恒温恒湿培养箱升温与降温速率探讨

恒温恒湿箱原理部分：

        恒温恒湿箱由制冷系统，加热系统，控制系统，湿度系统，送风循环系统，和传感器系统等组成，上述系统分属电气和机械制冷两大方面。下面叙述几个主要系统的工作原理和工作过程。制冷系统 制冷系统是综合试验箱的关键部分之一。一般来说，制冷方式都是机械制冷以及辅助液氮制冷，机械制冷采用蒸汽压缩式制冷，它们主要由压缩机，冷凝器，节流机构和蒸发器组成。如果我们试验的温度低温要达到-55℃，单级制冷难以满足要求，因此恒温恒湿箱的制冷方式一般采用复叠式制冷。恒温恒湿箱的制冷系统由两部分组成，分别称为高温部分和低温部分，每一部分是一个相对独立的制冷系统。高温部分中制冷剂的蒸发吸收来自低温部分的制冷剂的热量而汽化；低温部分制冷剂的蒸发则从被冷却的对象（试验箱内的空气）吸热以获取冷量。高温部分和低温部分之间是用一个蒸发冷凝器联系起来，它既是高温部分的冷凝器，也是低温部分的冷凝器。加热系统 试验箱的加热系统相对制冷系统而言，是比较简单。它主要有大功率电阻丝组成，由于试验箱要求的升温速率较大，因此试验箱的加热系统功率都比较大，而且在试验箱的底板也设有加热器。控制系统 控制系统是综合试验箱的核心，它决定了试验箱的升温速率，精度等重要指标。现在试验箱的控制器大都采用PID控制，也有少部分采用PID与模糊控制相组合的控制方式。由于控制系统基本上属于软件的范畴，而且此部分在使用过程中，一般不会出现问题。湿度系统和温度系统分为加湿和除湿两个子系统。

        精密恒温恒湿箱升温及降温速率测需在满载条件下进行,升温及降温速率：每5min的平均变化速率为5±1℃/min或试验箱最高的平均变化速率。测试点定为工作空间几何中心点。

精密恒温恒湿箱升温及降温速率测试程序:

在试验箱温度可调范围内，选择最低标称温度为最低降温温度，最高标称温度为最高升温温度。

开启冷源，使试验箱由室温降到最低降温温度，至少稳定3h后，升到最高升温温度，至少稳定3h后再降到最低降温温度。升温和降温期间，每分钟记录1次，直到试验过程结束。

试验结果的计算与评定：

将测得的温度值按测试仪表的修正值修正;

按GB11158第5.5.4.2条公式计算温度，变化速率应符合4.1.7条的要求。

制冷系统密封性能的检查及评定方法：用卤素灯或能肥皂水检查制冷系统管道接头的密封状况，如无泄漏现象，即符合4.2.3条的要求。

保温性能的测试及评定方法：

本测试在做过升温及降温试验期间进行，当试验箱达到最高测试温度并稳定3h后，用表面温度计检查试验箱外壁、观察窗框架及其它易触及部位的温度，如不高 于50℃，在低温条件下，当环境温度为30～35℃、相对湿度为75%～85%时，箱外壁、箱门及密封处不应有明显的凝露现象。

当试验箱达到最低测试温度并稳定3h后，用肉眼观察箱外壁、箱门密封处的凝露情况，如无明显的露珠或水膜上述凝露现象等事宜。

以上精密恒温恒湿箱升温及降温速率测试方法摘自GB10592-89高低温试验箱标准。本标准要求较高，若只需要符合GB/T2423.1-2008、GB/T2423.2-2008标准，升降温速率则为：升：1-3度/min、降：0.7-1度/min。