕度應力的試驗箱。隨著我國工業產品研製的需要，近
幾年來，我國從國外引進了大批試驗係統，為我國工業產品的研製和定型發揮了重要作用，
但由於其本身的複雜性，使得試驗箱在運行中出現了許多問題，而且出現了問題不能及時解
決，大大延長了試驗周期，影響了產品的研製工作。而產生這些現象的原因是對綜合試驗的
工作原理不了解。為此，我們對試驗箱的基本工作原理作出了一些簡要闡述，並介紹如何對
綜合試驗箱試驗設備的故障進行分析和判斷。
二、原理：
恒溫恒濕箱由製冷係統，加熱係統，控製係統，溫度係統空氣循環係統，和傳感器係統
等組成，上述係統分屬電氣和機械製冷兩大方麵。下麵初步敘述幾個主要係統的工作原理和
工作過程。
2.1 傳感器係統：試驗箱的傳感器主要是溫度和濕度傳感器。溫度傳感器應用較多的是鉑電
組和熱電偶。濕度的測量方法有兩種：乾濕球溫度計法和固態電子式傳感器直接測量法。由
於乾濕球法測量精度不高，現在的試驗箱正逐步的以固態傳感器代替乾濕球來進行濕度的測
量。
2.2 加熱係統：試驗箱的加熱係統相對製冷係統而言，是比較簡單。它主要有大功率電阻絲
組成，由於試驗箱要求的升溫速率較大，因此試驗箱的加熱係統功率都比較大，而且在試驗
箱的底板也設有加熱器。
2.3 控製係統：控製係統是綜合試驗箱的核心，它決定了試驗箱的升溫速率，精度等重要指
標。現在試驗箱的控製器大都采用PID 控製，也有少部分采用PID 與模糊控製相組合的控
製方式。由於控製係統基本上屬於軟件的範疇，而且此部分在使用過程中，一般不會出現問
題。
2.4 製冷係統：製冷係統是綜合試驗箱的關鍵部分之一。一般來說，試驗箱的製冷方式都是
機械製冷以及輔助液氮製冷，機械製冷采用蒸汽壓縮式製冷，它們主要由壓縮機，冷凝器，
節流機構和蒸發器組成，由於我們試驗的溫度低溫要達到-80℃，單級製冷難以滿足滿足要
求，因此試驗箱的製冷方式一般采用複疊式製冷。我司（上海蘇盈試驗儀器有限公司）生產
的恒溫恒濕箱的製冷係統由兩部分組成，分彆稱為高溫部分和低溫部分，每一部分是一個相
對獨立的製冷係統。高溫部分中製冷劑的蒸發吸收來自低溫部分的製冷劑的熱量而汽化；低
溫部分製冷劑的蒸發則從被冷卻的對象（試驗箱內的空氣）吸熱以獲取冷量。高溫部分和低
溫部分之間是用一個蒸發冷凝器聯係起來，它既是高溫部分的冷凝器，也是低溫部分的冷凝
器。GSJ係列試驗箱的高溫部分製冷劑采用中溫製冷劑，低溫部分製冷劑是采用低溫製冷
劑，箱內溫度能達到-85-150℃.
2.5 溫度係統：溫度係統分為加濕和除濕兩個子係統。
試驗箱的加濕方式一般采用蒸汽加濕法，即將低壓蒸汽直接注入試驗空間加濕。這種加濕
方法加濕能力，速度快，加濕控製靈敏，尤其在降溫時容易實現強製加濕。
試驗箱的除濕方式有兩種：機械製冷除濕和乾燥除濕。機械製冷除濕的除濕原理是將空氣
冷卻到露點溫度以下，使大於飽和含濕量的水汽凝結析出，這樣就降低了濕度。乾燥器除濕
是利用氣泵將試驗箱內的空氣抽出，並將乾燥的空氣注入，同時將濕空氣送入可循環利用的
乾燥進行乾燥，乾燥完後又送入試驗箱內，如此反複循環進行除濕。現在大部分綜合試驗箱
采用前一種除濕方式法，後一種的除濕方法，可以使露點溫度達到0℃一下。適用於有特殊
要求的場合，但費用較貴。
2.6 空氣循環係統：空氣循環係統一般有離心式風扇和驅動其運轉的電機構成。它提供了試
驗箱內空氣的循環。
綜上所述，隻有深入了解試驗箱的工作原理和工作過程，才能迅速的解決試驗箱在運行
過程中出現的問題。希望本文能夠對從事環境設備管理運行維護人員有所裨益。