CN113522376B - 高低温试验箱及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高低温试验箱及其控制方法，在降温时，把试验腔的空气抽入高温气体存储腔，并把低温气体存储腔中的空气送入对应的试验腔中，再通过对应的第一加热器、第一冷凝器把温度调整至对应的低温温度，从而实现快速降温；在升温时，把试验腔的空气抽入低温气体存储腔，并把高温气体存储腔中的空气送入对应的试验腔中，再通过对应的第一加热器、第一冷凝器把温度调整至对应的高温温度，从而实现快速升温；由于降温时不是直接对试验腔中的热空气进行降温，而是先把冷空气替换到试验腔后再根据需要进行调温，可节省电能，升温时不是直接对试验腔中的冷空气进行升温，而是先把热空气替换到试验腔后再根据需要进行调温，可节省电能。

Description

高低温试验箱及其控制方法

技术领域

本发明涉及环境试验技术领域，尤其涉及一种高低温试验箱及其控制方法。

背景技术

高低温试验箱是用于对电工产品、电子产品、仪器、仪表等进行高低温循环试验的装置。一般的高低温试验箱仅在试验腔内设置加热器和冷凝器，当需要升温时启动加热器加热试验腔内的空气，以达到需要的高温，当需要降温时启动冷凝器冷却试验腔内的空气，以达到需要的低温。

这种高低温试验箱，在降温时直接对试验腔内的热空气进行降温，需要消耗较多的电能，在升温时直接对试验腔内的冷空气进行加热，也需要消耗较多的电能。此外，由于直接对试验腔内的空气进行升降温，高低温之间的温度偏差较大，升降温所需时间较长，当需要进行快速高低温循环试验时，往往难以满足试验要求。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本申请实施例的目的在于提供一种高低温试验箱及其控制方法，不但节省电能，且可实现快速升降温。

第一方面，本申请实施例提供一种高低温试验箱，包括箱体和控制器；所述箱体的内腔分隔为至少一个试验腔、一个高温气体存储腔和一个低温气体存储腔；所述试验腔内设置有第一加热器和第一冷凝器；所述试验腔的腔壁上设置有至少一个吹风机和至少一个吸风机；所述吹风机、所述吸风机均与所述高温气体存储腔及低温气体存储腔连通；所述吸风机与所述高温气体存储腔的连接管道上设置有第一电磁阀，所述吸风机与所述低温气体存储腔的连接管道上设置有第二电磁阀，所述吹风机与所述高温气体存储腔的连接管道上设置有第三电磁阀，所述吹风机与所述低温气体存储腔的连接管道上设置有第四电磁阀；所述试验腔、所述高温气体存储腔和所述低温气体存储腔内均设置有第一温度传感器；所述高温气体存储腔内设置有第二加热器；所述低温气体存储腔内设置有第二冷凝器。

申请实施例的高低温试验箱，在进行高低温循环试验时，在需要降温时，把试验腔的空气抽入高温气体存储腔，并把低温气体存储腔中的空气送入对应的试验腔中，再通过对应的第一加热器和对应的第一冷凝器把对应的试验腔的空气温度调整至对应的低温温度，从而实现快速降温；在需要进行升温时，把试验腔的空气抽入低温气体存储腔，并把高温气体存储腔中的空气送入对应的试验腔中，再通过对应的第一加热器和对应的第一冷凝器把对应的试验腔的空气温度调整至对应的高温温度，从而实现快速升温；由于降温时不是直接对试验腔中的热空气进行降温，而是先把低温气体存储腔中的冷空气替换到试验腔后再根据需要进行调温，可节省电能，升温时不是直接对试验腔中的冷空气进行升温，而是先把高温气体存储腔中的热空气替换到试验腔后再根据需要进行调温，可节省电能。

优选地，同一个所述试验腔的吸风机的出口连通至同一根吸风总管，所述吸风总管与所述高温气体存储腔和所述低温气体存储腔之间均连接有一根吸风支管，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀分别设置在相应的吸风支管上；

同一个所述试验腔的吹风机的入口连通至同一根吹风总管，所述吹风总管与所述高温气体存储腔和所述低温气体存储腔之间均连接有一根吹风支管，所述第三电磁阀和所述第四电磁阀分别设置在相应的吹风支管上。

优选地，同一个所述试验腔的吸风总管和吹风总管之间连接有一个循环风管，所述循环风管上设置有第五电磁阀。

优选地，所述箱体的外侧设置有第二温度传感器，所述第二温度传感器用于测量外部温度；所述高温气体存储腔和所述低温气体存储腔均设置有电动舱门，所述电动舱门用于在打开时连通外部。

优选地，所述高温气体存储腔和所述低温气体存储腔内均设置有压力传感器。

优选地，所述试验腔设置有两个。

第二方面，本申请实施例提供一种高低温试验箱控制方法，应用于所述的高低温试验箱的控制器，所述高低温试验箱控制方法包括步骤：

A1.获取各试验腔的目标温度曲线；

A2.根据所述目标温度曲线提取各试验腔的降温时间点和对应的低温温度、升温时间点和对应的高温温度；

A3.在实验时间到达所述降温时间点时，把对应的试验腔的空气抽入高温气体存储腔，并把所述低温气体存储腔中的空气送入对应的试验腔中，再通过对应的第一加热器和对应的第一冷凝器把对应的试验腔的空气温度调整至对应的低温温度；

