低氣壓高低溫濕熱試驗箱的制作方法

　　本實用新型涉及環(huán)境試驗儀器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種低氣壓高低溫濕熱試驗箱。

　　背景技術(shù)：

　　濕度、溫度、低壓會使許多產(chǎn)品性能受到影響，低氣壓高低溫濕熱試驗箱主要用于在濕度、溫度、低壓單項或同時作用下，模擬復(fù)雜的實驗環(huán)境，進(jìn)行電子科技產(chǎn)品（包括元器件、材料和儀器儀表）運(yùn)輸及儲藏過程中環(huán)境適應(yīng)性、可靠性的試驗，并可同時對試件通電進(jìn)行電氣性能參數(shù)的測試，廣泛應(yīng)用于航空、航天、電子、國防、科研等領(lǐng)域。現(xiàn)有的低氣壓高低溫濕熱試驗箱分為兩種，中國專利ZL公開了一種高低溫濕熱低氣壓試驗箱，包括箱體、加熱系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、電器柜和電氣系統(tǒng)，試驗箱內(nèi)空氣的溫度通過風(fēng)鼓下方設(shè)置的電加熱管進(jìn)行加熱，通過風(fēng)鼓下方設(shè)置的蒸發(fā)器進(jìn)行降溫，不區(qū)分不同氣壓下的溫度控制方式，當(dāng)壓力過低時，試驗箱內(nèi)的氣體極少，鼓風(fēng)無法完全帶動箱體內(nèi)的空氣循環(huán)，熱量傳遞慢，試驗區(qū)內(nèi)的空氣加熱、冷卻不均勻；另一種高低溫濕熱低氣壓試驗箱區(qū)分高低壓時的溫度控制方式，當(dāng)壓力高于20KPa時，采用空氣通道內(nèi)的電加熱管和蒸發(fā)器控制溫度，在低壓低于20KPa時，利用試驗區(qū)箱體外緊貼箱體設(shè)置的換熱片進(jìn)行控溫，換熱片內(nèi)設(shè)置電加熱管和蒸發(fā)器，換熱片外包裹一層保溫層，實際工作時，換熱片需要先和試驗區(qū)箱體進(jìn)行熱交換，再通過試驗區(qū)箱體和試驗箱內(nèi)的空氣進(jìn)行熱交換，才能最終控制試驗區(qū)箱體內(nèi)部的空氣溫度，所以需要消耗更多的能量，控制溫度的速度也比較慢，整體總功率高，運(yùn)行成本相對較大。

　　技術(shù)實現(xiàn)要素：

　　本申請人針對上述現(xiàn)有生產(chǎn)中試驗箱在低壓時溫度控制速度慢、整體總功率高，運(yùn)行成本相對較大等問題，提供一種結(jié)構(gòu)合理的低氣壓高低溫濕熱試驗箱，從而實現(xiàn)試驗區(qū)箱體內(nèi)空氣在低壓下的快速升溫、降溫，有效降低了試驗箱的總功率和運(yùn)行成本，節(jié)能降耗。

　　本實用新型所采用的技術(shù)方案如下：

　　一種低氣壓高低溫濕熱試驗箱，試驗箱內(nèi)部設(shè)置控制區(qū)和試驗區(qū)，空氣循環(huán)系統(tǒng)、空氣通道、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)置在控制區(qū)；在試驗區(qū)箱體的內(nèi)壁上設(shè)置硅油換熱板，硅油換熱板與硅油加熱、制冷系統(tǒng)連接。

　　作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

　　在硅油換熱板內(nèi)設(shè)置若干流道，流道與硅油加熱、制冷系統(tǒng)連通。

　　對應(yīng)試驗區(qū)在試驗箱的側(cè)面箱體上設(shè)置有觀察窗，觀察窗一側(cè)不設(shè)置硅油換熱板。

　　所述空氣循環(huán)系統(tǒng)的馬達(dá)設(shè)置在控制區(qū)上方的箱體外部，馬達(dá)的輸出端連接磁流體和離心葉輪，離心葉輪位于箱體內(nèi)。

　　所述加濕機(jī)構(gòu)包括加濕鍋爐和第一真空閥，第一真空閥與箱體內(nèi)部連通。

　　在試驗箱底部設(shè)置第二真空閥，第二真空閥通過管路與抽真空系統(tǒng)連接。

　　在箱體內(nèi)壁上設(shè)置傳感器系統(tǒng)，傳感器系統(tǒng)包括溫度傳感器和濕度傳感器。

　　溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括加熱器、制冷蒸發(fā)器，濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括加濕機(jī)構(gòu)和濕熱除濕蒸發(fā)器。

