高低溫濕熱試驗(yàn)箱核心技術(shù)：從壓縮機(jī)配置到濕度 PID 控制的全解析

來(lái)源：廣東皓天檢測(cè)儀器有限公司 2025年06月27日 10:29

制冷系統(tǒng)核心 —— 壓縮機(jī)

制冷系統(tǒng)是試驗(yàn)箱實(shí)現(xiàn)低溫環(huán)境的關(guān)鍵，而壓縮機(jī)則是制冷系統(tǒng)的 “心臟”。當(dāng)前，試驗(yàn)箱多采用全封閉壓縮機(jī)，如法國(guó)原裝 “泰康” 全封閉壓縮機(jī)。這種壓縮機(jī)具備高效穩(wěn)定的特性，能夠持續(xù)穩(wěn)定地將低溫低壓的制冷劑氣體壓縮為高溫高壓氣體，為制冷循環(huán)提供動(dòng)力。對(duì)于一些需要極低溫度的試驗(yàn)需求，會(huì)采用復(fù)疊式制冷系統(tǒng)，即由高溫級(jí)和低溫級(jí)兩臺(tái)壓縮機(jī)協(xié)同工作。高溫級(jí)壓縮機(jī)先對(duì)制冷劑進(jìn)行初步壓縮，低溫級(jí)壓縮機(jī)進(jìn)一步壓縮，使制冷劑能夠達(dá)到更低的溫度，滿足如 - 70℃等低溫環(huán)境模擬要求。

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精準(zhǔn)控溫 ——PID 算法的應(yīng)用

溫度控制精度直接影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。高低溫濕熱試驗(yàn)箱通過(guò) PID（比例 - 積分 - 微分）算法來(lái)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控溫。溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)箱內(nèi)溫度，并將數(shù)據(jù)反饋給控制系統(tǒng)。當(dāng)實(shí)際溫度與設(shè)定溫度存在偏差時(shí)，PID 算法開(kāi)始發(fā)揮作用。比例環(huán)節(jié)依據(jù)偏差大小輸出控制信號(hào)，快速調(diào)整加熱或制冷功率；積分環(huán)節(jié)對(duì)偏差進(jìn)行累積，消除穩(wěn)態(tài)誤差，使溫度逐漸趨近設(shè)定值；微分環(huán)節(jié)根據(jù)偏差變化率提前調(diào)整控制量，抑制溫度波動(dòng)。例如，在升溫過(guò)程中，若實(shí)際溫度低于設(shè)定溫度，PID 算法會(huì)加大加熱功率，加快升溫速度；當(dāng)溫度接近設(shè)定值時(shí)，算法會(huì)逐漸減小加熱功率，防止溫度超調(diào)，確保溫度波動(dòng)控制在極小范圍內(nèi)，一般可達(dá)到 ±0.5℃甚至更高精度。

濕度控制奧秘 ——PID 與多種加濕除濕方式結(jié)合

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濕度控制同樣依賴 PID 算法，配合多樣化的加濕和除濕方式。加濕方面，常見(jiàn)的有蒸汽加濕和超聲波加濕。蒸汽加濕通過(guò)電加熱將水轉(zhuǎn)化為蒸汽，輸送至試驗(yàn)箱內(nèi)增加濕度。PID 算法根據(jù)濕度傳感器反饋，精確控制蒸汽產(chǎn)生量，使?jié)穸确€(wěn)定在設(shè)定值。如在需要 85% RH 高濕度環(huán)境模擬時(shí)，能精準(zhǔn)控制加濕量，確保濕度偏差在 ±2% RH 以內(nèi)。超聲波加濕則利用高頻震蕩將水霧化，擴(kuò)散到箱內(nèi)實(shí)現(xiàn)加濕。除濕時(shí)，在常規(guī)濕度范圍，機(jī)械制冷除濕較為常用。當(dāng)空氣經(jīng)過(guò)制冷蒸發(fā)器，溫度降至露點(diǎn)以下，水汽凝結(jié)成水滴排出，降低空氣濕度。對(duì)于低濕環(huán)境，干燥器除濕方式通過(guò)氣泵將箱內(nèi)空氣抽出，經(jīng)干燥器去除水分后再送回箱內(nèi)，循環(huán)操作達(dá)到低濕環(huán)境模擬，同樣由 PID 算法精準(zhǔn)調(diào)控，實(shí)現(xiàn)濕度的精確控制。

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