CN206696731U - 恒温恒湿试验箱的升温加湿控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种恒温恒湿试验箱的升温加湿控制系统，该系统包括恒温恒湿试验箱、加湿水箱和控制器，恒温恒湿试验箱的内部设有搅拌风机、试验箱加热器、湿度传感器、温度传感器和试验箱蒸发器，加湿水箱的内部设有水温加热器和水温传感器，加湿水箱的内部通过蒸汽管道与恒温恒湿试验箱的内部相连通。本实用新型能够解决加湿响应滞后的问题、升湿开始阶段湿度过冲偏离较大的问题以及低温湿度阶段湿度控制不稳定的问题，确保了试验数据的可靠性。

Description

恒温恒湿试验箱的升温加湿控制系统

技术领域

本实用新型涉及试验箱设备技术领域，更具体地说，是涉及一种恒温恒湿试验箱的升温加湿控制系统。

背景技术

恒温恒湿试验箱是一种在某一恒温恒湿的状态下对产品的性能进行检测，以检测该产品的性能是否达到相关标准的要求的设备。

在试验的过程中，为了达到预设的温湿度，恒温恒湿试验箱需要设置相应的温度调节装置和湿度调节装置进行温、湿度的调节。然而，现有的恒温恒湿试验箱存在以下不足：1、从低温湿度阶段上升到高温湿度阶段时，若加湿操作突然启动，加湿响应会产生滞后，无法使恒温恒湿试验箱内的湿度快速且稳定达到预设的试验要求；2、在低温湿度阶段时，所设定的湿度所需加湿量小，加湿器正常调节状态下，湿气输送量大，控制不精细导致控制不稳定。3、在升高湿度的开始阶段，由于设备设计不合理，会有大量蒸汽进入恒温恒湿试验箱内，造成箱内的湿度大幅波动，产生了湿度过冲偏离较大的问题，影响了试验数据的可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种恒温恒湿试验箱的升温加湿控制系统，其可解决加湿响应滞后的问题、升湿开始阶段湿度过冲偏离较大的问题以及低温湿度阶段湿度控制不稳定的问题。

为实现上述目的，本实用新型的第一方面提供了一种恒温恒湿试验箱的升温加湿控制系统，包括用于产品测试的恒温恒湿试验箱、设置在恒温恒湿试验箱外部的加湿水箱以及用于控制恒温恒湿试验箱和加湿水箱内各个部件动作的控制器，所述恒温恒湿试验箱的内部设有分别与控制器电连接的搅拌风机、试验箱加热器、湿度传感器、温度传感器和用于制冷及除湿的试验箱蒸发器，所述加湿水箱的内部设有分别与控制器电连接的水温加热器和水温传感器，所述加湿水箱的内部通过主蒸汽管道与恒温恒湿试验箱的内部相连通。

作为优选的，所述加湿水箱的内部还设有与控制器电连接的降水温装置。

作为优选的，所述降水温装置包括降水温蒸发器、散热器或者电子制冷器。

作为优选的，所述恒温恒湿试验箱的外围设有保温层。

作为优选的，所述主蒸汽管道伸入恒温恒湿试验箱内部的出蒸汽端连接有用于保证恒温恒湿试验箱内湿度的均匀性的蒸汽均布管。

作为优选的，所述主蒸汽管道上连接有与控制器电连接的第一开关阀门。

作为优选的，所述加湿水箱上还设有辅助蒸汽管道，所述辅助蒸汽管道的管径小于主蒸汽管道的管径，所述辅助蒸汽管道的一端与加湿水箱的内部相连通，所述辅助蒸汽管道的另一端连接在主蒸汽管道的出蒸汽端或者直接连接在恒温恒湿试验箱上并与其内部相连通，所述辅助蒸汽管道上连接有与控制器电连接的第二开关阀门。

本实用新型的第二方面提供了一种恒温恒湿试验箱的升温加湿控制方法，该方法应于上述技术方案所述的恒温恒湿试验箱的升温加湿控制系统中，包括以下步骤：

步骤一、当恒温恒湿试验箱对测试产品进行低温湿度试验时，控制恒温恒湿试验箱的箱内温度稳定在第一预设温度值，同时使加湿水箱的水温控制在20℃～80℃的较低温范围内，并通过控制辅助蒸汽管道上的第二开关阀门的开和关，使恒温恒湿试验箱的箱内湿度稳定；

步骤二、在恒温恒湿试验箱从第一预设温度值向第二预设温度值升高的过程中，控制加湿水箱的水温逐步升高，并通过控制第二开关阀门和/或第一开关阀门的开和关，使恒温恒湿试验箱的箱内湿度稳定；

步骤三、在恒温恒湿试验箱需要大加湿量前，预先控制加湿水箱内的水温，使水温从较低温逐步上升至接近沸腾状态，以完成大量加湿操作的提前准备；

步骤四、当恒温恒湿试验箱需要大加湿量时，开启第一开关阀门或者同时开启第一开关阀门和第二开关阀门，让加湿水箱内的蒸汽快速通过相应的蒸汽管道进入到恒温恒湿试验箱内，此时控制器控制水温加热器动作，以实现加湿量的自动控制。