A4.在实验时间到达所述升温时间点时，把对应的试验腔的空气抽入低温气体存储腔，并把所述高温气体存储腔中的空气送入对应的试验腔中，再通过对应的第一加热器和对应的第一冷凝器把对应的试验腔的空气温度调整至对应的高温温度。

优选地，步骤A2之后，还包括步骤：

获取低温气体存储腔的空气温度数据；

判断所述低温气体存储腔的空气温度是否高于第一目标温度；所述第一目标温度为各个低温温度中的最低值；

若是，则通过低温气体存储腔的第二冷凝器使低温气体存储腔的空气温度降至所述第一目标温度；

获取高温气体存储腔的空气温度数据；

判断所述高温气体存储腔的空气温度是否低于第二目标温度；所述第二目标温度为各个高温温度中的最高值；

若是，则通过高温气体存储腔的第二加热器使高温气体存储腔的空气温度升至所述第二目标温度。

优选地，所述试验腔有两个；步骤A2包括：

以其中一个试验腔的目标温度曲线为基准曲线，以另一个试验腔的目标温度曲线为调整曲线，获取调整曲线相对基准曲线的最优延迟启动时间；所述调整曲线按照所述最优延迟启动时间延迟启动时，两个目标温度曲线之间处于高低温相反状态的时间总和最大；

按照所述最优延迟启动时间延后所述调整曲线的启动时间；

根据所述基准曲线和延后启动时间的调整曲线提取各试验腔的降温时间点和对应的低温温度、升温时间点和对应的高温温度。

优选地，该高低温试验箱控制方法，还包括步骤：

获取外部环境温度数据、低温气体存储腔的空气温度数据和高温气体存储腔的空气温度数据；

若外部环境温度低于低温气体存储腔的空气温度，则打开低温气体存储腔的电动舱门；

若外部环境温度高于高温气体存储腔的空气温度，则打开高温气体存储腔的电动舱门。

有益效果：

本申请实施例提供的一种高低温试验箱及其控制方法，在进行高低温循环试验时，在需要降温时，把试验腔的空气抽入高温气体存储腔，并把低温气体存储腔中的空气送入对应的试验腔中，再通过对应的第一加热器和对应的第一冷凝器把对应的试验腔的空气温度调整至对应的低温温度，从而实现快速降温；在需要进行升温时，把试验腔的空气抽入低温气体存储腔，并把高温气体存储腔中的空气送入对应的试验腔中，再通过对应的第一加热器和对应的第一冷凝器把对应的试验腔的空气温度调整至对应的高温温度，从而实现快速升温；由于降温时不是直接对试验腔中的热空气进行降温，而是先把低温气体存储腔中的冷空气替换到试验腔后再根据需要进行调温，可节省电能，升温时不是直接对试验腔中的冷空气进行升温，而是先把高温气体存储腔中的热空气替换到试验腔后再根据需要进行调温，可节省电能。

附图说明

图1为本申请实施例提供的高低温试验箱的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的高低温试验箱控制方法的流程图。

图3为示例性的目标温度曲线。

图4为延后启动时间后的目标温度曲线。

标号说明：1、箱体；2、控制器；3、试验腔；4、高温气体存储腔；5、低温气体存储腔；6、第一加热器；7、第一冷凝器；8、吹风机；9、吸风机；10、第一电磁阀；11、第二电磁阀；12、第三电磁阀；13、第四电磁阀；14、第一温度传感器；15、第二加热器；16、第二冷凝器；17、吸风总管；18、吹风总管；19、循环风管；20、第五电磁阀；21、第二温度传感器；22、电动舱门；23、压力传感器。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参阅图1，本申请实施例提供一种高低温试验箱，包括箱体1和控制器2；所述箱体1的内腔分隔为至少一个试验腔3、一个高温气体存储腔4和一个低温气体存储腔5；所述试验腔3内设置有第一加热器6和第一冷凝器7；所述试验腔3的腔壁上设置有至少一个吹风机8和至少一个吸风机9；所述吹风机8、所述吸风机9均与所述高温气体存储腔4及低温气体存储腔5连通；所述吸风机9与所述高温气体存储腔4的连接管道上设置有第一电磁阀10，所述吸风机9与所述低温气体存储腔5的连接管道上设置有第二电磁阀11，所述吹风机8与所述高温气体存储腔4的连接管道上设置有第三电磁阀12，所述吹风机8与所述低温气体存储腔5的连接管道上设置有第四电磁阀13；所述试验腔3、所述高温气体存储腔4和所述低温气体存储腔5内均设置有第一温度传感器14；所述高温气体存储腔4内设置有第二加热器15；所述低温气体存储腔5内设置有第二冷凝器16。

