環(huán)境模擬試驗箱溫度控制策略

氣候環(huán)境試驗的溫度控制策略，如：恒溫恒濕試驗箱、高低溫試驗箱、冷熱沖擊試驗箱、濕熱交變試驗箱、快速溫變試驗箱、線(xiàn)性溫變試驗箱、步入式恒溫恒濕試驗房等

      因為有多個(gè)可供選擇的溫度控制點(diǎn)，氣候試驗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，第三種是雙參數型溫度控制。

      單點(diǎn)型溫度控制方法已經(jīng)非常成熟，且應用較多。早期的控制方式多數是“乒乓式"的開(kāi)關(guān)控制，俗稱(chēng)冷了加熱，熱了給冷，這種控制方式是反饋控制方式，當實(shí)測到循環(huán)氣流的溫度高于設定溫度時(shí)打開(kāi)制冷的電磁閥門(mén)，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(kāi)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)，不僅能源浪費較大，而且被控參數（溫度）也總是處于“振蕩"狀態(tài)，控制精度不高?，F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被控參數過(guò)往的變化情況（積分控制）和變化趨勢（微分控制）給出被控溫度的修正量，不僅節約能源，而且“振蕩"幅度小，控制精度較高。

      雙參數型溫度控制是同時(shí)采集試驗箱進(jìn)風(fēng)口處溫度值和產(chǎn)品附近的溫度值，試驗箱進(jìn)風(fēng)口處距離空氣調制室內蒸發(fā)器、加熱器的安裝位置很近，其量值直接反映空氣的調制結果，利用這個(gè)溫度值作為反饋控制的參數，具有快速調制循環(huán)空氣狀態(tài)參數的優(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)境試驗規范的要求，利用這個(gè)溫度值作為反饋控制的參數，就能確保溫度環(huán)境試驗的有效性和可信性，故這種做法兼顧了兩者的優(yōu)點(diǎn)和實(shí)際試驗的要求。雙參數型溫度控制策略可以是兩組溫度數據各自獨立“分時(shí)控制"，也可以是按照一定的加權系數，將加權后的兩個(gè)溫度值合并為一個(gè)溫度量值作為反饋控制信號，加權系數的取值與試驗箱的尺寸、循環(huán)氣流的風(fēng)速、變溫速率的大小、產(chǎn)品工作的發(fā)熱量等參數相關(guān)。

      由于熱量的傳遞是一個(gè)復雜的動(dòng)態(tài)物理過(guò)程，而且受試驗箱周?chē)髿猸h(huán)境條件及被試樣品自身工作狀態(tài)、結構復雜性等的影響較大，故對試驗箱的溫濕度控制很難建立起精確的數學(xué)模型。為了提高控制的穩定性和控制精度，有一些溫度試驗箱的控制引入了模糊邏輯控制理論和方法，在控制的過(guò)程中模擬人的思維模式，采用預判式的控制，對溫、濕度空間場(chǎng)進(jìn)行更精確、更快速的控制。

      相對溫度而言，濕度測控點(diǎn)的選擇比較簡(jiǎn)單，調制好濕度的濕空氣進(jìn)入試驗箱循環(huán)流動(dòng)的過(guò)程中，濕空氣與試驗件及試驗箱四壁之間水分子的交換很微少，只要循環(huán)空氣的溫度是穩定的，循環(huán)氣流從進(jìn)入試驗箱到流出試驗箱的過(guò)程中，濕空氣絕對含濕量的變化微乎其微。因此，在試驗箱內循環(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)口處檢測空氣的相對濕度值基本上都是相同的。正因為如此，在很多采用干濕球法測濕的試驗箱中，干濕球傳感器都安裝在試驗箱的回風(fēng)口處。而且從試驗箱的結構設計和使用中的維護方便出發(fā)，相對濕度測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6.1.3條款的要求，流過(guò)濕球傳感器的風(fēng)速不應低于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。