　　溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)還包括濕熱控溫蒸發(fā)器，所述制冷蒸發(fā)器和濕熱控溫蒸發(fā)器通過管路連接制冷系統(tǒng)。

　　所述濕熱除濕蒸發(fā)器設(shè)置在試驗箱內(nèi)的角落或邊緣區(qū)域，所述濕熱除濕蒸發(fā)器的深度比制冷蒸發(fā)器短。

　　本實用新型的有益效果如下：

　　本實用新型區(qū)分不同氣壓下的溫度控制方式，溫度與低氣壓綜合試驗時，如果箱內(nèi)壓力高于20KPa時，采用溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的制冷蒸發(fā)器來恒定低溫，采用加熱器來恒定高溫，當(dāng)箱內(nèi)壓力低于20KPa時則使用硅油加熱、制冷系統(tǒng)來調(diào)節(jié)溫度，在試驗區(qū)內(nèi)部設(shè)置若干硅油換熱板，通過控制硅油加熱、制冷系統(tǒng)來調(diào)節(jié)硅油換熱板內(nèi)硅油的溫度，硅油吸收溫度后產(chǎn)生熱輻射或降溫后產(chǎn)生冷輻射，從而無需先加熱試驗區(qū)箱體再進(jìn)行熱量傳遞，可以直接與箱體內(nèi)的空氣交換熱能來恒定試驗區(qū)的溫度，熱交換更加迅速，總體上降低了試驗箱的總功率和運(yùn)行成本，節(jié)能降耗，除觀察窗一側(cè)的試驗區(qū)外周均設(shè)置硅油換熱板，加熱或降溫更加均勻。濕熱除濕蒸發(fā)器的長度比制冷蒸發(fā)器和濕熱控溫蒸發(fā)器的長度短，且位置不設(shè)置在主風(fēng)路上，因此循環(huán)風(fēng)只有部分會經(jīng)過濕熱除濕蒸發(fā)器，濕熱除濕蒸發(fā)器的翅片上凝結(jié)的水珠不會受到循環(huán)風(fēng)的影響，凝結(jié)后能夠迅速掉落排出，除濕效果更加優(yōu)異。

　　附圖說明

　　圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

　　圖中：1、馬達(dá)；2、磁流體；3、離心葉輪；4、溫度傳感器；5、濕度傳感器；6、硅油換熱板；7、右箱體；8、觀察窗；9、左箱體；10、第一真空閥；11、空氣通道；12、加濕鍋爐；13、加熱器；14、制冷蒸發(fā)器；15、濕熱控溫蒸發(fā)器；16、濕熱除濕蒸發(fā)器；17、制冷系統(tǒng)；18、第二真空閥；19、抽真空系統(tǒng)；20、硅油加熱、制冷系統(tǒng)。

