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小型環境試驗箱:以技術原理構建全場景模擬空間
在電子、電工、航空航天、材料、化工等眾多領域,小型環境試驗箱扮演著至關重要的角色。它能模擬各種復雜的環境條件,如高溫、低溫、濕度、光照等,為產品的性能測試、可靠性評估提供了關鍵的試驗環境。而要深入了解這個 "環境模擬專家",就必須探究其日常工作原理。
一、整體工作邏輯概述
加熱系統:通常采用電加熱方式,加熱元件多為電阻絲或加熱管。當需要升高箱內溫度時,控制器發出指令,加熱元件通電發熱,通過空氣循環系統將熱量均勻擴散到箱內各個區域。加熱功率的大小由控制器根據實時溫度與設定溫度的差值進行調節,以實現精確的溫度控制。
制冷系統:制冷原理基于逆卡諾循環,主要包括壓縮機、冷凝器、蒸發器和節流裝置。壓縮機將制冷劑(如氟利昂)壓縮成高溫高壓的氣體,送入冷凝器。在冷凝器中,制冷劑向外界環境釋放熱量,冷卻并凝結成液體。然后,液體制冷劑通過節流裝置(如毛細管)降壓降溫,進入蒸發器。在蒸發器中,制冷劑吸收箱內的熱量,蒸發成氣體,從而降低箱內溫度。蒸發后的制冷劑氣體再次被壓縮機吸入,完成一個制冷循環。制冷系統的運行由控制器根據溫度傳感器的反饋信號進行控制,當箱內溫度高于設定值時,啟動制冷系統;當溫度達到設定值時,停止或調整制冷強度。
溫度傳感器:常用的有熱電偶、熱電阻等,用于實時檢測箱內溫度,并將溫度信號轉換為電信號傳輸給控制器??刂破鞲鶕邮盏降臏囟刃盘柵c設定溫度進行比較,計算出溫度偏差,然后輸出相應的控制信號給加熱或制冷系統,實現溫度的閉環控制。
加濕系統:
蒸汽加濕:通過電加熱將水加熱至沸騰,產生蒸汽,然后將蒸汽引入箱內,增加箱內濕度。蒸汽發生器通常配備水位控制裝置,以確保有足夠的水用于產生蒸汽。控制器根據濕度傳感器的反饋信號,控制蒸汽發生器的啟停和蒸汽量的大小,從而實現對箱內濕度的精確調節。
超聲波加濕:利用超聲波換能器將電能轉換為機械能,產生高頻振動,將水霧化成微小水滴,然后通過風扇將水霧送入箱內,使水霧蒸發從而增加濕度。超聲波加濕具有加濕速度快、效率高、控制精度高等優點。
除濕系統:
冷凝除濕:當箱內濕度較高時,降低蒸發器的溫度,使其低于箱內空氣的露點溫度,空氣中的水蒸氣便會在蒸發器表面凝結成水滴,然后通過排水裝置排出箱外,從而降低箱內濕度。冷凝除濕通常與制冷系統相結合,在制冷的同時實現除濕功能。
轉輪除濕:轉輪除濕機的核心是一個裝有吸濕劑(如硅膠、分子篩)的轉輪,轉輪在電機的驅動下緩慢轉動。當潮濕空氣通過轉輪的吸濕區時,空氣中的水蒸氣被吸濕劑吸收,干燥后的空氣進入箱內;而轉輪的再生區則通過加熱的空氣將吸濕劑吸附的水分帶走,排入外界環境,使轉輪恢復吸濕能力。轉輪除濕適用于低濕度要求的環境,具有除濕效率高、穩定性好等優點。
濕度傳感器:常用的有電容式濕度傳感器、電阻式濕度傳感器等,用于檢測箱內濕度,并將濕度信號轉換為電信號傳輸給控制器??刂破鞲鶕穸仍O定值和實際檢測值,控制加濕或除濕系統的運行,實現濕度的閉環控制。