多温区控制的恒温恒湿试验箱及多模式快速控温控湿方法

摘要

本公开提出了多温区控制的恒温恒湿试验箱及多模式快速控温控湿方法，包括：高温调节支路及低温调节支路；所述高温调节支路包括依次连接的高温液体罐、流量控制器A及换热器A，所述换热器A通过可调加湿器与风机相连；所述低温调节支路包括依次连接的低温液体罐、流量控制器B及换热器B；所述风机驱动工作环境中的气体流通，通过两个温度不同的换热器以及可调加湿器配合，快速调节箱内环境温湿度。

说明书

技术领域

本公开属于恒温恒湿试验箱技术领域，尤其涉及多温区控制的恒温恒湿试验箱及多模式控制方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

恒温恒湿试验箱应用广泛，主要集中在航天、航空、石油、化工、汽车、电子、通讯等领域，具体的用于提供恒温恒湿变化环境，或者对整机、仪器、材料等做温湿度测试从而判断生产的产品功能是否正常。

现有的恒温恒湿试验箱，温度的调整和控制一般是通过加热器或者冷却器进行调节，在对产品进行测试时，需要将试验箱内温湿度精确控制在不同的水平，往往需要消耗大量的时间来调节所需的温度以及(相对)湿度，。现有的恒温恒湿试验箱，往往采用单一冷/热源，需要不断调整冷/热源温度实现试验箱内的温湿度控制。当试验箱所需温湿度波动较大时，冷/热源温度调节过程需要很长时间，导致测试效率低，难以开展对仪器仪表产品的多批次、宽温湿度范围下的耐热、耐寒、耐干燥、耐湿性能的测试，不利于产品的大批量快速测试。

另外，现有的恒温恒湿试验箱，多采用单一热源，无法实现多温区的控制，同时也无法实现不同模式的温湿度控制。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本公开提供了一种多温区控制的恒温恒湿试验箱，带有多个温度源，分别负责恒温恒湿试验箱的多个控温控湿模式，以实现快速控温控湿的目的。

为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

一方面，公开了多温区控制的恒温恒湿试验箱，包括：

高温调节支路及低温调节支路；

所述高温调节支路包括依次连接的高温液体罐、流量控制器A及换热器A，所述换热器A通过可调加湿器与风机相连；

所述低温调节支路包括依次连接的低温液体罐、流量控制器B及换热器B；

所述风机驱动恒温恒湿试验箱中的气体流通循环，通过两个温度不同的换热器以及可调加湿器配合，调节箱内环境温湿度。

进一步的技术方案，所述高温液体罐及低温液体罐分别设置有调温装置。

进一步的技术方案，所述流量控制器A与流量控制器B分别由两个水泵与两个阀门组成，每个水泵对应一个阀门，控制换热器A或B处于工作状态或停止状态。

上述方案中，同时采用水泵及调节阀门，或者水泵及变频方式，调节换热器A和换热器B循环流量、工作、停止等。

进一步的技术方案，所述换热器A与换热器B由液体管道与换热盘管构成，用于改变气体的温度。

另一方面，公开了多温区控制的恒温恒湿试验箱的多模式控制方法，包括：基于当前恒温恒湿试验箱温度和湿度分别为T

进一步的技术方案，控制模式的判定包括：当：T

进一步的技术方案，加湿模式控制方法：换热器A及可调加湿器处于工作状态，换热器B处于停止状态，加湿过程加湿，调节调温装置A使高温液体罐温度高于T

进一步的技术方案，减湿模式控制方法：可分为两个阶段，第一阶段，换热器B处于工作状态，换热器A及可调加湿器处于停止状态，调节调温装置B使低温液体罐温度低于T

进一步的技术方案，升温模式控制方法：过程等同于减湿模式控制方法的第二阶段。

进一步的技术方案，降温模式控制方法：换热器B处于工作状态，换热器A及可调加湿器处于停止状态，调节调温装置A使低温液体罐温度低于T

进一步的技术方案，升温加湿模式控制方法：换热器A及可调加湿器处于工作状态，换热器B处于停止状态，调节调温装置A使高温液体罐温度高于T

进一步的技术方案，升温减湿模式控制方法：同减湿模式控制方法一致。

进一步的技术方案，降温加湿模式控制方法：换热器B及可调加湿器处于工作状态，换热器A处于停止状态，调节调温装置B使低温液体罐温度低于T

进一步的技术方案，降温减湿模式控制方法：可分为两个阶段，第一阶段，换热器B处于工作状态，换热器A及可调加湿器处于停止状态，调节调温装置B使低温液体罐温度低于T

以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

本公开技术方案包括高温液体罐及低温液体罐，作为不同的温度源，分别负责检定箱的多个温区控制，并根据检定箱内温湿度状态及需求，通过不同模式的快速调温调湿控制，避免了单一温度源高低温切换以应对多种温度、(相对)湿度需求，达到多个温源温度的快速控制，进而实现恒温恒湿试验箱的快速调温调湿的目的。

本公开技术方案通过快速的调节环境的温湿度，相比通用的产品，在同等的时间内温湿度变化大，因此可以实现多批次，宽温湿度范围检定。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开实施例恒温恒湿试验箱的整体结构示意图；

图中，1、高温液体罐，2、流量控制器A，3、换热器A，4、低温液体罐，5、流量控制器B，6、换热器B，7、风机，8、工作环境，9、可调加湿器，10、调温装置A，11、调温装置B。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实施例公开了多温区控制的恒温恒湿试验箱，参见附图1所示，包括：

