恒溫恒濕試驗(yàn)箱作為模擬特定溫度與濕度環(huán)境的可靠性測試設(shè)備，廣泛應(yīng)用于電子、醫(yī)藥、食品、材料等領(lǐng)域，用于考核產(chǎn)品在穩(wěn)定溫濕條件下的性能穩(wěn)定性、耐久性及安全性。其技術(shù)原理圍繞“溫度精準(zhǔn)控制”與“濕度精準(zhǔn)控制”兩大核心系統(tǒng)展開，通過二者的協(xié)同聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)箱內(nèi)溫濕度的動(dòng)態(tài)平衡。?
 

　　一、溫度控制原理：基于“加熱-制冷”雙向調(diào)節(jié)的動(dòng)態(tài)平衡?

　　溫度控制系統(tǒng)是試驗(yàn)箱的基礎(chǔ)，通過加熱裝置提供熱量、制冷裝置吸收熱量，配合氣流循環(huán)實(shí)現(xiàn)箱內(nèi)溫度的精準(zhǔn)穩(wěn)定，核心由加熱模塊、制冷模塊、溫度檢測模塊及PID調(diào)控模塊組成。?

　　（一）加熱模塊：快速補(bǔ)熱與精準(zhǔn)控溫?

　　加熱模塊通常采用鎳鉻合金加熱管或不銹鋼鎧裝加熱器，均勻分布于試驗(yàn)箱風(fēng)道內(nèi)。當(dāng)溫度檢測模塊監(jiān)測到箱內(nèi)溫度低于設(shè)定值時(shí)，PID調(diào)控模塊啟動(dòng)加熱裝置，電流通過加熱管產(chǎn)生焦耳熱，熱量被風(fēng)道內(nèi)的循環(huán)氣流吸收后傳遞至箱內(nèi)各個(gè)區(qū)域。加熱功率可根據(jù)溫差自動(dòng)調(diào)節(jié)，避免溫度超調(diào)，確保升溫過程平穩(wěn)，溫度控制精度可達(dá)±0.5℃。?

　　（二）制冷模塊：高效降溫與寬域適配?

　　制冷模塊普遍采用“蒸汽壓縮式制冷”原理，部分機(jī)型結(jié)合“復(fù)疊式制冷”技術(shù)以實(shí)現(xiàn)低溫需求。其核心由壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器四大部件構(gòu)成：壓縮機(jī)將低溫低壓的制冷劑蒸汽壓縮為高溫高壓蒸汽；蒸汽進(jìn)入冷凝器，通過風(fēng)冷或水冷方式釋放熱量，冷凝為高壓液態(tài)制冷劑；液態(tài)制冷劑經(jīng)膨脹閥節(jié)流降壓，變?yōu)榈蜏氐蛪旱臍庖夯旌衔铮贿M(jìn)入蒸發(fā)器后，制冷劑吸收風(fēng)道內(nèi)空氣的熱量汽化，使空氣溫度降低，再由循環(huán)風(fēng)扇將冷空氣送入箱內(nèi)實(shí)現(xiàn)降溫。單級制冷系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)0℃~150℃的溫度范圍，復(fù)疊式制冷則可拓展至-70℃~150℃，滿足不同低溫測試需求。?

　　二、濕度控制原理：基于“加濕-除濕”協(xié)同調(diào)節(jié)的濕度穩(wěn)定?

　　濕度控制是恒溫恒濕試驗(yàn)箱的核心技術(shù)難點(diǎn)，需在溫度穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，通過加濕與除濕的動(dòng)態(tài)平衡維持設(shè)定濕度，主要依賴加濕模塊、除濕模塊、濕度檢測模塊及聯(lián)動(dòng)調(diào)控單元實(shí)現(xiàn)。?

　　（一）加濕模塊：兩種主流加濕方式的適配邏輯?

