高低溫濕熱試驗箱核心技術：從壓縮機配置到濕度 PID 控制的全解析

來源：廣東皓天檢測儀器有限公司 2025年06月27日 10:29

制冷系統(tǒng)核心 —— 壓縮機

制冷系統(tǒng)是試驗箱實現低溫環(huán)境的關鍵，而壓縮機則是制冷系統(tǒng)的 “心臟”。當前，試驗箱多采用全封閉壓縮機，如法國原裝 “泰康” 全封閉壓縮機。這種壓縮機具備高效穩(wěn)定的特性，能夠持續(xù)穩(wěn)定地將低溫低壓的制冷劑氣體壓縮為高溫高壓氣體，為制冷循環(huán)提供動力。對于一些需要極低溫度的試驗需求，會采用復疊式制冷系統(tǒng)，即由高溫級和低溫級兩臺壓縮機協同工作。高溫級壓縮機先對制冷劑進行初步壓縮，低溫級壓縮機進一步壓縮，使制冷劑能夠達到更低的溫度，滿足如 - 70℃等低溫環(huán)境模擬要求。

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精準控溫 ——PID 算法的應用

溫度控制精度直接影響試驗結果的準確性。高低溫濕熱試驗箱通過 PID（比例 - 積分 - 微分）算法來實現精準控溫。溫度傳感器實時監(jiān)測箱內溫度，并將數據反饋給控制系統(tǒng)。當實際溫度與設定溫度存在偏差時，PID 算法開始發(fā)揮作用。比例環(huán)節(jié)依據偏差大小輸出控制信號，快速調整加熱或制冷功率；積分環(huán)節(jié)對偏差進行累積，消除穩(wěn)態(tài)誤差，使溫度逐漸趨近設定值；微分環(huán)節(jié)根據偏差變化率提前調整控制量，抑制溫度波動。例如，在升溫過程中，若實際溫度低于設定溫度，PID 算法會加大加熱功率，加快升溫速度；當溫度接近設定值時，算法會逐漸減小加熱功率，防止溫度超調，確保溫度波動控制在極小范圍內，一般可達到 ±0.5℃甚至更高精度。

濕度控制奧秘 ——PID 與多種加濕除濕方式結合

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濕度控制同樣依賴 PID 算法，配合多樣化的加濕和除濕方式。加濕方面，常見的有蒸汽加濕和超聲波加濕。蒸汽加濕通過電加熱將水轉化為蒸汽，輸送至試驗箱內增加濕度。PID 算法根據濕度傳感器反饋，精確控制蒸汽產生量，使?jié)穸确€(wěn)定在設定值。如在需要 85% RH 高濕度環(huán)境模擬時，能精準控制加濕量，確保濕度偏差在 ±2% RH 以內。超聲波加濕則利用高頻震蕩將水霧化，擴散到箱內實現加濕。除濕時，在常規(guī)濕度范圍，機械制冷除濕較為常用。當空氣經過制冷蒸發(fā)器，溫度降至露點以下，水汽凝結成水滴排出，降低空氣濕度。對于低濕環(huán)境，干燥器除濕方式通過氣泵將箱內空氣抽出，經干燥器去除水分后再送回箱內，循環(huán)操作達到低濕環(huán)境模擬，同樣由 PID 算法精準調控，實現濕度的精確控制。

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