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三綜合試驗箱的工作原理及如何試驗的

更新日期:2015-08-13      點擊:1857

                                     三綜合試驗箱的工作原理及如何試驗的
三綜合試驗箱由制冷系統(tǒng),加熱系統(tǒng),控制系統(tǒng),濕度系統(tǒng),空氣循環(huán)系統(tǒng),和傳感器系統(tǒng)等組成,系統(tǒng)方框圖見圖1, 上述系統(tǒng)分屬電氣和機械制冷兩大方面。下面初步敘述幾個主要系統(tǒng)的工作原理和工作過程:

1.制冷系統(tǒng)

制冷系統(tǒng)是三綜合試驗箱的關(guān)鍵部分之一。一般來說,三綜合試驗箱的制冷方式都是機械制冷以及輔助液氮制冷,機械制冷采用蒸氣壓縮式制冷,該制冷方式是人工制冷中應(yīng)用廣泛而又經(jīng)濟的制冷方式之一。蒸氣壓縮式制冷型式有:單級制冷、多級制冷和復(fù)疊式制冷,它們主要由壓縮機,冷凝器,節(jié)流機構(gòu)和蒸發(fā)器組成。由于我們試驗的溫度低溫要達(dá)到-55℃,單級制冷難以滿足要求,因此三綜合試驗箱的制冷方式一般采用復(fù)疊式制冷。下面以意大利ACS公司生產(chǎn)的三綜合試驗箱的制冷系統(tǒng)為例作一簡要介紹,圖2為該制冷系統(tǒng)簡化圖。它由兩部分組成,分別稱為高溫部分和低溫部分,每一部分都是一個相對獨立的制冷系統(tǒng)。高溫部分中制冷劑(HP80)的蒸發(fā)吸收來自低溫部分的制冷劑(R23)的熱量而汽化;低溫部分制冷劑的蒸發(fā)則從被冷卻的對象(試驗箱內(nèi)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(fā)冷凝器起來的,它既是高溫部分的蒸發(fā)器,也是低溫部分的冷凝器。ACS試驗箱的高溫部分制冷劑采用中溫制冷劑HP80,低溫部分制冷劑采用低溫制冷劑R23,箱內(nèi)溫度能達(dá)到-70℃。

2.加熱系統(tǒng)

三綜合試驗箱的加熱系統(tǒng)相對制冷系統(tǒng)而言,是比較簡單的。它主要由大功率電阻絲組成。由于三綜合試驗箱要求的升溫速率較大,因此三綜合試驗箱的加熱系統(tǒng)功率都比較大,而且在試驗箱的底板也設(shè)有加熱器。

3.控制系統(tǒng)

控制部分是三綜合試驗箱的核心,它決定了試驗箱的升降溫速率,精度等重要指標(biāo)。現(xiàn)有三綜合試驗箱的控制器大都采用PID控制,也有少部分采用PID與模糊控制相結(jié)合的控制方式。由于控制系統(tǒng)基本上屬于軟件的范疇,而且此部分在使用過程中,一般不會出現(xiàn)問題,因此,本文不對控制系統(tǒng)作太多的介紹。

4.濕度系統(tǒng)

濕度系統(tǒng)分為加濕和除濕兩個子系統(tǒng)。
三綜合試驗箱的加濕方式一般采用蒸氣加濕法,即將低壓蒸氣直接注入試驗空間加濕。這種加濕方法加濕能力強,速度快,加濕控制靈敏,尤其在降溫時容易實現(xiàn)強制加濕。
三綜合試驗箱的除濕方式有兩種:機械制冷除濕和干燥器除濕。機械制冷除濕的除濕原理是將空氣冷卻到露點溫度以下,使大于飽和含濕量的水氣凝結(jié)析出,這樣就降低了濕度。干燥器除濕是利用氣泵將試驗箱內(nèi)的空氣抽出,并將干燥的空氣注入,同時將濕空氣送入可循環(huán)利用的干燥器進行干燥,干燥完后又送入試驗箱內(nèi),如此反復(fù)循環(huán)進行除濕?,F(xiàn)在大部分三綜合試驗箱采用前一種除濕方法。后一種的除濕方法,可以使露點溫度達(dá)到0℃以下,適用于有特殊要求的場合,但費用較貴。

5.傳感器系統(tǒng)

三綜合試驗箱的傳感器主要是溫度和濕度傳感器。溫度傳感器應(yīng)用較多的是鉑電阻和熱電偶。濕度的測量方法有兩種:干濕球溫度計法和固態(tài)電子式傳感器直接測量法。由于干濕球法測量精度不高,現(xiàn)在的三綜合試驗箱正逐步地以固態(tài)傳感器代替干濕球來進行濕度的測量。

6.空氣循環(huán)系統(tǒng)

空氣循環(huán)系統(tǒng)一般由離心式風(fēng)扇和驅(qū)動其運轉(zhuǎn)的電機構(gòu)成。它提供了試驗箱內(nèi)空氣的循環(huán)

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