该高低温试验箱，在进行高低温循环试验时，在需要降温时，把试验腔3的空气抽入高温气体存储腔4（打开对应的第一电磁阀10，由对应的吸风机9进行吸气），并把低温气体存储腔5中的空气送入对应的试验腔3中（打开对应的第四电磁阀13，由对应的吹风机8吹气），再通过对应的第一加热器6和对应的第一冷凝器7把对应的试验腔3的空气温度调整至对应的低温温度，从而实现快速降温；在需要进行升温时，把试验腔3的空气抽入低温气体存储腔5（打开对应的第二电磁阀11，由对应的吸风机9进行吸气），并把高温气体存储腔4中的空气送入对应的试验腔3中（打开对应的对应的第三电磁阀12，由对应的吹风机8吹气），再通过对应的第一加热器6和对应的第一冷凝器7把对应的试验腔3的空气温度调整至对应的高温温度，从而实现快速升温；由于降温时不是直接对试验腔3中的热空气进行降温，而是先把低温气体存储腔5中的冷空气替换到试验腔3后再根据需要进行调温，可节省电能，升温时不是直接对试验腔3中的冷空气进行升温，而是先把高温气体存储腔4中的热空气替换到试验腔3后再根据需要进行调温，可节省电能；此外，被排出试验腔3的冷空气会存储到低温气体存储腔5中循环利用，被排出试验腔3的热空气会存储到高温气体存储腔4中循环利用，可进一步节省电能。

其中，每个试验腔3的吹风机8和吸风机9的数量可根据实际需要设置；吹风机8和吸风机9的数量越多，则换气速度越快，从而升降温速度越快，因此，吹风机8和吸风机9优选设置多个，例如，每个试验腔3设置有12个吹风机8和12个吸风机9。

在一些优选实施方式中，同一个所述试验腔3的吸风机9的出口连通至同一根吸风总管17，所述吸风总管17与所述高温气体存储腔4和所述低温气体存储腔5之间均连接有一根吸风支管，所述第一电磁阀10和所述第二电磁阀11分别设置在相应的吸风支管上；

同一个所述试验腔3的吹风机8的入口连通至同一根吹风总管18，所述吹风总管18与所述高温气体存储腔4和所述低温气体存储腔5之间均连接有一根吹风支管，所述第三电磁阀12和所述第四电磁阀13分别设置在相应的吹风支管上。

从而，当每个试验腔3设置有多个吹风机8和吸风机9的时候，通过吹风总管18和吸风总管17进行气流输送，可减少管道的数量和电磁阀的数量，进而简化输气管路结构，降低设备成本。

在一些优选实施方式中，同一个所述试验腔3的吸风总管17和吹风总管18之间连接有一个循环风管19，所述循环风管19上设置有第五电磁阀20。当完成换气后需要使用试验腔3内的第一加热器6和第一冷凝器7进行温度调节时，打开对应的第五电磁阀20并关闭对应的第一电磁阀10、第二电磁阀11、第三电磁阀12和第四电磁阀13，启动对应的吹风机8和吸风机9，从而实现试验腔3的空气循环流动，可提高试验腔3温度的均匀性。

优选地，所述箱体1的外侧设置有第二温度传感器21，所述第二温度传感器21用于测量外部温度（指外部空气的温度）；所述高温气体存储腔4和所述低温气体存储腔5均设置有电动舱门22，所述电动舱门22用于在打开时连通外部。有些时候，当外部空气的温度比低温气体存储腔5内的温度低时，可直接用外部空气作为冷气源，把低温气体存储腔5的电动舱门22打开，从而可进一步节省电能；当外部空气的温度比高温气体存储腔4内的温度高时，可直接用外部空气作为热气源，把高温气体存储腔4电动舱门22打开，从而可进一步节省电能。

其中，试验腔3的数量可根据实际需要设置；当试验腔3设置有多个的时候，每个试验腔3可独立工作，分别进行不同的高低温循环试验。例如图1中，所述试验腔3设置有两个。

进一步地，所述高温气体存储腔4和所述低温气体存储腔5内均设置有压力传感器23。在实际应用中，当多个试验腔3共同处于高温保持阶段或共同处于低温保持阶段，此时高温气体存储腔4或低温气体存储腔5中的空气会被大量抽取而导致空气不足，此时，压力传感器23可检测到气压过低而打开对应的电动舱门22补充空气；此外，当多个试验腔3同时向高温气体存储腔4或低温气体存储腔5送入空气时，会导致高温气体存储腔4或低温气体存储腔5内的气压过高，容易引起事故或设备故障，此时，压力传感器23可检测到气压过高而打开对应的电动舱门22泄压。

需要说明的是，第一加热器6、第一冷凝器7、吹风机8、吸风机9、第一电磁阀10、第二电磁阀11、第三电磁阀12、第四电磁阀13、第一温度传感器14、第二加热器15、第二冷凝器16、第五电磁阀20、第二温度传感器21、电动舱门22、压力传感器23均与控制器2电性连接，高低温试验箱的工作过程受控制器2控制。

此外，试验腔3、高温气体存储腔4或低温气体存储腔5的内侧壁上均设置有保温层，以避免热气的热量散失和冷气吸收外部热量，进一步降低能耗；箱体1的外表面还可包覆隔热层，以进一步降低能耗。

