恒溫恒濕試驗箱的技術原理

　　恒溫恒濕試驗箱作為模擬特定溫度與濕度環境的可靠性測試設備，廣泛應用于電子、醫藥、食品、材料等領域，用于考核產品在穩定溫濕條件下的性能穩定性、耐久性及安全性。其技術原理圍繞“溫度精準控制”與“濕度精準控制”兩大核心系統展開，通過二者的協同聯動，實現箱內溫濕度的動態平衡。?
 

　　一、溫度控制原理：基于“加熱-制冷”雙向調節的動態平衡?

　　溫度控制系統是試驗箱的基礎，通過加熱裝置提供熱量、制冷裝置吸收熱量，配合氣流循環實現箱內溫度的精準穩定，核心由加熱模塊、制冷模塊、溫度檢測模塊及PID調控模塊組成。?

　　（一）加熱模塊：快速補熱與精準控溫?

　　加熱模塊通常采用鎳鉻合金加熱管或不銹鋼鎧裝加熱器，均勻分布于試驗箱風道內。當溫度檢測模塊監測到箱內溫度低于設定值時，PID調控模塊啟動加熱裝置，電流通過加熱管產生焦耳熱，熱量被風道內的循環氣流吸收后傳遞至箱內各個區域。加熱功率可根據溫差自動調節，避免溫度超調，確保升溫過程平穩，溫度控制精度可達±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，部分機型結合“復疊式制冷”技術以實現低溫需求。其核心由壓縮機、冷凝器、膨脹閥、蒸發器四大部件構成：壓縮機將低溫低壓的制冷劑蒸汽壓縮為高溫高壓蒸汽；蒸汽進入冷凝器，通過風冷或水冷方式釋放熱量，冷凝為高壓液態制冷劑；液態制冷劑經膨脹閥節流降壓，變為低溫低壓的氣液混合物；進入蒸發器后，制冷劑吸收風道內空氣的熱量汽化，使空氣溫度降低，再由循環風扇將冷空氣送入箱內實現降溫。單級制冷系統可實現0℃~150℃的溫度范圍，復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”協同調節的濕度穩定?

　　濕度控制是恒溫恒濕試驗箱的核心技術難點，需在溫度穩定的基礎上，通過加濕與除濕的動態平衡維持設定濕度，主要依賴加濕模塊、除濕模塊、濕度檢測模塊及聯動調控單元實現。?

　　（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生蒸汽，蒸汽經風道混入循環空氣進入箱內；電熱式加濕則通過電熱管加熱水產生蒸汽。二者均屬于“等溫加濕”，加濕效率高，且蒸汽純凈無雜質，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將水霧化成微小顆粒，霧化后的水汽隨氣流進入箱內蒸發，實現濕度提升。該方式加濕速度快、能耗低，適合需要快速調節濕度的場景，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：利用制冷系統的蒸發器作為冷卻源，當高濕空氣流經蒸發器表面時，溫度降至露點以下，空氣中的水汽凝結成液態水，經排水管排出，從而降低空氣濕度。該方式是試驗箱的主流除濕手段，可實現10%RH~95%RH的寬濕度調節，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，部分機型增設吸附除濕裝置，利用硅膠、分子篩等吸附劑吸附空氣中的水汽；當吸附劑飽和后，通過加熱再生將水汽排出，實現循環除濕。該方式可將濕度降至5%RH以下，滿足特殊低濕測試需求。?

　　三、協同調控原理：溫濕度的動態聯動與精準平衡?

　　恒溫恒濕試驗箱的核心技術亮點在于溫濕度的協同調控，避免單一調節導致的參數波動。其邏輯基于“先控溫、后控濕”的優先級原則：?

　　系統優先通過加熱/制冷模塊將箱內溫度穩定在設定值，因為溫度變化會直接影響空氣的飽和含濕量；?

　　溫度穩定后，濕度檢測模塊實時采集濕度數據，與設定值對比：若濕度偏低，啟動加濕模塊補充水汽；若濕度偏高，啟動冷卻除濕或吸附除濕模塊降低濕度；?

　　在調控過程中，PID調控模塊實時分析溫濕度耦合關系，通過算法補償實現溫濕度的動態平衡，確保箱內溫濕度波動范圍控制在溫度±0.5℃、濕度±2%RH以內。?

　　此外，氣流循環系統在溫濕度控制中起到關鍵輔助作用：通過強制空氣循環，使箱內溫濕度分布均勻，避免局部溫濕差異影響測試結果。?

　　綜上，恒溫恒濕試驗箱的技術原理是通過加熱-制冷的溫度調節系統、加濕-除濕的濕度調節系統，在PID算法的協同調控下，實現箱內溫濕度的精準、穩定模擬，為產品可靠性測試提供與實際使用環境高度一致的試驗條件。