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高低温湿热试验箱；恒温恒湿箱；恒温恒湿试验箱

高低温湿热试验箱；恒温恒湿箱；恒温恒湿试验箱是指能同时施加温度、湿度应力的试验箱。随着我国工业产品研制的需要，近几年来，我国从国外引进了大批试验系统，为我国工业产品的研制和定型发挥了重要作用，但由于其本身的复杂性，使得试验箱在运行中出现了许多问题，而且出现了问题不能及时解决，大大延长了试验周期，影响了产品的研制工作。而产生这些现象的原因是对综合试验的工作原理不了解。为此，我们对试验箱的基本工作原理作出了一些简要阐述，并介绍如何对综合试验箱试验设备的故障进行分析和判断。 
恒温恒湿箱由制冷系统，加热系统，控制系统，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两大方面。 
一、高低温湿热试验箱；恒温恒湿箱；恒温恒湿试验箱控制系统：控制系统是高低温试验箱的核心，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。PID控制器使用一般不会出问题。 
二、高低温湿热试验箱；恒温恒湿箱；恒温恒湿试验箱加热系统：高低温湿热试验箱的加热系统相对制冷系统而言是比较简单。它主要由大功率电阻丝组成，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器。 
三、高低温湿热试验箱；恒温恒湿箱；恒温恒湿试验箱制冷系统：制冷系统是高低温湿热试验箱的关键部分之一。一般来说，高低温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，因此高低温试验箱的制冷方式一般采用复叠式制冷。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。试验箱的高温部分制冷剂采用中温制冷剂HP80，低温部分制冷剂是采用低温制冷剂R23（环保型），箱内温度能达到-70℃。高低温试验箱除湿时只启动R404A(节能降耗)，降温时启动R404A 、R23。 
四、高低温湿热试验箱；恒温恒湿箱；恒温恒湿试验箱传感器系统：高低温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，武汉尚测试验设备有限公司生产的高低温湿热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。 
五、高低温湿热试验箱；恒温恒湿箱；恒温恒湿试验箱湿度系统：湿度系统分为加湿和除湿两个子系统。 
1、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。 
2、除湿方式有两种：机械制冷除湿和干燥除湿。 

a、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。市场的试验箱大多采用此除湿方式。  b用A3钢板喷塑，增加了外观质感和洁净度补水箱置于控制箱体右下部，并有缺水自动保护，更便利操作者补充水源。大型观测视窗附照明灯保持箱内明亮，且利用发热体内嵌式钢化玻璃，随时清晰的观测箱内状况。 
加湿系统管路与控制线路板分开，可避免因加湿管路漏水发生故障，提高安全性。 水路系统管路电路系统方便维护和检修。 
箱体保温采用超细玻璃纤维保温棉，可避免不必要的能量损失。 
箱体左侧配一直径50mm的测试孔，可供外接测试电源线或信号线使用。  
冷冻及风路循环系统： 
制冷机采用法国原装󰀀泰康󰀀全封闭压缩机。 冷冻系统采用单元或二元式低温回路系统设计。 
采用多翼式送风机强力送风循环，避免任何死角，可使测试区域内温湿度分布均匀。 风路循环出风回风设计，风压、风速均符合测试标准，并可使开门瞬间温湿度回稳时间快。 
升温、降温、加湿系统完全独立可提高效率，降低测试成本，增长寿命，减低故障率。  
系统组成： 
、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℃一下。适用于有特殊要求的场合，但费用较贵。建议客户根据公司预算和实际试验需要要求厂家配备适合的除湿方式。  六、 高低温湿热试验箱空气循环系统：空气循环系统一般有离心风扇和驱动其运转的电机构成。它提供了箱内空气的循环。    加湿除湿的进行：  恒温恒湿试验箱为了实现试验条件，不可避免地要对试验箱进行加湿和除湿的操作，本文就目前在恒温恒湿试验箱中运用较多的各种方法进行分析，指出它们各自的优缺点和建议使用的条件。  湿度表示的方法很多，就试验设备而言，通常用相对湿度这一概念描述湿度。相对湿度的定义是指空气中水汽分压力与该温度下水的饱和汽压之比并用百分数表示。由水汽饱和压力性质可知，水汽的饱和压力只是温度的函数，与水汽可处的空气压力无关，人们通过大量的实验和整理寻求到了表示水汽饱和压力与温度之间的关系，其中已被工程和计量大量采用的应当是戈夫格列其公式。它被目前气象部门编制湿度查算表所采用。  加湿的过程实际上就是提高水汽分压力，最初的加湿方式就是向试验箱壁喷淋水，通过控制水温使水表面饱和压力得到控制。箱壁表面的水形成较大的面，在这个面上向箱内通过扩散的方式向箱内加入水汽压使试验箱中相对湿度升高，这一方法出现在上世纪五十年代。由于当时对湿度的控制主要是用水银电接点式导电表进行简单的开关量调节，对于大滞后的热水箱水温的控制适应性较差，因此控制的过渡过程较长，不能满足交变湿热对加湿量要求较多的需要，更重要地是在对箱壁喷淋的时候，不可避免地有水滴淋在试品上对试品形成不同程度的污染。同时对箱内排水也有一定的要求。这一方法很快就被蒸汽加湿和浅水盘加湿所取代。但是这一方法还是有一些优点。虽然它的控制过渡过程较长，但系统稳定后湿度波动较小，比较适合做恒定湿热试验。另外在加湿过程中水汽不过热不会增加系统中的额外热量。还有，当控制喷淋水温使之低于试验要求的要点温度时，喷淋水具有除湿作用。  随着湿热试验由恒定湿热向交变湿热发展，要求有较快的加湿反应能力，喷淋加湿已不能满足要求时，蒸汽加湿和浅水盘加湿方法开始大量被采用并得到发展。 
 