其中，吹风机8和吸风机9可以是离心风机或轴流风机；例如图1中，吹风机8和吸风机9均为轴流风机。

在一些优选实施方式中，吹风机8和吸风机9均设置有旋转编码器以测量转速，箱体1外侧设置有报警指示装置（如显示屏、指示灯等），当吹风机8或吸风机9的实际转速和预设的目标转速之间的偏差大于允许的偏差范围，则控制器2控制报警指示装置指示哪个风机故障，以便工作人员知道设备故障情况。

见图2，本申请实施例提供一种高低温试验箱控制方法，应用于所述的高低温试验箱的控制器，所述高低温试验箱控制方法包括步骤：

A1.获取各试验腔3的目标温度曲线；

A2.根据所述目标温度曲线提取各试验腔3的降温时间点和对应的低温温度、升温时间点和对应的高温温度；

A3.在实验时间到达所述降温时间点时，把对应的试验腔3的空气抽入高温气体存储腔4，并把所述低温气体存储腔5中的空气送入对应的试验腔3中，再通过对应的第一加热器6和对应的第一冷凝器7把对应的试验腔3的空气温度调整至对应的低温温度；

A4.在实验时间到达所述升温时间点时，把对应的试验腔3的空气抽入低温气体存储腔5，并把所述高温气体存储腔4中的空气送入对应的试验腔3中，再通过对应的第一加热器6和对应的第一冷凝器7把对应的试验腔3的空气温度调整至对应的高温温度。

其中，目标温度曲线是指试验用的温度变化曲线，在进行高低温试验时，需要控制试验腔3的温度按照对应的目标温度曲线变化。一般的目标温度曲线包括多个交替变换的高温保持段和低温保持段，高温保持段对应的温度为高温温度，低温保持段的温度为低温温度；例如图3中的两条目标温度曲线（a和b），目标温度曲线a的高温温度为T1，低温温度为T2，高温保持时间为t1，低温保持时间为t1；目标温度曲线b的高温温度为T3，低温温度为T4，高温保持时间为t2，低温保持时间为t2。

在一些优选实施方式中，步骤A2之后，还包括步骤：

获取低温气体存储腔5的空气温度数据；

判断所述低温气体存储腔5的空气温度是否高于第一目标温度；所述第一目标温度为各个低温温度中的最低值；

若是，则通过低温气体存储腔5的第二冷凝器16使低温气体存储腔5的空气温度降至所述第一目标温度；

获取高温气体存储腔4的空气温度数据；

判断所述高温气体存储腔4的空气温度是否低于第二目标温度；所述第二目标温度为各个高温温度中的最高值；

若是，则通过高温气体存储腔4的第二加热器15使高温气体存储腔5的空气温度升至所述第二目标温度。

在该实施方式中，若试验腔3只设置有一个，则第一目标温度为该试验腔3的低温温度，第二目标温度为该试验腔3的高温温度，使低温气体存储腔5内的空气温度维持在第一目标温度，使高温气体存储腔4内的空气温度维持在第二目标温度，从而相当于提前进行了调温，当试验腔3需要进行高低温切换时，直接把高温气体存储腔4或低温气体存储腔5的空气送入试验腔3后，试验腔3的温度与对应的目标温度非常接近，再通过第一加热器6和第一冷凝器7进行温度调整时可更加快速地达到目标温度，因此能够实现更加快速的升降温。

若试验腔3设置有多个，则以各试验腔3的低温温度中的最低值作为第一目标温度，从而保证低温气体存储腔5内的空气足够冷，基于前述的原因，所述最低值对应的试验腔3可以达到更快速降温的效果，而其它试验腔3可根据其低温温度与第一目标温度的偏差和当前温度与第一目标温度的偏差来调节换气量，从而使换气后的温度接近对应的低温温度，从而也能实现快速降温的效果；因此，步骤A3包括：

计算各试验腔3的低温温度与第一目标温度的第一温度偏差、当前温度（即降温前的温度，为对应的高温温度）与第一目标温度的第二温度偏差；

把第一温度偏差和第二温度偏差代入预设的换气时间计算公式，得到第一换气时间；

根据第一换气时间控制把对应的试验腔3的空气抽入高温气体存储腔4的持续时间和把低温气体存储腔5中的空气送入对应的试验腔3的持续时间（具体通过控制第一电磁阀10和第四电磁阀13的打开持续时间实现）。

其中，可事先通过试验获取不同第一温度偏差（包括正负偏差）和第二温度偏差（包括正负偏差）下的最优换气时间，使完成换气后的试验腔3温度与目标温度的偏差在预设的温度允差范围内，然后通过曲线拟合方法拟合出由第一温度偏差和第二温度偏差计算换气时间的公式，得到预设的换气时间计算公式。按照该公式计算出第一换气时间后，根据该第一换气时间进行换气，可保证换气后的试验腔3温度接近对应的目标温度，再通过第一加热器6和第一冷凝器7进行温度调整时可更加快速地达到目标温度，因此能够实现更加快速的降温。