作为优选的，所述接近沸腾状态的水温值为大于或等于80℃且小于沸腾点。

作为优选的，在整个控制过程中，控制器通过PID控制方式将采集到的恒温恒湿试验箱的箱内温度、湿度和加湿水箱的水温分别与各自对应的设定值进行计算，输出控制加热量、加湿量和制冷量，并将PID计算得到的控制加热量、加湿量和制冷量进行转换，以执行相应的控制操作。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型在恒温恒湿试验箱从低温湿度阶段上升到高温湿度阶段且需要大加湿量之前，控制器能够预先控制加湿水箱内的水温逐步上升至接近沸腾状态，以完成加湿操作的提前准备，当进行高温湿度试验阶段时，加湿水箱内的蒸汽能够快速通过蒸汽管道进入到恒温恒湿试验箱内，使恒温恒湿试验箱的箱内湿度能够快速上升至满足试验要求的湿度值，解决了加湿响应滞后的问题，同时在升湿开始阶段，加湿水箱内的水还没有沸腾，开启开关阀门时不会有大量蒸汽进入恒温恒湿试验箱内，避免造成箱内的湿度大幅波动，解决了在升湿开始阶段湿度过冲偏离较大的问题，确保了试验数据的可靠性。

此外，在低温湿度阶段，可选择管径较小的辅助蒸汽管道输送蒸汽，这样在所需加湿量较小时容易控制湿气输送量，使湿度控制稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的恒温恒湿试验箱的升温加湿控制系统的结构示意图；

图2是本实用新型提供的恒温恒湿试验箱的升温加湿控制系统的控制电路图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1，本实用新型的实施例提供了一种恒温恒湿试验箱的升温加湿控制系统，该系统包括用于产品测试的恒温恒湿试验箱1、设置在恒温恒湿试验箱1外部的加湿水箱2以及用于控制恒温恒湿试验箱1和加湿水箱2内各个部件动作的控制器3，下面将结合附图对本实施例的各组成部分进行详细说明。

恒温恒湿试验箱1的内部设有搅拌风机4、试验箱加热器5、湿度传感器6、温度传感器7和用于制冷及除湿的试验箱蒸发器8，恒温恒湿试验箱1的外围设有保温层15。

加湿水箱2的内部设有水温加热器9和水温传感器10，加湿水箱2的内部可以通过主蒸汽管道11与恒温恒湿试验箱1的内部相连通，主蒸汽管道11上连接有第一开关阀门12。

为了便于调节加湿水箱的水温，加湿水箱2的内部还可以设有降水温装置13。在本实施例中，降水温装置13可以优选采用降水温蒸发器、散热器或者电子制冷器。

较佳的，主蒸汽管道11伸入恒温恒湿试验箱1内部的出蒸汽端连接有用于保证恒温恒湿试验箱1内湿度的均匀性的蒸汽均布管14。

如图2所示，控制器3可以分别与搅拌风机4、试验箱加热器5、湿度传感器6、温度传感器7、试验箱蒸发器8、水温加热器9、水温传感器10、第一开关阀门12和降水温装置13电连接。

此外，该系统还可以设有辅助蒸汽管道16和与控制器3电连接的第二开关阀门17，辅助蒸汽管道16的管径小于主蒸汽管道11，辅助蒸汽管道16的一端与加湿水箱2的内部相连通，辅助蒸汽管道16的另一端连接在主蒸汽管道11的出蒸汽端或者直接连接在恒温恒湿试验箱1上并与其内部相连通，第二开关阀门17连接在辅助蒸汽管道16上。在实际操作中，主蒸汽管道11可用于高温湿度试验阶段的蒸汽流通，辅助蒸汽管道16可用于低温湿度试验阶段的蒸汽流通，当然也可以与主蒸汽管道11一起用于高温湿度试验阶段的蒸汽流通。

工作时，控制器3能够控制试验箱蒸发器8制冷及除湿、控制试验箱加热器5动态加热使恒温恒湿试验箱1达到所需温度和控制加湿水箱2中水温加热器9动态加热产生蒸汽进入恒温恒湿试验箱1内，使恒温恒湿试验箱1内湿度达到所需湿度；同时控制器3还可以通过开关阀门控制蒸汽进入恒温恒湿试验箱1的大小。

本实用新型的实施例还提供了一种恒温恒湿试验箱的升温加湿控制方法，该方法应于恒温恒湿试验箱的升温加湿控制系统中，包括以下步骤：

步骤一、当恒温恒湿试验箱1对测试产品进行低温湿度试验时，控制恒温恒湿试验箱1的箱内温度稳定在第一预设温度值，同时使加湿水箱2的水温控制在20℃～80℃的较低温范围内，并通过控制辅助蒸汽管道16上的第二开关阀门17的开和关，使恒温恒湿试验箱1的箱内湿度稳定；

步骤二、在恒温恒湿试验箱1从第一预设温度值向第二预设温度值升高的过程中，控制加湿水箱2的水温逐步升高，并通过控制第二开关阀门17和/或第一开关阀门12的开和关，使恒温恒湿试验箱1的箱内湿度稳定；其中，水温逐步上升的过程也是下一阶段的加湿预备过程；

