工業(yè)恒溫恒濕試驗(yàn)箱溫控濕控技術(shù)原理分析

來(lái)源：廣東愛(ài)佩試驗(yàn)設(shè)備有限公司 2026年08月05日 14:12

工業(yè)恒溫恒濕試驗(yàn)箱溫控濕控技術(shù)原理分析

工業(yè)恒溫恒濕試驗(yàn)箱依靠制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、加濕除濕單元搭配 PLC 智能閉環(huán)控制系統(tǒng)協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)箱體內(nèi)溫度、濕度高精度穩(wěn)定調(diào)控，以此復(fù)現(xiàn)各類高低溫、濕熱循環(huán)環(huán)境，滿足產(chǎn)品可靠性老化、耐候性檢測(cè)需求。

溫度控制原理

溫控分為加熱與制冷兩大執(zhí)行單元，采用 PID 閉環(huán)調(diào)節(jié)模式。加熱環(huán)節(jié)：由鎳鉻合金電加熱器作為熱源，控制系統(tǒng)采集箱內(nèi) PT100 溫度傳感器實(shí)時(shí)反饋數(shù)值，與設(shè)定溫度對(duì)比偏差，輸出信號(hào)控制固態(tài)繼電器調(diào)節(jié)加熱功率，升溫階段全開(kāi)加熱，接近目標(biāo)溫度時(shí)做比例調(diào)節(jié)，避免超溫過(guò)沖。

制冷環(huán)節(jié)主要依靠壓縮式制冷系統(tǒng)，由壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流組件組成。當(dāng)需要降溫或者維持低溫時(shí)，壓縮機(jī)啟動(dòng)，制冷劑循環(huán)相變帶走箱內(nèi)熱量；不做大功率制冷時(shí)，通過(guò)冷熱平衡方式，加熱器補(bǔ)償制冷帶來(lái)的冷量，維持箱體恒定溫度，并非持續(xù)制冷。PID 算法動(dòng)態(tài)修正輸出，把溫度波動(dòng)控制在 ±0.5℃范圍內(nèi)。

濕度控制原理

濕度控制包含加濕與除濕，以相對(duì)濕度作為控制目標(biāo)，濕度傳感器實(shí)時(shí)采集箱內(nèi)濕度信號(hào)回傳給控制器。

加濕方式多采用蒸汽式加濕，通過(guò)電加熱水產(chǎn)生水蒸氣，水汽進(jìn)入試驗(yàn)腔體提升濕度；控制器根據(jù)濕度偏差調(diào)節(jié)加濕管通斷，實(shí)現(xiàn)濕度上升與維持。

除濕分為兩種主流形式，冷凝除濕應(yīng)用廣：箱內(nèi)濕熱空氣流經(jīng)低溫蒸發(fā)器，空氣中水汽遇冷凝結(jié)成液態(tài)水排出箱體，降低空氣含水量，以此降低相對(duì)濕度。當(dāng)蒸發(fā)器溫度越低，冷凝析出水分越多，除濕效率越高。另一種為分子篩吸附除濕，多用于低露點(diǎn)特殊工況。

重點(diǎn)邏輯：相對(duì)濕度和溫度強(qiáng)耦合。溫度變化會(huì)直接改變空氣持水能力，即使絕對(duì)水汽量不變，溫度升高濕度會(huì)下降，溫度降低濕度會(huì)上升。設(shè)備運(yùn)行時(shí)控制器會(huì)聯(lián)動(dòng)溫控、濕控，溫度變動(dòng)的同時(shí)同步修正加濕、除濕輸出，防止溫濕度互相干擾漂移。

整機(jī)閉環(huán)協(xié)同控制

箱體內(nèi)部循環(huán)風(fēng)機(jī)保證腔體內(nèi)空氣充分對(duì)流，讓溫濕度分布均勻，減少腔體上下、角落溫差濕差。PLC 采集溫度、濕度傳感器數(shù)據(jù)，和用戶設(shè)定參數(shù)對(duì)比，通過(guò) PID 運(yùn)算，同步輸出控制信號(hào)給加熱器、壓縮機(jī)、加濕、除濕組件。

做程序循環(huán)試驗(yàn)時(shí)，系統(tǒng)按預(yù)設(shè)曲線，自動(dòng)切換升溫、降溫、加濕、除濕動(dòng)作，補(bǔ)償環(huán)境散熱、箱體熱交換帶來(lái)的損耗，實(shí)現(xiàn)連續(xù)的恒溫恒濕、溫濕度交變循環(huán)。

常見(jiàn)技術(shù)難點(diǎn)

低溫高濕工況：低溫下制冷容易造成過(guò)度冷凝除濕，需要精準(zhǔn)平衡冷量與加濕量，防止?jié)穸冗_(dá)不到設(shè)定值；
高溫低濕工況：高溫環(huán)境空氣儲(chǔ)水能力變強(qiáng)，需要持續(xù)冷凝除濕，控制蒸發(fā)器冷量輸出；
開(kāi)門(mén)、放入發(fā)熱樣品會(huì)引入外界空氣擾動(dòng)，傳感器反饋延遲，PID 參數(shù)適配不佳容易出現(xiàn)溫濕度震蕩波動(dòng)。

相關(guān)產(chǎn)品

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