由于换气后试验腔3的温度一般不会等于对应的目标温度，因此还需要通过第一加热器6和第一冷凝器7进行温度调整，然而第一加热器6和第一冷凝器7的启动需要启动时间，若在换气完成后再启动第一加热器6或第一冷凝器7则会影响调温速度。因此，在一些优选实施例中，步骤A3中，可根据当前时刻之前的N（N为预设正整数）次降温过程在完成换气时的实际温度与目标温度的温差△T来判断需要启动第一加热器6还是第一冷凝器7，并在换气完成前提前启动，从而提高调温速度。例如，根据当前时刻之前的N次降温过程在完成换气时的实际温度与目标温度的温差△T拟合温差计算公式，然后根据该温差计算公式估算本次完成换气时的实际温度与目标温度的温差△T0，若该温差△T0为正，则在本次换气完成前提前启动第一冷凝器7，若该温差△T0为负，则在本次换气完成前提前启动第一加热器6。其中，提前启动第一冷凝器7和提前启动第一冷凝器7的提前时间可根据预设时间值执行；或者按照以下公式计算提前时间，并根据计算结果执行：t1=a1*|△T0|+b1 ，t2=a2*|△T0|+b2， t1为提前启动第一冷凝器7的提前时间，t2为提前启动第一加热器6的提前时间，a1、b1、a2、b2为预设的计算系数。

同理，若试验腔3设置有多个，则以各试验腔3的高温温度中的最高值作为第二目标温度，从而保证高温气体存储腔4内的空气足够热，基于前述的原因，所述最高值对应的试验腔3可以达到更快速升温的效果，而其它试验腔3可根据其高温温度与第二目标温度的偏差和当前温度与第一目标温度的偏差调节换气量，从而使换气后的温度接近对应的高温温度，从而也能实现快速升温的效果；因此，步骤A4包括：

计算各试验腔3的高温温度与第二目标温度的第三温度偏差、当前温度（即升温前的温度，为对应的低温温度）与第二目标温度的第四温度偏差；

把第三温度偏差和第四温度偏差代入预设的换气时间计算公式（该计算公式与步骤A3中的计算公式相同，此处，在计算时，用第三温度偏差替代第一温度偏差，用第四温度偏差替代第二温度偏差），得到第二换气时间；

根据第二换气时间控制把对应的试验腔3的空气抽入低温气体存储腔5的持续时间和把高温气体存储腔4中的空气送入对应的试验腔3的持续时间（具体通过控制第二电磁阀11和第三电磁阀12的打开持续时间实现）。

按照预设的换气时间计算公式计算出第二换气时间后，根据该第二换气时间进行换气，可保证换气后的试验腔3温度接近对应的目标温度，再通过第一加热器6和第一冷凝器7进行温度调整时可更加快速地达到目标温度，因此能够实现更加快速的升温。

由于换气后试验腔3的温度一般不会等于对应的目标温度，因此还需要通过第一加热器6和第一冷凝器7进行温度调整，然而第一加热器6和第一冷凝器7的启动需要启动时间，若在换气完成后再启动第一加热器6或第一冷凝器7则会影响调温速度。因此，在一些优选实施例中，步骤A4中，可根据当前时刻之前的N（N为预设正整数）次升温过程在完成换气时的实际温度与目标温度的温差△T来判断需要启动第一加热器6还是第一冷凝器7，并在换气完成前提前启动，从而提高调温速度。例如，根据当前时刻之前的N次降温过程在完成换气时的实际温度与目标温度的温差△T拟合温差计算公式，然后根据该温差计算公式估算本次完成换气时的实际温度与目标温度的温差△T0，若该温差△T0为正，则在本次换气完成前提前启动第一冷凝器7，若该温差△T0为负，则在本次换气完成前提前启动第一加热器6。其中，提前启动第一冷凝器7和提前启动第一冷凝器7的提前时间可根据预设时间值执行；或者按照以下公式计算提前时间，并根据计算结果执行：t1=a1*|△T0|+b1 ，t2=a2*|△T0|+b2， t1为提前启动第一冷凝器7的提前时间，t2为提前启动第一加热器6的提前时间，a1、b1、a2、b2为预设的计算系数。

在实际应用中，第一目标温度计不限于是各试验腔3的低温温度中的最低值，第二目标温度计不限于是各试验腔3的高温温度中的最高值；例如，可以用各试验腔3的低温温度的平均值作为第一目标温度，用各试验腔3的高温温度的平均值作为第二目标温度。

在一些优选实施方式中，所述试验腔3有两个，从而步骤A1中获取两个试验腔3的目标温度曲线；步骤A2包括：

以其中一个试验腔3的目标温度曲线为基准曲线，以另一个试验腔3的目标温度曲线为调整曲线，获取调整曲线相对基准曲线的最优延迟启动时间；所述调整曲线按照所述最优延迟启动时间延迟启动时，两个目标温度曲线之间处于高低温相反状态（即其中一个目标温度曲线处于高温保持阶段的同时，另一个目标温度曲线处于低温保持阶段的状态）的时间总和最大；

