CN204933488U - 一种低温高湿环境的模拟装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种低温高湿环境的模拟装置，包括试验箱，与试验箱内的控制器连接且用于辅助加湿的超声波辅助加湿器；试验箱包括置于箱体内的控制器，以及分别与控制器连接的温湿度传感器、加热器、加湿器水槽和制冷系统；超声波辅助加湿器包括超声波控制器和超声波发生器；超声波控制器的输入控制端与试验箱内的控制器连接，超声波控制器的输出端与超声波发生器连接，超声波控制器根据控制器输出的控制信号驱动超声波发生器工作；超声波发生器通过高频喷嘴，喷出已雾化的水分子，实现辅助加湿。本实用新型在交变湿热试验箱的加湿水槽内增加了一组超声波发生器，解决现有交变湿热试验箱在2℃～20℃之间不加湿的问题，其结构简单。

Description

一种低温高湿环境的模拟装置
技术领域
本实用新型属于环境试验设备技术领域，更具体地，涉及一种低温高湿环境的模拟装置。
背景技术
航天员在太空舱生活、工作，一天要呼出近一升的水，这些水大部分会被除湿设备回收，极少的一部分会藏匿于轨道舱的狭小空间内，形成载人航天器内所独有的“低温高湿”环境条件；其下限温度为2℃，极限相对湿度＞94％。
一般大气环境是在温度为20℃以上时才有湿度，因此，国内外的试验设备都是基于自然界可能出现的极端温、湿度环境条件去生产模拟试验设备，传统的湿热试验设备由试验箱体、可编程控制器、温湿度传感器、加热器、加湿器、制冷系统等组成。温度能力范围一般为20℃～100℃，相对湿度范围为25～95％。
传统试验设备在2℃～20℃之间加湿必然会引起试验箱内的温度升高，为了控制温度，试验箱会启动制冷系统进行降温，而降温的过程又是除湿的过程，因此，传统设备不支持温度为2℃以上的高湿试验。
实用新型内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种低温高湿环境的模拟装置，其目的在于通过在传统的交变湿热试验箱的加湿水槽内增加一组超声波发生器实现低温高湿环境的模拟，由此解决现有技术中交变湿热试验箱在2℃时不加湿的技术问题。
本实用新型提供了一种低温高湿环境的模拟装置，包括试验箱，还包括与试验箱内的控制器连接且用于辅助加湿的超声波辅助加湿器。
更进一步地，试验箱包括置于箱体内的可编程控制器，以及分别与所述可编程控制器连接的温湿度传感器、加热器、加湿器水槽和制冷系统。
更进一步地，所述超声波辅助加湿器包括超声波控制器和超声波发生器；所述超声波控制器的输入控制端与所述试验箱内的可编程控制器连接，所述超声波控制器的输出端与所述超声波发生器连接，所述超声波控制器根据所述可编程控制器输出的控制信号驱动所述超声波发生器工作；所述超声波发生器通过高频喷嘴，喷出已雾化的水分子，实现辅助加湿。
更进一步地，所述超声波发生器设置于所述试验箱内所述加湿器水槽中。
更进一步地，所述超声波发生器设置于所述试验箱内所述加湿器水槽的水位线下。
本实用新型采用超声波进行辅助加湿，解决了加湿不加热的技术难题，提高了温度控制精度，降低了温度波动度。该试验装置提供的试验环境，符合载人航天产品试验大纲要求。
附图说明
图1是本实用新型提供的低温高湿环境的模拟装置的结构示意图；
图2是本实用新型提供的低温高湿环境的模拟装置中超声波发生器在试验箱水槽中的位置结构示意图；
图3是本实用新型提供的低温高湿环境的模拟装置中加湿器水槽A-A俯视图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1为超声波控制器，2为超声波发生器，3为试验箱体，4为可编程控制器，5为温湿度传感器，6为加热器，7为加湿器水槽，8为制冷系统。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本实用新型提供的低温高湿环境的模拟装置属于环境试验与环境试验设备领域。本实用新型在现有的标准交变湿热试验箱的加湿水槽内增加了一个超声波发生器，通过试验箱的控制器控制交变湿热试验箱及超声波辅助加湿器工作，是现有交变湿热试验技术与超声波辅助加湿技术的组合应用。
图1示出了本实用新型提供的低温高湿环境的模拟装置的结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分，详述如下：
本实用新型提供的低温高湿环境的模拟装置包括试验箱，超声波控制器1和超声波发生器2；其中试验箱包括试验箱体3，可编程控制器4，温湿度传感器5，加热器6，加湿器水槽7和制冷系统8；超声波控制器1与标准试验箱中的可编程控制器4连接，超声波发生器2与超声波控制器1连接，且安装于试验箱中的加湿器水槽7中；温湿度传感器5与可编程控制器4连接，用于检测试验箱内温度和湿度；加热器6与可编程控制器4连接，用于提高箱内温度的；加湿器水槽7与试验箱可编程控制器4连接，用于产生湿度；制冷系统8与试验箱可编程控制器4连接，制冷系统8包括压缩机及配套的冷凝器、蒸发器及连接管道。
在本实用新型中，低温高湿工况是载人航天特有环境条件，实际试验表明：该加湿装置拓宽了现有温湿度试验设备的能力范围，该装置能够支持2℃、相对湿度大于94％、湿度保持时间大于4小时的设置。