温度控制： 
谈到温度，就有高温与低温的分。高温控制是个加热的过程，控制较为简单。高低温试验箱的加热采用独立的加热方式，远红外镍铬合金高速加温电热丝，温度控制采用P·I·D+S·S·R系统同频道协调控制，输出功率均由微电脑演算，以达高精度及高效率的用电效益。为达到快速的升温速率和高温度，一般是通过增加加热电热丝数量和提高温控软件控制性能。 
高低温试验箱的制冷系统采用法国产的泰康全封闭压缩机所组成的单元氟利昂制冷系统。制冷工作原理是采用逆卡若循环，该循环出两个等温过程和两个绝热过程组成。制冷剂经压缩机绝热压缩到较高的压力，消耗了的功使排气温度升高，的后制冷剂经冷凝器等温地和四周介质进行热交换将热量传给四周介质。后制冷剂经截流阀绝热膨胀做功，这时制冷剂温度降低。最后制冷剂通过蒸发器等温地从温度较高的物体吸热，使被冷却物体温度降低。此循环周而复始从而达到降温的目的。高低温试验箱采用平衡调温(󰀀󰀀C)，既在制冷系统在连续工作的情况下，控制系统根据设定的温度点通过󰀀ID自动运算输出的结果去控制加热器的输出量，最终达到一种动态平衡。制冷系统的设计应用能量调节技术，既能保证制冷机组正常运行，又能对制冷系统的能耗及制冷量进行有效的调节，使制冷系统保持在最佳的运行状态。 
高低温湿热试验箱所用到的对品的检测范围包括对产品加温，降温，加湿，降湿能力的检测以及可靠性的分析。 
高低温湿热试验箱加湿系统与加热系统大致一样，它是加热器加热水变成蒸汽过程，完成加湿目的。高低温湿热试验箱降湿系统也是靠制冷系统完成，蒸发器放在试验箱里面，比较冷，里面高湿气体遇见冷的物体冷凝成液体，如此反复箱体的高湿气体会很少，达到降湿目的。 
加湿与降湿的成功与否也在一定程度上影响到高低温湿热试验箱试验的成功与否。 高低温湿热试验箱加湿的过程实际上就是提高水汽分压力，比较原始的方法是向试验箱壁喷淋水，通过控制水温使水表面饱和压力得到控制。箱壁表面的水形成较大的面，在这个面上向高低温湿热试验箱箱内通过扩散的方式向箱内加入水汽压使试验箱中相对湿度升高，由于对湿度的控制主要是用水银电接点式导电表进行简单的开关量调节，对于大滞后的热水箱水温的控制适应性较差，因此控制的过渡过程较长，不能满足交变湿热对加湿量要求较多