按照所述最优延迟启动时间延后所述调整曲线的启动时间；

根据所述基准曲线和延后启动时间的调整曲线提取各试验腔的降温时间点和对应的低温温度、升温时间点和对应的高温温度。

例如，图3中显示的目标温度曲线a和目标温度曲线b，以目标温度曲线a为基准曲线，以目标温度曲线b为调整曲线，调整前，目标温度曲线a的降温时间点为（2k-1）*t1，升温时间点为2k*t1，目标温度曲线b的降温时间点为（2k-1）*t2，升温时间点为2k*t2，其中，k=1、2……n；假设t1=t2，则此时目标温度曲线a和目标温度曲线b始终保持同时处于高温保持阶段或同时处于低温保持阶段，因此，高温气体存储腔4和低温气体存储腔5始终保持最低压状态或最高压状态，会大大降低设备的使用寿命。调整后的状态见图4，此时最优延迟启动时间dt= t1=t2，在试验时目标温度曲线a对应的试验腔3先启动，在延迟dt后再启动目标温度曲线b对应的试验腔3，从而调整后的目标温度曲线b与目标温度曲线a保持高低温相反状态，当其中一个试验腔3为高温保持阶段时，另一个试验腔3为低温保持状态，从而高温气体存储腔4和低温气体存储腔5能够长时间保持常压状态，避免影响设备的使用寿命。

因此，通过使其中一个试验腔3按照最优延迟启动时间延迟启动，可使两个试验腔3处于高低温相反状态的时间总和最大，从而使高温气体存储腔4和低温气体存储腔5保持常压状态的时间总和最大，有利于降低对设备寿命的不良影响。

在实际应用中，两个目标温度曲线的高温保持时间和低温保持时间不一定相等，可通过以下方式获取调整曲线相对基准曲线的最优延迟启动时间：

以预设步长逐次增加延迟启动时间（从延迟启动时间为零开始），每次增加延迟启动时间后计算两个目标温度曲线之间处于高低温相反状态的时间总和；

用当前计算得到的时间总和减去上一次计算得到的时间总和，得到当前的时间偏差；

若当前的时间偏差小于零且上一次计算得到的时间偏差大于或等于零，则以当前的延迟启动时间减去所述预设步长得到最优延迟启动时间。

其中预设步长可以是预设的固定步长，也可以是两个目标温度曲线的高温保持时间或低温保持时间中的最小值的预设百分比。

优选地，该高低温试验箱控制方法，还包括步骤：

获取外部环境温度数据、低温气体存储腔5的空气温度数据和高温气体存储腔4的空气温度数据；

若外部环境温度低于低温气体存储腔5的空气温度，则打开低温气体存储腔5的电动舱门22；

若外部环境温度高于高温气体存储腔4的空气温度，则打开高温气体存储腔4的电动舱门22。

在实际应用中，若外部空气的温度较低（例如高纬度地区的冬季时，外部空气温度较低），从而使外部空气的温度低于低温气体存储腔的空气温度时，可直接用外部空气作为冷气源，从而打开低温气体存储腔5的电动舱门22，使外部空气可进入低温气体存储腔5中，迅速降低低温气体存储腔5的温度，可节省电能；若外部空气的温度较高（例如低纬度地区的夏季时，外部空气温度较高），从而使外部空气的温度高于高温气体存储腔4的空气温度时，可直接用外部空气作为热气源，从而打开高温气体存储腔4的电动舱门22，使外部空气可进入高温气体存储腔4中，迅速提高高温气体存储腔4的温度，可节省电能。

其中，若外部环境温度低于各低温温度的最小值时，可一直保持低温气体存储腔5的电动舱门22打开；否则，可在低温气体存储腔5的温度与外部环境温度偏差达到预设的温偏范围（例如-5℃至5℃）后，关闭低温气体存储腔5的电动舱门22。从而可保证低温气体存储腔5迅速减温的同时，确保低温气体存储腔5的温度可在第二冷凝器16的作用下达到第一目标温度计。

其中，若外部环境温度高于各高温温度的最大值时，可一直保持高温气体存储腔4的电动舱门22打开；否则，可在高温气体存储腔4的温度与外部环境温度偏差达到预设的温偏范围（例如-5℃至5℃）后，关闭高温气体存储腔4的电动舱门22。从而可保证高温气体存储腔4迅速升温的同时，确保高温气体存储腔4的温度可在第二加热器15的作用下达到第二目标温度计。

在一些优选实施方式中，该高低温试验箱控制方法，还包括步骤：

获取低温气体存储腔5的压力数据和高温气体存储腔4的压力数据；

若低温气体存储腔5的压力超过预设的压力阈值，则打开低温气体存储腔5的电动舱门22进行泄压；

若高温气体存储腔4的压力超过预设的压力阈值，则打开高温气体存储腔4的电动舱门22进行泄压。

其中，在泄压时，若压力降至预设的压力阈值的预设比例（例如80%）时关闭对应的电动舱门22停止泄压。通过泄压可避免压力过高而损坏设备或引起事故。

此外，在低温气体存储腔5（或高温气体存储腔4）需要进行泄压时，高温气体存储腔4（或低温气体存储腔5）会处于高真空状态，泄压会导致系统中总的空气量减少，从而导致空气量不足，因此需要打开高温气体存储腔4（或低温气体存储腔5）的电动舱门22进行空气补充，其中在进行空气补充时，保持两个电动舱门22同步打开和关闭，以保证进气量和排气量基本相等。

