闡述恒溫恒濕試驗箱溫度過(guò)沖問(wèn)題

    恒溫恒濕試驗箱廣泛的應用在電子、機械、化工、建筑等行業(yè)中, 對各種設備、材料、零部件的環(huán)境適應性研究提供可靠的人工環(huán)境。
    使用溫度試驗箱時(shí)，針對溫度過(guò)沖的問(wèn)題，建議標準中可以將“溫度過(guò)沖量”明確規定為: 與相應的±2℃的溫度偏差要求相一致或要求試驗箱的過(guò)沖量與試驗點(diǎn)的溫度值成一定比例, 如0～100℃溫度過(guò)沖量不超過(guò)±2℃, 100℃以上過(guò)沖量不超過(guò)試驗點(diǎn)的2%, - 80～0℃溫度過(guò)沖量不超過(guò)3℃。這個(gè)要求按目前控制儀表的調節控制精度來(lái)說(shuō)是比較容易實(shí)現的。況且對于那些配有壓縮機、冷卻水等冷熱對抗功能的設備, 做到這一點(diǎn)就更不是問(wèn)題了。同時(shí)對于產(chǎn)生了“溫度過(guò)沖量”的溫度箱, 可以在標準中就“溫度過(guò)沖恢復時(shí)間”給出幾個(gè)時(shí)間建議, 如: 3, 5, 8, 10, 15 min等供用戶(hù)選擇。對目前企業(yè)中還在“服役”的控溫能力較差的溫度試驗箱, 根據經(jīng)驗給出如下建議:
  1) 箱體的加熱和制冷方式可以分為單加熱、單制冷和冷熱對抗三種形式, 對于冷熱對抗的箱體不管是加熱過(guò)程還是制冷過(guò)程都能得到很好的控制, 在儀表控制精度足夠的前提條件下, 產(chǎn)生的溫度過(guò)沖量比較小, 但單加熱和單制冷的過(guò)程其過(guò)沖影響較大。單制冷的箱體由于制冷機組不能實(shí)現大幅度的調節, 只能依靠機組的開(kāi)關(guān)機來(lái)實(shí)現控制, 所以對于溫度過(guò)沖的問(wèn)題只能依靠?jì)x表的控制精度和開(kāi)關(guān)機的頻率來(lái)控制。對于單加熱的箱體來(lái)說(shuō)一般都配備兩至三組加熱器,這是生產(chǎn)廠(chǎng)家為了合理的分配加熱功率所提供的, 很多使用者在啟動(dòng)試驗箱的過(guò)程中習慣直接將所有加熱器全部打開(kāi), 這樣就使得溫度總是在設定指標的上限左右, 如果箱體控制系統的精度較低, 在加熱器加溫、保溫周期運行時(shí)還會(huì )出現間斷性的過(guò)沖問(wèn)題, 使箱體溫度無(wú)法很好地穩定在設定值上。這兩種情況基本是使用者本身對設備不了解造成的溫度過(guò)沖, 解決的方法是仔細閱讀產(chǎn)品說(shuō)明書(shū), 說(shuō)明書(shū)中一般都會(huì )給出其所做試驗溫度所需打開(kāi)的加熱器組數, 如果加熱時(shí)間過(guò)長(cháng), 可先打開(kāi)所有加熱器, 在距離目標試驗點(diǎn)10℃左右的時(shí)候關(guān)掉多開(kāi)的加熱器, 這樣就可以基本保障箱體處于正常的狀態(tài)。另外單加熱設備都配備有風(fēng)門(mén),用于調節箱體內部的溫度, 正確使用風(fēng)門(mén)也能避免溫度過(guò)沖和溫度波動(dòng)度過(guò)大的問(wèn)題。
  2) 造成溫度過(guò)沖的原因還有儀表的精度問(wèn)題。過(guò)去很多試驗設備生產(chǎn)廠(chǎng)家所用的儀表精度一般偏低,而且反應速度相對較慢, 有時(shí)箱體內部的溫度已經(jīng)很高了, 但是儀表還沒(méi)有反應, 加之很多的單純高溫設備是不配備壓縮機和冷卻水等降溫設備的, 所以在溫度過(guò)沖之后只有靠自然冷卻, 這就更容易造成溫度過(guò)沖。如有些國產(chǎn)試驗箱用的是精度在0.5～1℃的控制表, 以015℃的控制表為例, 表本身的精度是±0.5℃,加上傳感器反應速度給溫度帶來(lái)的影響, 實(shí)際試驗箱控制精度就已經(jīng)接近±1℃了, 況且還有加熱斷電后加熱管的余熱帶給溫度的影響。一般溫度箱的儀表精度應該控制在0.2℃以下為好。現在新生產(chǎn)的試驗箱大部分都是采用PID (比例、微分、積分) 控制, 溫度過(guò)沖的問(wèn)題已經(jīng)得到了比較好的控制, 但是PID控制的設定還是比較重要的, 這個(gè)問(wèn)題一般由設備制造廠(chǎng)商完成, 在新設備到達現場(chǎng)后的檢定過(guò)程中, 有檢測人員和設備制造人員同時(shí)在場(chǎng), 來(lái)協(xié)商調整其P ID控制的設定。
  3）造成溫度過(guò)沖的還有傳感器的位置及攪拌風(fēng)的方向。通過(guò)試驗證明將傳感覺(jué)器布放在出風(fēng)口的位置是較好的一種方法。這是由于控制的原理決定的，因為傳感器在出風(fēng)口的位置，在升降溫過(guò)程中出風(fēng)口溫度相對于箱體內其他位置的溫度要高些，傳感器的感應溫度沒(méi)有達到設定值時(shí)，箱體的加熱器（或制冷機組）將滿(mǎn)功率工作，達到溫度后加熱器（或制冷機組）停止滿(mǎn)功率工作而變?yōu)閿嗬m工作，在攪拌風(fēng)的作用下逐步將試驗箱內的各點(diǎn)溫度拉平。在這時(shí)如果傳感器的反應速度慢，則會(huì )造成加熱器在到達溫度后續繼工作一段時(shí)間，這就造成了溫度過(guò)沖的另一種情形，也是檢測中常遇到的一種情況，所以這需要儀表及傳感器在出廠(chǎng)前進(jìn)行校正。