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恒温恒湿箱的工作原理、故障处理与系统组成

时间:2011-08-12 09:15来源:未知 作者:江子君 点击:
一、恒温恒湿箱的工作原理   恒温恒湿箱由制冷系统,加热系统,控制系统,湿度系统,送风循环系统,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。下面叙述几个主要系统的工作原理和工作过程。 制冷系统   制冷系统是综合试验箱的关

一、恒温恒湿箱的工作原理

  恒温恒湿箱由制冷系统,加热系统,控制系统,湿度系统,送风循环系统,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。下面叙述几个主要系统的工作原理和工作过程。

制冷系统

  制冷系统是综合试验箱的关键部分之一。一般来说,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。如果我们试验的温度低温要达到-55℃,单级制冷难以满足要求,因此恒温恒湿箱的制冷方式一般采用复叠式制冷。恒温恒湿箱的制冷系统由两部分组成,分别称为高温部分和低温部分,每一部分是一个相对独立的制冷系统。高温部分中制冷剂的蒸发吸收来自低温部分的制冷剂的热量而汽化;低温部分制冷剂的蒸发则从被冷却的对象(试验箱内的空气)吸热以获取冷量。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。

加热系统

  试验箱的加热系统相对制冷系统而言,是比较简单。它主要有大功率电阻丝组成,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。

控制系统

  控制系统是综合试验箱的核心,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。由于控制系统基本上属于软件的范畴,而且此部分在使用过程中,一般不会出现问题。

湿度系统

  温度系统分为加湿和除湿两个子系统。 

  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。 

  除湿方式有两种:机械制冷除湿和干燥除湿。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。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。

传感器系统

  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,现在的恒温恒湿箱正逐步的以固态传感器代替干湿球来进行湿度的测量。

送风循环系统

  空气循环系统一般有离心式风扇和驱动其运转的电机构成。它提供了试验箱内空气的循环。

 

二、恒温恒湿箱的常见故障和解决方法

  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。如恒温恒湿试验箱温度升得很慢,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、当恒温恒湿试验箱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。后者的现象是恒温恒湿试验箱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、恒温恒湿试验箱在做湿热试验中,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。后者的现象主要是恒温恒湿试验箱的加湿系统不工作,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、恒温恒湿试验箱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。

 

三、恒温恒温箱的系统组成

  恒湿恒温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。

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