试验中，试验箱中的可编程控制器4将湿度的测量值与预定值进行实时比较，控制加热、制冷、加湿装置及超声波辅助加湿器协调工作，试验箱的加湿器水槽7还能够受控降温，将超声波辅助加湿器产生的多余湿度吸收，将温湿度响应参数控制在预设的温湿度公差带范围内。
用超声波进行辅助加湿，解决了加湿不加热的技术难题，提高了温度控制精度，降低了温度波动度。该试验装置提供的试验环境，符合载人航天产品试验大纲要求。
在本实用新型中，用于辅助加湿的超声波加湿系统分为超声波控制器和超声波发生器，一般成套配置，每立方米不少于两套。
其中，超声波发生器2是通过高频喷嘴，喷出已雾化的水分子，起到辅助加湿的作用，超声波发生器2必须淹没于试验箱原有加湿器水槽7的水位线下，其在水槽内的安装位置可灵活选择；而超声波控制器1为超声波发生器2的驱动模块，超声波控制器1与试验箱可编程控制器4连接，试验箱的可编程控制器4控制超声波辅助加湿装置的启动或关闭。
作为本实用新型的一个实施例，超声波发生器2可以采用型号为20CM直流母插雾化头的超声波发生器。超声波控制器1可以采用型号为CP2400的超声波控制器。
在本实用新型中，试验箱可以是与标准的交变温湿度试验箱相同的试验箱体，具体可以采用型号为SDJ-F系列的箱体；可编程控制器4可以是与标准的交变温湿度试验箱相同的可编程控制器，通过内部的设置来控制试验箱的加热、制冷及加湿系统正常工作，在本实用新型中还用于控制超声波控制器进行辅助加湿；具体地，可以采用型号为SIEMENS/S7-200CN的可编程控制器。
温湿度传感器5可以为与标准的交变温湿度试验箱相同的温湿度传感器；具体地，可以采用型号为Kaysung/XB-seres的电子温湿度传感器。
加热器6可以是与标准的交变温湿度试验箱相同的S1型加热器，厂家一般根据加湿器水槽的内部尺寸定制U/W形加热器。
本实用新型中，加湿器水槽7与标准的交变温湿度试验箱相同，包括加热管、制冷盘管、水槽水位控制系统，在本实用新型中，超声波发生器2安装在其水槽7中，起到辅助加湿的作用。
本实用新型中，制冷系统8可以为与标准的交变温湿度试验箱相同的制冷系统，其中包括制冷压缩机、与制冷系统配套的冷凝器、蒸发器及用于加湿器水槽降温的蒸发器、配套的电磁阀及连接管道等。具体地，可以采用规格为1P的德国“谷轮”品牌的全闭压缩机，丹佛斯DANFOSS冷凝蒸发器；丹佛斯DANFOSS蒸发压力调节阀；意大利CASTEL电磁阀等的制冷系统。
本实用新型提供的低温高湿环境的模拟装置，其工作过程如下：
(1)按照每立方米两套超声波发生器的配置方案购置超声波加湿器若干；
(2)将超声波发生器固定于试验箱原有加湿器水槽底部；
(3)将超声波控制器与超声波发生器连接，超声波控制器安装在试验箱控制内，其电源应与箱内风机电源并联；
(4)调整试验箱可编程控制器，将湿热模式下的最低启动温度限制设置到1℃～1.5℃左右；
(5)设置试验程序并运行。
试验程序按照表1设置。
表1
在本实用新型中，低温高湿工况是载人航天特有环境条件，实际试验表明：该加湿装置拓宽了现有温湿度试验设备的能力范围，该装置能够支持2℃、相对湿度大于94％、湿度保持时间大于4小时的设置。试验开始后，试验箱中的可编程控制器4将湿度的测量值与设置值表1进行实时比较，温度控制容差为10％，湿度控制容差为5％，试验箱可编程控制器在控制试验箱内温度的同时即开始控制超声波辅助加湿系统进行加湿，在试验的全过程，超声波辅助加湿系统始终处于常开状态。当试验箱内的湿度超过设定湿度约+2％时，试验箱可编程控制器控制试验箱的制冷系统对试验箱原有加湿器水槽7进行降温，吸收多余的湿度，反知则停止降低加湿器水槽温度以释放湿度。试验箱可编程控制器将温湿度响应参数控制在预设的温湿度公差带范围内。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种低温高湿环境的模拟装置，包括试验箱，其特征在于，还包括与所述试验箱内的控制器连接且用于辅助加湿的超声波辅助加湿器。
2.如权利要求1所述的模拟装置，其特征在于，所述试验箱包括置于箱体(3)内的可编程控制器(4)，以及分别与所述可编程控制器(4)连接的温湿度传感器(5)、加热器(6)、加湿器水槽(7)和制冷系统(8)。
3.如权利要求2所述的模拟装置，其特征在于，所述超声波辅助加湿器包括超声波控制器(1)和超声波发生器(2)；所述超声波控制器(1)的输入控制端与所述试验箱内的可编程控制器(4)连接，所述超声波控制器(1)的输出端与所述超声波发生器(2)连接，所述超声波控制器(1)根据所述可编程控制器(4)输出的控制信号驱动所述超声波发生器(2)工作；所述超声波发生器(2)通过高频喷嘴，喷出已雾化的水分子，实现辅助加湿。
4.如权利要求3所述的模拟装置，其特征在于，所述超声波发生器(2)设置于所述试验箱内所述加湿器水槽(7)中。
5.如权利要求4所述的模拟装置，其特征在于，所述超声波发生器(2)设置于所述试验箱内所述加湿器水槽(7)的水位线下。
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CN106843337A (zh) * 2017-03-22 2017-06-13 东莞市升微机电设备科技有限公司 恒温恒湿试验箱的升温加湿控制系统及其控制方法
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