由上可知，该高低温试验箱控制方法，通过获取各试验腔3的目标温度曲线；根据所述目标温度曲线提取各试验腔3的降温时间点和对应的低温温度、升温时间点和对应的高温温度；在实验时间到达所述降温时间点时，把对应的试验腔3的空气抽入高温气体存储腔4，并把所述低温气体存储腔5中的空气送入对应的试验腔3中，再通过对应的第一加热器6和对应的第一冷凝器7把对应的试验腔3的空气温度调整至对应的低温温度；在实验时间到达所述升温时间点时，把对应的试验腔3的空气抽入低温气体存储腔5，并把所述高温气体存储腔4中的空气送入对应的试验腔3中，再通过对应的第一加热器6和对应的第一冷凝器7把对应的试验腔3的空气温度调整至对应的高温温度；从而不但节省电能，且可实现快速升降温。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，其方案与本发明实质上相同。

Claims (8)

1.一种高低温试验箱，包括箱体（1）和控制器（2）；其特征在于，所述箱体（1）的内腔分隔为至少一个试验腔（3）、一个高温气体存储腔（4）和一个低温气体存储腔（5）；所述试验腔（3）内设置有第一加热器（6）和第一冷凝器（7）；所述试验腔（3）的腔壁上设置有至少一个吹风机（8）和至少一个吸风机（9）；所述吹风机（8）、所述吸风机（9）均与所述高温气体存储腔（4）及低温气体存储腔（5）连通；所述吸风机（9）与所述高温气体存储腔（4）的连接管道上设置有第一电磁阀（10），所述吸风机（9）与所述低温气体存储腔（5）的连接管道上设置有第二电磁阀（11），所述吹风机（8）与所述高温气体存储腔（4）的连接管道上设置有第三电磁阀（12），所述吹风机（8）与所述低温气体存储腔（5）的连接管道上设置有第四电磁阀（13）；所述试验腔（3）、所述高温气体存储腔（4）和所述低温气体存储腔（5）内均设置有第一温度传感器（14）；所述高温气体存储腔（4）内设置有第二加热器（15）；所述低温气体存储腔（5）内设置有第二冷凝器（16）；

同一个所述试验腔（3）的吸风机（9）的出口连通至同一根吸风总管（17），所述吸风总管（17）与所述高温气体存储腔（4）和所述低温气体存储腔（5）之间均连接有一根吸风支管，所述第一电磁阀（10）和所述第二电磁阀（11）分别设置在相应的吸风支管上；

同一个所述试验腔（3）的吹风机（8）的入口连通至同一根吹风总管（18），所述吹风总管（18）与所述高温气体存储腔（4）和所述低温气体存储腔（5）之间均连接有一根吹风支管，所述第三电磁阀（12）和所述第四电磁阀（13）分别设置在相应的吹风支管上；

所述控制器（2）用于执行以下步骤：

A1.获取各试验腔（3）的目标温度曲线；

A2.根据所述目标温度曲线提取各试验腔（3）的降温时间点和对应的低温温度、升温时间点和对应的高温温度；

A3.在实验时间到达所述降温时间点时，把对应的试验腔（3）的空气抽入高温气体存储腔（4），并把所述低温气体存储腔（5）中的空气送入对应的试验腔（3）中，再通过对应的第一加热器（6）和对应的第一冷凝器（7）把对应的试验腔（3）的空气温度调整至对应的低温温度；

A4.在实验时间到达所述升温时间点时，把对应的试验腔（3）的空气抽入低温气体存储腔（5），并把所述高温气体存储腔（4）中的空气送入对应的试验腔（3）中，再通过对应的第一加热器（6）和对应的第一冷凝器（7）把对应的试验腔（3）的空气温度调整至对应的高温温度；