高温调节支路及低温调节支路；

所述高温调节支路包括依次连接的高温液体罐、流量控制器A及换热器A，所述换热器A通过可调加湿器与风机相连；

所述低温调节支路包括依次连接的低温液体罐、流量控制器B及换热器B；

所述风机驱动工作环境中的气体流通，通过两个温度不同的换热器以及可调加湿器配合，调节箱内环境温湿度。

控制器分别与液体罐、换热器连接，起到控制流向流速的作用。当换热器需要工作的时候打开阀门，依靠水泵，液体罐中液体流出，改变气体温度。当换热器停止工作的时候，依靠水泵抽取，将液体回流，同时关闭阀门。

高温液体罐(1)通过流量控制器A(2)与换热器A(3)相连，低温液体罐(4)通过流量控制器B(5)与换热器B(6)相连。风机(7)驱动工作环境(8)中的气体流通，通过两个温度不同的换热器配合以及可调加湿器(9)，快速调节环境温湿度。同时，驱动调温装置A(10)与调温装置B(11)对高低温液体罐温度进行微调。

具体实施例子中，高温液体罐(1)与低温液体罐(4)在保证温度满足工业要求的情况下应考虑经济效益，可以采用一些比热容比较小的液体。

流量控制器A(2)与B(5)由两个水泵与两个阀门组成，可以控制液体罐与换热器中液体的方向与流速。控制换热器处于工作状态或停止状态。图1中高温液体罐1，流量控制器A2，换热器A3三个模块的箭头是表示高温液体循环，图1中低温液体罐4，流量控制器B 5，换热器B 6三个模块是表示低温液体的循环。

流量控制器A用于控制高温液体罐与换热器A中液体的方向与流量，流量控制器B用于控制高温液体罐与换热器B中液体的方向与流量，在该实施例子中不控制加热或者冷却液体的方向，只控制流量。

换热器A(3)与换热器B(6)由液体管道与换热盘管构成，可以快速改变气体的温度。由流量调节器可以控制换热器是否处于工作状态。

风机(7)选取小功率，保证气体流动匀速缓慢。

工作环境(8)必须是密闭空间，减少仪器检测不必要的干扰。

可调加湿器(9)增加气体的绝对湿度，内部设计有阀门，可以调节加湿速率。加湿环节空气流通应保持缓速，确保气体为充分加湿。

调温装置A(10)与B(11)分别用于调节高温液体罐和低温液体罐的冷热源温度，通常两液体罐的温度调节幅度较小，可实现快速调温。

在另一实施例子中，公开了一种多温区控制的检定箱的多模式控制方法，包括：控制模式的确定。根据当前恒温恒湿试验箱温度和湿度分别为T

T

T

H

H

T

T

T

T

具体的，加湿模式控制方法：换热器A及可调加湿器9处于工作状态，换热器B处于停止状态，调节调温装置A11使高温液体罐(1)温度高于T

具体的，减湿模式控制方法：可分为两个阶段，第一阶段，换热器B处于工作状态，换热器A及可调加湿器9处于停止状态，调节调温装置B11使低温液体罐(4)温度低于T

具体的，升温模式控制方法：过程等同于减湿模式控制方法的第二阶段。

具体的，降温模式控制方法：换热器B处于工作状态，换热器A及可调加湿器9处于停止状态，调节调温装置B11使低温液体罐(4)温度低于于T

具体的，升温加湿模式控制方法：换热器A及可调加湿器9处于工作状态，换热器B处于停止状态，调节调温装置A11使高温液体罐(1)温度高于T

具体的，升温减湿模式控制方法：同减湿模式控制方法一致。

具体的，降温加湿模式控制方法：换热器B及可调加湿器9处于工作状态，换热器A处于停止状态，调节调温装置B11使低温液体罐(4)温度低于T

具体的，降温减湿模式控制方法：可分为两个阶段，第一阶段，换热器B处于工作状态，换热器A及可调加湿器9处于停止状态，调节调温装置B11使低温液体罐(4)温度低于T

关于根据温度T相对湿度

一定温度下的饱和水蒸气分压

空气的水蒸气分压

一定水蒸气分压下的饱和温度，即露点温度，可以利用标准数据拟合关系来确定：

含湿量是指一定质量的干空气含水蒸气质量，

符号：T为空气温度(℃)；T

空气水蒸气分压：相对湿度是指空气饱和时相对于空气中所含的量的百分比

RH＝H/A

RH＝相对湿度

H＝实际水蒸汽密度

A＝饱和空汽密度

首先是理论计算，要获取当前气体的温度T1、相对湿度RH1的具体数据。可以由温度、相对湿度、绝对湿度三者对应关系表格，获知当前状态下气体的绝对湿度H1。同时，通过预期气体的温度T2、相对湿度RH2计算绝对湿度H2。气体状态变化的程通常需要有一个中间状态，它需要满足相对湿度RH*＝100％，绝对湿度H*＝H2，进而计算出对应的温度T*。

当前气体的温度T1、相对湿度RH1的具体数据的获取依靠传感器。恒温恒湿试验箱的工作目的是测量一批新产品是否合格，精确灵敏。对于通过检测的产品认为其数据可靠。

该实施例子中的H*可以理解为环境的实时绝对湿度。H1与H2可以理解为是固定的数值。在最开始的时候H*＝H1，随着我们调节环境的温湿度，使得H*的数值最终为H2。

在实际操作中，判断绝对湿度H1与H2的大小，若H1>H2，则不需要使用可调加湿器(8)，反之则打开可调加湿器。改变换热器(4)的温度，使工作环境中的气体温度经历一个变温过程，为：T1—>T*—>T2。

本领域技术人员应该明白，上述本公开的各模块或各步骤可以用通用的计算机装置来实现，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。本公开不限制于任何特定的硬件和软件的结合。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。