恒溫恒濕環(huán)境試驗(yàn)箱

一、 核心工作原理

其工作基于一個(gè)閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，主要由加熱、制冷、加濕和除濕四大系統(tǒng)協(xié)同完成。

1. 溫度控制：

• 加熱： 通過(guò)內(nèi)置的電阻絲加熱器，對(duì)循環(huán)氣流進(jìn)行加熱。

• 制冷： 核心是壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)（通常采用法國(guó)“泰康"或德國(guó)“比澤爾"等品牌壓縮機(jī)）。制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)，吸收箱內(nèi)空氣的熱量，從而達(dá)到降溫目的。對(duì)于低溫低濕工況，制冷系統(tǒng)也是除濕的關(guān)鍵。

• 控制： 溫度傳感器（如鉑電阻PT100）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)箱內(nèi)溫度，并將信號(hào)傳遞給控制器。控制器通過(guò)PID（比例-積分-微分）算法，精確控制加熱器的輸出功率或壓縮機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，使溫度穩(wěn)定在設(shè)定值。

2. 濕度控制：

• 加濕： 一般采用淺槽式蒸發(fā)加濕或鍋爐蒸汽加濕。淺槽式是通過(guò)加熱體對(duì)水盤中的水進(jìn)行加熱，產(chǎn)生純凈的水蒸氣，由氣流帶入箱內(nèi)。這種方式加濕速度快，控制精確。

• 除濕： 主要采用制冷除濕法。當(dāng)需要低濕度時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)制冷，使蒸發(fā)器（表冷器）表面溫度降低到箱內(nèi)空氣的露點(diǎn)溫度以下。當(dāng)潮濕空氣流過(guò)冰冷的蒸發(fā)器時(shí)，水蒸氣會(huì)冷凝成水珠附著在表面，并排出箱外，從而降低空氣的含濕量。

二、 主要組成部分

一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)的恒溫恒濕箱通常由以下幾個(gè)核心部分構(gòu)成：

1. 箱體結(jié)構(gòu)：

• 外殼： 通常采用優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板，表面噴塑處理，防銹美觀。

• 內(nèi)膽： 采用SUS304不銹鋼板，耐腐蝕、耐高溫、易于清潔。

• 保溫層： 填充高密度聚氨酯泡沫或超細(xì)玻璃棉，確保良好的隔熱性能，節(jié)約能源并保證溫度均勻性。

2. 控制系統(tǒng)：

• 大腦 部分。現(xiàn)代設(shè)備多采用彩色觸摸屏PLC控制器（如日本“歐姆龍"或韓國(guó)“三元"品牌）。界面友好，可編程復(fù)雜的溫濕度曲線，并具備數(shù)據(jù)記錄和USB導(dǎo)出功能。

3. 制冷系統(tǒng)：

• 心臟 部分。包括壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流裝置（毛細(xì)管或膨脹閥）等。大型設(shè)備可能采用復(fù)疊式制冷系統(tǒng)以達(dá)到更低的溫度。

4. 加熱/加濕系統(tǒng)：

• 加熱器： 鎳鉻合金電熱絲。

• 加濕器： 如前所述的淺槽式或蒸汽式加濕器，配備水位自動(dòng)控制系統(tǒng)。

5. 空氣循環(huán)系統(tǒng)：

• 由耐溫防潮電機(jī)和多翼式離心風(fēng)葉組成，強(qiáng)制使箱內(nèi)空氣流動(dòng)，確保工作空間的溫濕度均勻穩(wěn)定。

6. 傳感器：

• 溫度傳感器： 鉑電阻（PT100）。

• 濕度傳感器： 主流采用干濕球法或電容式高分子薄膜濕度傳感器。后者精度高、響應(yīng)快，是現(xiàn)代設(shè)備的主流選擇。

三、 主要功能與應(yīng)用領(lǐng)域

主要功能：

• 恒定高溫、恒定低溫測(cè)試

• 恒定濕熱、恒定干熱測(cè)試

• 溫濕度循環(huán)測(cè)試（如：高低溫交變濕熱試驗(yàn)）

• 高溫高濕測(cè)試（雙85測(cè)試：85°C/85%RH）

• 低溫低濕測(cè)試

• 結(jié)露試驗(yàn)

廣泛應(yīng)用領(lǐng)域：

• 汽車電子： 測(cè)試車載導(dǎo)航、傳感器、電池等在高低溫氣候下的工作可靠性。

• 消費(fèi)電子： 手機(jī)、電腦、家電等產(chǎn)品的壽命測(cè)試和環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試。

• 半導(dǎo)體與元器件： IC、PCB、電容、電阻等的質(zhì)量檢驗(yàn)。

• 航空航天： 模擬高空、太空等特殊環(huán)境的溫濕度條件。

• 光電與新能源： 光伏組件、鋰電池的性能與老化測(cè)試。

• 醫(yī)藥與生物： 藥品、試劑的穩(wěn)定性試驗(yàn)和儲(chǔ)存條件模擬。

• 化工與材料： 塑料、橡膠、涂料、膠粘劑等材料的老化、耐腐蝕性測(cè)試。

四、 關(guān)鍵性能與技術(shù)參數(shù)

在選擇設(shè)備時(shí)，需要關(guān)注以下核心參數(shù)：

1. 溫度范圍： 如 -70°C ~ +150°C（常見(jiàn)范圍），-40°C ~ +150°C（經(jīng)濟(jì)范圍）。

2. 濕度范圍： 通常為 20% ~ 98% RH（注意，濕度和溫度是聯(lián)動(dòng)的，例如在低溫下無(wú)法實(shí)現(xiàn)高濕度）。

3. 控制精度： 溫度波動(dòng)度通常為 ±0.5°C，濕度波動(dòng)度為 ±2.5% RH。

4. 均勻度： 箱內(nèi)各點(diǎn)溫度、濕度的差異程度，是衡量設(shè)備性能的關(guān)鍵指標(biāo)。通常溫度均勻度要求 ≤±2°C，濕度均勻度 ≤±3% RH。

5. 升降溫速率： 線性升降溫（如 1°C/min, 3°C/min）或非線性。快速溫變箱的速率可達(dá) 10°C/min 以上。

6. 工作室尺寸： 根據(jù)被測(cè)產(chǎn)品的大小和數(shù)量選擇。

五、 安全操作與注意事項(xiàng)

• 安全： 設(shè)備必須可靠接地。

• 規(guī)范操作： 禁止測(cè)試易燃、易爆、易揮發(fā)性物質(zhì)及強(qiáng)腐蝕品。

• 定期維護(hù)：

• 定期清潔箱體，保持通風(fēng)口暢通。

• 定期檢查壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。

• 使用蒸餾水或去離子水進(jìn)行加濕，防止水垢堵塞管路和污染傳感器。

• 長(zhǎng)期不使用時(shí)，應(yīng)排干水箱積水，并定期通電運(yùn)行，以延長(zhǎng)設(shè)備壽命。

• 個(gè)人防護(hù)： 高溫或低溫測(cè)試時(shí)，開(kāi)門需特別小心，防止?fàn)C傷或凍傷。

總結(jié)：

恒溫恒濕環(huán)境試驗(yàn)箱是現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性工程中的關(guān)鍵設(shè)備。它通過(guò)精確模擬各種溫濕度環(huán)境，幫助工程師提前發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品缺陷、驗(yàn)證設(shè)計(jì)、優(yōu)化工藝，從而提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，降低市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。在選擇時(shí)，應(yīng)緊密結(jié)合自身測(cè)試需求、預(yù)算和對(duì)設(shè)備性能的要求，選擇適合的型號(hào)和品牌。