的需要，更重要地是在对箱壁喷淋的时候，不可避免地有水滴淋在试品上对试品形成不同程度的污染。同时对高低温湿热试验箱箱内排水也有一定的要求。这一方法很快就被蒸汽加湿和浅水盘加湿所取代。蒸汽加湿适用于空调配套及风管加湿系统，高精度加湿场所等。浅水盘加湿主要是在湿热箱中常用。 
 
实验注意事项： 
一、高低温湿热试验箱在试验过程中除非有绝对必要，请不要打开箱门，否则可能导致下列不良的后果 
1.箱门内侧仍然保持高温（造成烫伤）。 2.高温空气可能触发火灾报警，产生误动作。 3.高温气流冲出箱外（十分危险）。 
二、在做低温前，应将工作室擦干，60℃时烘干1h。 三、绝对禁止试验爆炸性，可燃性及高腐蚀性物质。 
四、如果箱内放置发热试品时，试品电源控制请使用外加电源，不要直接使用本机电源。放入高温试料作低温试验时应注意：开启箱门的时间要尽可能的短。 
五、电路断路器、超温保护器，提供本机测试品以及操作者的安全保护，故请定期检查。 
六、避免于三分钟内关闭再开启冷冻机组。 七、照明灯除必要时打开外，其余时间应关闭。 
八、请注意本机必须安全确实接地，以免产生静电感应。www.oven.cc 
九、在垂直于主导风向的任何截面上，试验负载截面面积之和应不大于该处工作截面的三分之一。 
十、做高温试验时，当温度超过55℃以上的情况下，切忌不可开启冷机。 
 
常见故障排除： 
1.在高温试验中，如温度变化达不到试验温度值时，可以检查电器系统，逐一排除故障。如温度升得很慢，就要查看风循环系统，看一下风循环的调节挡板是否开启正常，反之，就检查风循环的电机运转是否正常。如温度过冲厉害那么就需要整定PID 的设置参数。如果温度直接上升，过温保护，那么，控制器出故障，须更换控制仪表。 
2.低温达不到试验的指标，那你就要观察温度的变化，是温度降的很慢，还是温度到一定值后温度有回升的趋势，前者就要检查一下，做低温试验前是否将工作室烘干，使工作室保持干燥后再将试验样品放入工作室内再做试验，工作室内的试验样品是否放置的过多，使工作室内的风不能充分循环，在排除上述原因后，就要考虑是否是制冷系统中的故障了，这样就要请厂家的专业人员进行检修。后者的现象是设备的使用环境不好所致，设备放置的环境温度，放置的位置（箱体后与墙的距离）要满足要求（在设备操作使用说明中都有规定）。 
3.在做湿热试验中，出现实际湿度会达到100%或者实际湿度与目标湿度相差很大，数值低得很多，前者的现象：可能是湿球传感器上的纱布干燥引起，那就要检查湿球传感器的水槽中是否缺水，水槽中的水位是由一水位控制器自动控制的，查水位控制器供水系统是否供水正常，水位控制器工作是否正常。另一种可能就是湿球纱布因使用时间长，或供水水质纯净度的原因，会使纱布变硬，使纱布无法吸收水份而干燥，只要更换或清洗纱布即可排除以上现象。后者的现象主要是加湿系统不工作，查看加湿系统的供水系统，供水系统内是否有一定的水量，控制加湿锅炉水位的水位控制是否正常，加湿锅炉内的水位是否正常。如以上一切都正常，那就要检查电器控制系统，这要请专业维修人员进行检修。 
4.设备在试验运行过程中突然出现故障时，控制仪表上出现对应的故障显示提示并有声讯报警提示。操作人员可以对照设备的操作使用中的故障排除一章中快速检查出属于哪一类故障，即可请专业人员快速排除故障，以确保试验的正常进行。 
其它环境试验设备在使用中还会有其它的现象，那就要具体现象，具体分析和排除。环境试验设备还要定期进行维护保养，制冷系统的冷凝器定期清理，对于活动部件应按说明书加油润滑，电器控制系统定期维护检查等等，这些工作是必不可少的。
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