步骤A2之后，还包括步骤：

获取低温气体存储腔（5）的空气温度数据；

判断所述低温气体存储腔（5）的空气温度是否高于第一目标温度；所述第一目标温度为各个低温温度中的最低值；

若是，则通过低温气体存储腔（5）的第二冷凝器（16）使低温气体存储腔（5）的空气温度降至所述第一目标温度；

获取高温气体存储腔（4）的空气温度数据；

判断所述高温气体存储腔（4）的空气温度是否低于第二目标温度；所述第二目标温度为各个高温温度中的最高值；

若是，则通过高温气体存储腔（4）的第二加热器（15）使高温气体存储腔（4）的空气温度升至所述第二目标温度；

步骤A3包括：

计算各试验腔的低温温度与第一目标温度的第一温度偏差、当前温度与第一目标温度的第二温度偏差；

把第一温度偏差和第二温度偏差代入预设的换气时间计算公式，得到第一换气时间；

根据第一换气时间控制把对应的试验腔的空气抽入高温气体存储腔的持续时间和把低温气体存储腔中的空气送入对应的试验腔的持续时间；

步骤A4包括：

计算各试验腔的高温温度与第二目标温度的第三温度偏差、当前温度与第二目标温度的第四温度偏差；

把第三温度偏差和第四温度偏差代入预设的换气时间计算公式，得到第二换气时间；

根据第二换气时间控制把对应的试验腔的空气抽入低温气体存储腔的持续时间和把高温气体存储腔中的空气送入对应的试验腔的持续时间。

2.根据权利要求1所述的高低温试验箱，其特征在于，同一个所述试验腔（3）的吸风总管（17）和吹风总管（18）之间连接有一个循环风管（19），所述循环风管（19）上设置有第五电磁阀（20）。

3.根据权利要求1所述的高低温试验箱，其特征在于，所述箱体（1）的外侧设置有第二温度传感器（21），所述第二温度传感器（21）用于测量外部温度；所述高温气体存储腔（4）和所述低温气体存储腔（5）均设置有电动舱门（22），所述电动舱门（22）用于在打开时连通外部。

4.根据权利要求3所述的高低温试验箱，其特征在于，所述高温气体存储腔（4）和所述低温气体存储腔（5）内均设置有压力传感器（23）。

5.根据权利要求1所述的高低温试验箱，其特征在于，所述试验腔（3）设置有两个。

6.一种高低温试验箱控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-5任一项所述的高低温试验箱的控制器（2），所述高低温试验箱控制方法包括步骤：

A1.获取各试验腔（3）的目标温度曲线；

A2.根据所述目标温度曲线提取各试验腔（3）的降温时间点和对应的低温温度、升温时间点和对应的高温温度；

A3.在实验时间到达所述降温时间点时，把对应的试验腔（3）的空气抽入高温气体存储腔（4），并把所述低温气体存储腔（5）中的空气送入对应的试验腔（3）中，再通过对应的第一加热器（6）和对应的第一冷凝器（7）把对应的试验腔（3）的空气温度调整至对应的低温温度；

A4.在实验时间到达所述升温时间点时，把对应的试验腔（3）的空气抽入低温气体存储腔（5），并把所述高温气体存储腔（4）中的空气送入对应的试验腔（3）中，再通过对应的第一加热器（6）和对应的第一冷凝器（7）把对应的试验腔（3）的空气温度调整至对应的高温温度；

步骤A2之后，还包括步骤：

获取低温气体存储腔（5）的空气温度数据；

判断所述低温气体存储腔（5）的空气温度是否高于第一目标温度；所述第一目标温度为各个低温温度中的最低值；

若是，则通过低温气体存储腔（5）的第二冷凝器（16）使低温气体存储腔（5）的空气温度降至所述第一目标温度；

获取高温气体存储腔（4）的空气温度数据；

判断所述高温气体存储腔（4）的空气温度是否低于第二目标温度；所述第二目标温度为各个高温温度中的最高值；

若是，则通过高温气体存储腔（4）的第二加热器（15）使高温气体存储腔（4）的空气温度升至所述第二目标温度；

步骤A3包括：

计算各试验腔的低温温度与第一目标温度的第一温度偏差、当前温度与第一目标温度的第二温度偏差；

把第一温度偏差和第二温度偏差代入预设的换气时间计算公式，得到第一换气时间；

根据第一换气时间控制把对应的试验腔的空气抽入高温气体存储腔的持续时间和把低温气体存储腔中的空气送入对应的试验腔的持续时间；

步骤A4包括：

计算各试验腔的高温温度与第二目标温度的第三温度偏差、当前温度与第二目标温度的第四温度偏差；

把第三温度偏差和第四温度偏差代入预设的换气时间计算公式，得到第二换气时间；

根据第二换气时间控制把对应的试验腔的空气抽入低温气体存储腔的持续时间和把高温气体存储腔中的空气送入对应的试验腔的持续时间。

7.根据权利要求6所述的高低温试验箱控制方法，其特征在于，所述试验腔（3）有两个；步骤A2包括：

以其中一个试验腔（3）的目标温度曲线为基准曲线，以另一个试验腔（3）的目标温度曲线为调整曲线，获取调整曲线相对基准曲线的最优延迟启动时间；所述调整曲线按照所述最优延迟启动时间延迟启动时，两个目标温度曲线之间处于高低温相反状态的时间总和最大；

按照所述最优延迟启动时间延后所述调整曲线的启动时间；

根据所述基准曲线和延后启动时间的调整曲线提取各试验腔（3）的降温时间点和对应的低温温度、升温时间点和对应的高温温度。

8.根据权利要求6所述的高低温试验箱控制方法，其特征在于，还包括步骤：

获取外部环境温度数据、低温气体存储腔（5）的空气温度数据和高温气体存储腔（4）的空气温度数据；

若外部环境温度低于低温气体存储腔（5）的空气温度，则打开低温气体存储腔（5）的电动舱门（22）；

若外部环境温度高于高温气体存储腔（4）的空气温度，则打开高温气体存储腔（4）的电动舱门（22）。

Images