　　蒸汽加濕：電極式加濕通過電極通電使水加熱至沸騰產(chǎn)生蒸汽，蒸汽經(jīng)風(fēng)道混入循環(huán)空氣進(jìn)入箱內(nèi)；電熱式加濕則通過電熱管加熱水產(chǎn)生蒸汽。二者均屬于“等溫加濕”，加濕效率高，且蒸汽純凈無雜質(zhì)，適合對濕度要求較高的精密測試。?

　　超聲波加濕：利用超聲波振子高頻振動(dòng)將水霧化成微小顆粒，霧化后的水汽隨氣流進(jìn)入箱內(nèi)蒸發(fā)，實(shí)現(xiàn)濕度提升。該方式加濕速度快、能耗低，適合需要快速調(diào)節(jié)濕度的場景，但需定期清理振子避免水垢影響效果。?

　　（二）除濕模塊：針對性解決高濕降濕難題?

　　冷卻除濕：利用制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器作為冷卻源，當(dāng)高濕空氣流經(jīng)蒸發(fā)器表面時(shí)，溫度降至露點(diǎn)以下，空氣中的水汽凝結(jié)成液態(tài)水，經(jīng)排水管排出，從而降低空氣濕度。該方式是試驗(yàn)箱的主流除濕手段，可實(shí)現(xiàn)10%RH~95%RH的寬濕度調(diào)節(jié)，但在低溫低濕場景下效率較低。?

　　吸附除濕：針對低溫低濕需求，部分機(jī)型增設(shè)吸附除濕裝置，利用硅膠、分子篩等吸附劑吸附空氣中的水汽；當(dāng)吸附劑飽和后，通過加熱再生將水汽排出，實(shí)現(xiàn)循環(huán)除濕。該方式可將濕度降至5%RH以下，滿足特殊低濕測試需求。?

　　三、協(xié)同調(diào)控原理：溫濕度的動(dòng)態(tài)聯(lián)動(dòng)與精準(zhǔn)平衡?

　　恒溫恒濕試驗(yàn)箱的核心技術(shù)亮點(diǎn)在于溫濕度的協(xié)同調(diào)控，避免單一調(diào)節(jié)導(dǎo)致的參數(shù)波動(dòng)。其邏輯基于“先控溫、后控濕”的優(yōu)先級原則：?

　　系統(tǒng)優(yōu)先通過加熱/制冷模塊將箱內(nèi)溫度穩(wěn)定在設(shè)定值，因?yàn)闇囟茸兓瘯?huì)直接影響空氣的飽和含濕量；?

　　溫度穩(wěn)定后，濕度檢測模塊實(shí)時(shí)采集濕度數(shù)據(jù)，與設(shè)定值對比：若濕度偏低，啟動(dòng)加濕模塊補(bǔ)充水汽；若濕度偏高，啟動(dòng)冷卻除濕或吸附除濕模塊降低濕度；?

　　在調(diào)控過程中，PID調(diào)控模塊實(shí)時(shí)分析溫濕度耦合關(guān)系，通過算法補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)溫濕度的動(dòng)態(tài)平衡，確保箱內(nèi)溫濕度波動(dòng)范圍控制在溫度±0.5℃、濕度±2%RH以內(nèi)。?

　　此外，氣流循環(huán)系統(tǒng)在溫濕度控制中起到關(guān)鍵輔助作用：通過強(qiáng)制空氣循環(huán)，使箱內(nèi)溫濕度分布均勻，避免局部溫濕差異影響測試結(jié)果。?

　　綜上，恒溫恒濕試驗(yàn)箱的技術(shù)原理是通過加熱-制冷的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、加濕-除濕的濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在PID算法的協(xié)同調(diào)控下，實(shí)現(xiàn)箱內(nèi)溫濕度的精準(zhǔn)、穩(wěn)定模擬，為產(chǎn)品可靠性測試提供與實(shí)際使用環(huán)境高度一致的試驗(yàn)條件。