氣候環(huán)境試驗(yàn)的溫度控制策略,,如:恒溫恒濕試驗(yàn)箱,、高低溫試驗(yàn)箱,、冷熱沖擊試驗(yàn)箱、濕熱交變?cè)囼?yàn)箱,、快速溫變?cè)囼?yàn)箱,、線性溫變?cè)囼?yàn)箱、步入式恒溫恒濕試驗(yàn)房等
因?yàn)橛卸鄠€(gè)可供選擇的溫度控制點(diǎn),,氣候試驗(yàn)箱溫度控制方法也有三種方案:進(jìn)風(fēng)口溫度控制,、產(chǎn)品溫度控制和“復(fù)疊式”溫度控制。前兩種都是單點(diǎn)型溫度控制,,第三種是雙參數(shù)型溫度控制,。
單點(diǎn)型溫度控制方法已經(jīng)非常成熟,且應(yīng)用較多,。早期的控制方式多數(shù)是“乒乓式”的開關(guān)控制,,俗稱冷了加熱,,熱了給冷,這種控制方式是反饋控制方式,,當(dāng)實(shí)測(cè)到循環(huán)氣流的溫度高于設(shè)定溫度時(shí)打開制冷的電磁閥門,,向循環(huán)氣流輸送冷量,降低氣流的溫度,,反之則接通加熱裝置的電路開關(guān),,直接加熱循環(huán)氣流,提高氣流的溫度,。這種控制方式要求試驗(yàn)箱的制冷裝置和加熱組件總是處于待命工作狀態(tài),,不僅能源浪費(fèi)較大,而且被控參數(shù)(溫度)也總是處于“振蕩”狀態(tài),,控制精度不高?,F(xiàn)在單點(diǎn)型溫度控制方法大都改為通用型的比例——微分——積分(PID)控制方式,這種控制方式可以根據(jù)被控參數(shù)過往的變化情況(積分控制)和變化趨勢(shì)(微分控制)給出被控溫度的修正量,,不僅節(jié)約能源,,而且“振蕩”幅度小,控制精度較高,。
雙參數(shù)型溫度控制是同時(shí)采集試驗(yàn)箱進(jìn)風(fēng)口處溫度值和產(chǎn)品附近的溫度值,,試驗(yàn)箱進(jìn)風(fēng)口處距離空氣調(diào)制室內(nèi)蒸發(fā)器、加熱器的安裝位置很近,,其量值直接反映空氣的調(diào)制結(jié)果,,利用這個(gè)溫度值作為反饋控制的參數(shù),具有快速調(diào)制循環(huán)空氣狀態(tài)參數(shù)的優(yōu)點(diǎn),。產(chǎn)品附近的溫度值表示產(chǎn)品遭受的真實(shí)溫度環(huán)境條件,,是環(huán)境試驗(yàn)規(guī)范的要求,利用這個(gè)溫度值作為反饋控制的參數(shù),,就能確保溫度環(huán)境試驗(yàn)的有效性和可信性,,故這種做法兼顧了兩者的優(yōu)點(diǎn)和實(shí)際試驗(yàn)的要求。雙參數(shù)型溫度控制策略可以是兩組溫度數(shù)據(jù)各自獨(dú)立“分時(shí)控制”,,也可以是按照一定的加權(quán)系數(shù),,將加權(quán)后的兩個(gè)溫度值合并為一個(gè)溫度量值作為反饋控制信號(hào),加權(quán)系數(shù)的取值與試驗(yàn)箱的尺寸,、循環(huán)氣流的風(fēng)速,、變溫速率的大小、產(chǎn)品工作的發(fā)熱量等參數(shù)相關(guān),。
由于熱量的傳遞是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)物理過程,而且受試驗(yàn)箱周圍大氣環(huán)境條件及被試樣品自身工作狀態(tài),、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性等的影響較大,,故對(duì)試驗(yàn)箱的溫濕度控制很難建立起精確的數(shù)學(xué)模型,。為了提高控制的穩(wěn)定性和控制精度,有一些溫度試驗(yàn)箱的控制引入了模糊邏輯控制理論和方法,,在控制的過程中模擬人的思維模式,,采用預(yù)判式的控制,對(duì)溫,、濕度空間場(chǎng)進(jìn)行更精確,、更快速的控制。
相對(duì)溫度而言,,濕度測(cè)控點(diǎn)的選擇比較簡(jiǎn)單,,調(diào)制好濕度的濕空氣進(jìn)入試驗(yàn)箱循環(huán)流動(dòng)的過程中,濕空氣與試驗(yàn)件及試驗(yàn)箱四壁之間水分子的交換很微少,,只要循環(huán)空氣的溫度是穩(wěn)定的,,循環(huán)氣流從進(jìn)入試驗(yàn)箱到流出試驗(yàn)箱的過程中,濕空氣絕對(duì)含濕量的變化微乎其微,。因此,,在試驗(yàn)箱內(nèi)循環(huán)空氣流場(chǎng)的任何一點(diǎn),如進(jìn)風(fēng)口,,流場(chǎng)的中游或回風(fēng)口處檢測(cè)空氣的相對(duì)濕度值基本上都是相同的,。正因?yàn)槿绱耍诤芏嗖捎酶蓾袂蚍y(cè)濕的試驗(yàn)箱中,,干濕球傳感器都安裝在試驗(yàn)箱的回風(fēng)口處,。而且從試驗(yàn)箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和使用中的維護(hù)方便出發(fā),相對(duì)濕度測(cè)控用干濕球傳感器安放在回風(fēng)口處既便于安裝,,也有助于定期更換濕球紗布和清洗電阻PT100的感溫頭,,而且按照GJB150.9A濕熱試驗(yàn)6.1.3條款的要求,流過濕球傳感器的風(fēng)速不應(yīng)低于4.6m/s的要求,,帶有小風(fēng)扇的干濕球傳感器安裝在回風(fēng)口處更方便于維修和使用,。