高低溫試驗箱

恒溫恒濕試驗箱作為環(huán)境模擬測試的關(guān)鍵裝備，其核心使命在于為被測樣品提供精確可控的溫度與濕度應(yīng)力環(huán)境。為實現(xiàn)這一定位，任何一臺合格的恒溫恒濕試驗箱都必須構(gòu)建完整的四大基礎(chǔ)功能模塊：升溫加熱功能、降溫制冷功能、加濕調(diào)節(jié)功能以及除濕控制功能。這四大功能模塊協(xié)同運作，構(gòu)成了設(shè)備環(huán)境模擬能力的技術(shù)基石。

升溫功能的實現(xiàn)依賴于精密設(shè)計的加熱執(zhí)行系統(tǒng)。當(dāng)試驗工藝要求提升工作室溫度時，控制系統(tǒng)中的微處理器會向加熱控制單元發(fā)出升溫指令信號。該指令經(jīng)信號轉(zhuǎn)換模塊處理后，輸出至固態(tài)繼電器驅(qū)動電路，產(chǎn)生3～12伏特的直流控制電壓，使固態(tài)繼電器導(dǎo)通并驅(qū)動交流接觸器吸合。此時，鎳鉻合金加熱器兩端施加額定工作電壓，電阻絲產(chǎn)生焦耳熱效應(yīng)，將電能轉(zhuǎn)化為熱能。循環(huán)風(fēng)機系統(tǒng)強制推動工作室內(nèi)空氣流經(jīng)加熱器表面，通過強制對流換熱方式將熱量均勻輸送至工作室各區(qū)域，實現(xiàn)整體溫度場的梯度上升。操作人員可通過PID控制算法精確調(diào)節(jié)固態(tài)繼電器的導(dǎo)通角或占空比，從而對加熱功率進行無級調(diào)控，確保升溫速率與目標(biāo)溫度值的精準(zhǔn)控制。

降溫功能的實現(xiàn)依托于蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)這一成熟的熱力學(xué)技術(shù)路線。設(shè)備啟動制冷程序后，制冷壓縮機將低溫低壓的制冷劑氣體壓縮為高溫高壓過熱氣體，該過程消耗電能并提升制冷劑焓值。高溫氣態(tài)制冷劑進入風(fēng)冷或水冷式冷凝器，通過相變放熱將熱量傳遞給冷卻介質(zhì)（空氣或水），自身冷凝為中溫高壓液態(tài)。經(jīng)節(jié)流裝置（毛細(xì)管或熱力膨脹閥）降壓后，制冷劑轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏氐蛪旱臍庖夯旌蠣顟B(tài)進入蒸發(fā)器。在蒸發(fā)器內(nèi)，制冷劑吸收循環(huán)空氣的熱量完成氣化過程，使流經(jīng)蒸發(fā)器的工作介質(zhì)溫度降低。循環(huán)風(fēng)機將持續(xù)將工作室內(nèi)的熱量攜帶至蒸發(fā)器進行熱交換，吸收熱量的低壓制冷劑氣體返回壓縮機，完成閉合的熱力循環(huán)，從而實現(xiàn)工作室的持續(xù)降溫與制冷維持。

加濕功能的實現(xiàn)需要穩(wěn)定可靠的水蒸氣發(fā)生與供給系統(tǒng)。當(dāng)前業(yè)界主流方案采用外置式大容量儲水箱與淺槽式加濕盤相結(jié)合的架構(gòu)設(shè)計。儲水箱提供充足的加濕水源儲備，通過自動補水閥與液位傳感器維持水位穩(wěn)定。淺槽式加濕裝置利用電加熱管對槽內(nèi)水體進行快速加熱，產(chǎn)生水蒸氣并通過自然擴散或強制循環(huán)方式進入工作室。這種設(shè)計模式具有顯著技術(shù)優(yōu)勢：加熱面積與水體體積比值優(yōu)化，使水汽蒸發(fā)速率大幅提升，響應(yīng)靈敏度高；同時，較小的水體容量使得濕度控制滯后性降低，配合濕度傳感器與控制器可實現(xiàn)±2%RH的控制精度，確保濕度場穩(wěn)定性滿足嚴(yán)苛的測試標(biāo)準(zhǔn)要求。

除濕功能與加濕功能形成互補控制關(guān)系，其技術(shù)核心在于利用露點溫度差異實現(xiàn)水汽分離。設(shè)備內(nèi)部通過隔板將蒸發(fā)器換熱面與主工作室進行物理隔離，形成獨立的低溫腔體。當(dāng)工作室內(nèi)的高濕混合氣體在壓差作用下流經(jīng)蒸發(fā)器表面時，由于蒸發(fā)器表面溫度已降至當(dāng)前濕空氣的露點溫度以下，根據(jù)飽和含濕量原理，氣體中的水蒸氣分子會在蒸發(fā)器翅片表面發(fā)生相變，凝結(jié)為液態(tài)水珠。此液化過程持續(xù)提取空氣中的水分，使返回工作室的循環(huán)氣體含濕量顯著降低。隨著冷凝水的不斷排出，整個密閉空間的絕對濕度持續(xù)下降，最終實現(xiàn)除濕控制目標(biāo)。該技術(shù)路線無需額外吸附材料，具有結(jié)構(gòu)簡單、除濕效率高、運行成本低的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢。

上述四大基礎(chǔ)功能構(gòu)成了恒溫恒濕試驗箱完整的環(huán)境模擬能力矩陣。升溫與降溫功能構(gòu)建了寬范圍的溫度應(yīng)力譜，通常可實現(xiàn)-70℃至+150℃甚至更寬的溫域覆蓋；加濕與除濕功能則實現(xiàn)了20%RH至98%RH的相對濕度精準(zhǔn)調(diào)控。這些功能模塊既可獨立運行，也可組合成復(fù)雜的溫濕度交變循環(huán)程序，模擬產(chǎn)品在實際使用過程中可能遭遇的各種氣候環(huán)境，如高溫高濕、低溫低濕、凝露、凍融循環(huán)等極端工況。通過可編程控制器（PLC）或?qū)Ｓ脺貪穸瓤刂破鞯膮f(xié)調(diào)調(diào)度，設(shè)備能夠快速響應(yīng)物料耐候性評估、加速老化試驗、可靠性驗證等多樣化測試需求，為產(chǎn)品研發(fā)、質(zhì)量認(rèn)證、失效分析等環(huán)節(jié)提供關(guān)鍵的環(huán)境適應(yīng)性數(shù)據(jù)支持。