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環(huán)境試驗(yàn)箱的溫控方式

更新時(shí)間:2025-03-06      點(diǎn)擊次數(shù):301

氣候環(huán)境試驗(yàn)——恒溫恒濕試驗(yàn)箱、高低溫試驗(yàn)箱、冷熱沖擊試驗(yàn)箱、濕熱交變?cè)囼?yàn)箱、快速溫變?cè)囼?yàn)箱、線性溫變?cè)囼?yàn)箱、步入式恒溫恒濕試驗(yàn)房等;都會(huì)涉及到溫度的控制

因?yàn)橛卸鄠€(gè)可供選擇的溫度控制點(diǎn),氣候環(huán)境試驗(yàn)箱溫度控制方法也有三種方案:進(jìn)風(fēng)口溫度控制、產(chǎn)品溫度控制“復(fù)疊式"溫度控制。前兩種都是單點(diǎn)型溫度控制,第三種是雙參數(shù)型溫度控制。

單點(diǎn)型溫度控制方法已經(jīng)非常成熟,且應(yīng)用較多。

早期的控制方式多數(shù)是“乒乓式"的開關(guān)控制,俗稱冷了加熱,熱了給冷,這種控制方式是反饋控制方式,當(dāng)實(shí)測(cè)到循環(huán)氣流的溫度高于設(shè)定溫度時(shí)打開制冷的電磁閥門,向循環(huán)氣流輸送冷量,降低氣流的溫度,反之則接通加熱裝置的電路開關(guān),直接加熱循環(huán)氣流,提高氣流的溫度。這種控制方式要求試驗(yàn)箱的制冷裝置和加熱組件總是處于待命工作狀態(tài),不僅能源浪費(fèi)較大,而且被控參數(shù)(溫度)也總是處于“振蕩"狀態(tài),控制精度不高。

現(xiàn)在單點(diǎn)型溫度控制方法大都改為通用型的比例——微分——積分(PID)控制方式,這種控制方式可以根據(jù)被控參數(shù)過往的變化情況(積分控制)和變化趨勢(shì)(微分控制)給出被控溫度的修正量,不僅節(jié)約能源,而且“振蕩"幅度小,控制精度較高。

雙參數(shù)型溫度控制是同時(shí)采集試驗(yàn)箱進(jìn)風(fēng)口處溫度值和產(chǎn)品附近的溫度值,試驗(yàn)箱進(jìn)風(fēng)口處距離空氣調(diào)制室內(nèi)蒸發(fā)器、加熱器的安裝位置很近,其量值直接反映空氣的調(diào)制結(jié)果,利用這個(gè)溫度值作為反饋控制的參數(shù),具有快速調(diào)制循環(huán)空氣狀態(tài)參數(shù)的優(yōu)點(diǎn)。

產(chǎn)品附近的溫度值表示產(chǎn)品遭受的真實(shí)溫度環(huán)境條件,是環(huán)境試驗(yàn)規(guī)范的要求,利用這個(gè)溫度值作為反饋控制的參數(shù),就能確保溫度環(huán)境試驗(yàn)的有效性和可信性,故這種做法兼顧了兩者的優(yōu)點(diǎn)和實(shí)際試驗(yàn)的要求。雙參數(shù)型溫度控制策略可以是兩組溫度數(shù)據(jù)各自獨(dú)立“分時(shí)控制",也可以是按照一定的加權(quán)系數(shù),將加權(quán)后的兩個(gè)溫度值合并為一個(gè)溫度量值作為反饋控制信號(hào),加權(quán)系數(shù)的取值與試驗(yàn)箱的尺寸、循環(huán)氣流的風(fēng)速、變溫速率的大小、產(chǎn)品工作的發(fā)熱量等參數(shù)相關(guān)。

由于熱量的傳遞是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)物理過程,而且受試驗(yàn)箱周圍大氣環(huán)境條件及被試樣品自身工作狀態(tài)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性等的影響較大,故對(duì)試驗(yàn)箱的溫濕度控制很難建立起精確的數(shù)學(xué)模型。為了提高控制的穩(wěn)定性和控制精度,有一些溫度試驗(yàn)箱的控制引入了模糊邏輯控制理論和方法,在控制的過程中模擬人的思維模式,采用預(yù)判式的控制,對(duì)溫、濕度空間場(chǎng)進(jìn)行更精確、更快速的控制。

相對(duì)溫度而言,濕度測(cè)控點(diǎn)的選擇比較簡(jiǎn)單,調(diào)制好濕度的濕空氣進(jìn)入愛義信高低溫循環(huán)試驗(yàn)箱循環(huán)流動(dòng)的過程中,濕空氣與試驗(yàn)件及試驗(yàn)箱四壁之間水分子的交換很微少,只要循環(huán)空氣的溫度是穩(wěn)定的,循環(huán)氣流從進(jìn)入試驗(yàn)箱到流出試驗(yàn)箱的過程中,濕空氣絕對(duì)含濕量的變化微乎其微。因此,在試驗(yàn)箱內(nèi)循環(huán)空氣流場(chǎng)的任何一點(diǎn),如進(jìn)風(fēng)口,流場(chǎng)的中游或回風(fēng)口處檢測(cè)空氣的相對(duì)濕度值基本上都是相同的。正因?yàn)槿绱耍诤芏嗖捎酶蓾袂蚍y(cè)濕的試驗(yàn)箱中,干濕球傳感器都安裝在試驗(yàn)箱的回風(fēng)口處。而且從試驗(yàn)箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和使用中的維護(hù)方便出發(fā),相對(duì)濕度測(cè)控用干濕球傳感器安放在回風(fēng)口處既便于安裝,也有助于定期更換濕球紗布和清洗電阻PT100的感溫頭,而且按照GJB150.9A濕熱試驗(yàn)6.1.3條款的要求,流過濕球傳感器的風(fēng)速不應(yīng)低于4.6m/s的要求,帶有小風(fēng)扇的干濕球傳感器安裝在回風(fēng)口處更方便于維修和使用。

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