步骤三、在恒温恒湿试验箱1需要大加湿量前，预先控制加湿水箱2内的水温，使水温从较低温逐步上升至接近沸腾状态，以完成大量加湿操作的提前准备；

步骤四、当恒温恒湿试验箱1需要大加湿量时，开启第一开关阀门12或者同时开启第一开关阀门12和第二开关阀门17，让加湿水箱2内的蒸汽快速通过相应的蒸汽管道进入到恒温恒湿试验箱1内，此时控制器3控制水温加热器9动作，以实现加湿量的自动控制。

在本实施例中，接近沸腾状态的水温值可以为大于或等于80℃且小于沸腾点。

在整个控制过程中，控制器3可以通过PID控制方式将采集到的恒温恒湿试验箱1的箱内温度、湿度和加湿水箱2的水温分别与各自对应的设定值进行计算，输出控制加热量、加湿量和制冷量，并将PID计算得到的控制加热量、加湿量和制冷量进行转换，以执行相应的控制操作。

下面将以一个实际例子进行详细说明。

当恒温恒湿试验箱对测试产品进行-35℃的低温湿度试验时，控制恒温恒湿试验箱的箱内湿度保持30Rh％不变；

在恒温恒湿试验箱的箱内温度从-35℃逐步上升至50℃的过程中，预先控制加湿水箱内的水温逐步升高，使水温逐步上升至95℃，以完成大量加湿操作的提前准备；

当恒温恒湿试验箱的箱内温度刚好为50℃且需要大加湿量时，开启第一开关阀门，让加湿水箱内的蒸汽能够快速通过第一蒸汽管道进入到恒温恒湿试验箱内，从而使恒温恒湿试验箱的箱内湿度能够从30Rh％快速上升至80Rh％。

综上所述，本实用新型在恒温恒湿试验箱从低温湿度阶段上升到高温湿度阶段且需要大加湿量之前，控制器能够预先控制加湿水箱内的水温逐步上升至接近沸腾状态，以完成加湿操作的提前准备，当进行高温湿度试验阶段时，加湿水箱内的蒸汽能够快速通过蒸汽管道进入到恒温恒湿试验箱内，使恒温恒湿试验箱的箱内湿度能够快速上升至满足试验要求的湿度值，解决了加湿响应滞后的问题，同时在升湿开始阶段，加湿水箱内的水还没有沸腾，开启开关阀门时不会有大量蒸汽进入恒温恒湿试验箱内，避免造成箱内的湿度大幅波动，解决了在升湿开始阶段湿度过冲偏离较大的问题，确保了试验数据的可靠性。此外，在低温湿度阶段，可选择管径较小的辅助蒸汽管道输送蒸汽，这样在所需加湿量较小时容易控制湿气输送量，使湿度控制稳定。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种恒温恒湿试验箱的升温加湿控制系统，其特征在于，包括用于产品测试的恒温恒湿试验箱(1)、设置在恒温恒湿试验箱(1)外部的加湿水箱(2)以及用于控制恒温恒湿试验箱(1)和加湿水箱(2)内各个部件动作的控制器(3)，所述恒温恒湿试验箱(1)的内部设有分别与控制器(3)电连接的搅拌风机(4)、试验箱加热器(5)、湿度传感器(6)、温度传感器(7)和用于制冷及除湿的试验箱蒸发器(8)，所述加湿水箱(2)的内部设有分别与控制器(3)电连接的水温加热器(9)和水温传感器(10)，所述加湿水箱(2)的内部通过主蒸汽管道(11)与恒温恒湿试验箱(1)的内部相连通。

2.根据权利要求1所述的恒温恒湿试验箱的升温加湿控制系统，其特征在于，所述加湿水箱(2)的内部还设有与控制器(3)电连接的降水温装置(13)。

3.根据权利要求2所述的恒温恒湿试验箱的升温加湿控制系统，其特征在于，所述降水温装置(13)包括降水温蒸发器、散热器或者电子制冷器。

4.根据权利要求1所述的恒温恒湿试验箱的升温加湿控制系统，其特征在于，所述主蒸汽管道(11)伸入恒温恒湿试验箱(1)内部的出蒸汽端连接有用于保证恒温恒湿试验箱(1)内湿度的均匀性的蒸汽均布管(14)。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的恒温恒湿试验箱的升温加湿控制系统，其特征在于，所述主蒸汽管道(11)上连接有与控制器(3)电连接的第一开关阀门(12)。

6.根据权利要求5所述的恒温恒湿试验箱的升温加湿控制系统，其特征在于，所述加湿水箱(2)上还设有辅助蒸汽管道(16)，所述辅助蒸汽管道(16)的管径小于主蒸汽管道(11)的管径，所述辅助蒸汽管道(16)的一端与加湿水箱(2)的内部相连通，所述辅助蒸汽管道(16)的另一端连接在主蒸汽管道(11)的出蒸汽端或者直接连接在恒温恒湿试验箱(1)上并与其内部相连通，所述辅助蒸汽管道(16)上连接有与控制器(3)电连接的第二开关阀门(17)。