　　具體實施方式

　　下面結(jié)合附圖，說明本實用新型的具體實施方式。

　　如圖1所示，本實用新型包括左箱體9和右箱體7，右箱體7內(nèi)部設(shè)置左部控制區(qū)和右部試驗區(qū)，空氣循環(huán)系統(tǒng)的馬達(dá)1設(shè)置在控制區(qū)上方的右箱體7外部，馬達(dá)1的輸出端連接磁流體2和離心葉輪3，離心葉輪3位于右箱體7內(nèi)部，磁流體2用于電機(jī)軸的密封，把電機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)傳遞給離心葉輪3，磁流體2長期試驗不易產(chǎn)生磨損，工作可靠性高，且可以適用于真空、高溫、低溫、高壓、低壓等要求高的環(huán)境，泄漏率低；空氣通道11設(shè)置在離心葉輪3的下方，離心葉輪3對箱體內(nèi)的空氣進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)，使箱體內(nèi)的空氣產(chǎn)生對流，從而滿足箱體內(nèi)溫濕度更加均勻的要求。溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)置在離心葉輪3的下方，包括從上往下依次設(shè)置的加熱器13、制冷蒸發(fā)器14和濕熱控溫蒸發(fā)器15，濕熱除濕蒸發(fā)器15也可以設(shè)置在試驗箱內(nèi)的右上角、右下角或其他邊緣區(qū)域，不設(shè)置在循環(huán)風(fēng)的主風(fēng)路上。濕熱除濕蒸發(fā)器16的深度比制冷蒸發(fā)器14和濕熱控溫蒸發(fā)器15的短，且不在主風(fēng)路上，因此循環(huán)風(fēng)只有部分會經(jīng)過濕熱除濕蒸發(fā)器16，濕熱除濕蒸發(fā)器16的翅片上凝結(jié)的水珠不會受到循環(huán)風(fēng)的影響，凝結(jié)后能夠迅速掉落排出，除濕效果更加優(yōu)異。加熱器13用于加熱箱體內(nèi)的空氣，本實施例中采用大功率電阻絲，升溫速率較大；制冷蒸發(fā)器14和濕熱控溫蒸發(fā)器15通過管路連接制冷系統(tǒng)17，單獨(dú)做溫度試驗時，使用制冷蒸發(fā)器14進(jìn)行降溫，同時做溫度和濕度試驗時，使用濕熱控溫蒸發(fā)器15降低右箱體7內(nèi)的溫度，制冷系統(tǒng)17和硅油加熱、制冷系統(tǒng)20設(shè)置在左箱體9的下方。濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括設(shè)置在加熱器13上方的加濕機(jī)構(gòu)和設(shè)置在濕熱控溫蒸發(fā)器15下方的濕熱除濕蒸發(fā)器16，濕熱除濕蒸發(fā)器16用于降低箱體內(nèi)的濕度；加濕機(jī)構(gòu)用于升高箱體內(nèi)的濕度，包括位于左箱體9內(nèi)的加濕鍋爐12和第一真空閥10，加濕鍋爐12通過管道與第一真空閥10連接并與右箱體7內(nèi)部連通。在濕熱除濕蒸發(fā)器16下方設(shè)置第二真空閥18，第二真空閥18通過管路與右箱體7下方的抽真空系統(tǒng)19連接。對應(yīng)試驗區(qū)在側(cè)面箱體上開設(shè)觀察窗8，觀察窗8便于觀察試驗品，除觀察窗8一側(cè)在試驗區(qū)箱體的內(nèi)壁設(shè)置硅油換熱板6，在硅油換熱板6上設(shè)置若干流道，流道內(nèi)的硅油由硅油加熱、制冷系統(tǒng)20控制溫度。在試驗區(qū)上方的箱體內(nèi)壁上設(shè)置傳感器系統(tǒng)，包括溫度傳感器4和濕度傳感器5，傳感器系統(tǒng)與控制系統(tǒng)連接，溫度傳感器4采用鉑電阻，濕度傳感器5采用固態(tài)電子式傳感器直接測量法。

　　本實用新型工作時，將試驗品放置于試驗區(qū)的箱體內(nèi)，單獨(dú)做低氣壓試驗時，使用抽真空系統(tǒng)19抽真空后創(chuàng)造低壓環(huán)境，第一真空閥10和第二真空閥18關(guān)閉，切斷鍋爐蒸汽與右箱體7的連接。

　　做濕熱試驗時，控制濕度的方式是：當(dāng)所需濕度低于設(shè)定值時，第一真空閥10打開，加熱加濕鍋爐12內(nèi)的水產(chǎn)生蒸汽，流入右箱體7，升高箱體內(nèi)的濕度，當(dāng)所需濕度高于設(shè)定值時，使用濕熱除濕蒸發(fā)器16降低箱體內(nèi)的濕度；控制溫度的方式是：利用濕熱控溫蒸發(fā)器15將試驗箱降至設(shè)定的低溫，利用加熱器13升至設(shè)定的高溫。無論濕度還是溫度的試驗控制都需要打開馬達(dá)1，馬達(dá)1驅(qū)動離心葉輪3旋轉(zhuǎn)，離心葉輪3帶動空氣通道11內(nèi)的氣體往試驗區(qū)流動，氣體經(jīng)試驗區(qū)順時針流回空氣通道11，經(jīng)空氣通道11內(nèi)的濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)分別調(diào)節(jié)濕度、溫度，氣流邊循環(huán)流動最終使試驗區(qū)到達(dá)設(shè)定的濕度或溫度。

　　溫度與低氣壓綜合試驗時，利用制冷蒸發(fā)器14將試驗箱降至設(shè)定的低溫，利用加熱器13升至設(shè)定的高溫。箱內(nèi)壓力高于20KPa時采用制冷蒸發(fā)器14恒定低溫，采用加熱器13恒定高溫，試驗區(qū)的溫度和濕度測定由傳感器系統(tǒng)進(jìn)行，溫度傳感器4和濕度傳感器5通過線路將信號傳遞給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)輸出信號后，可以判斷是否需要調(diào)節(jié)溫度和濕度；箱內(nèi)壓力低于20KPa時，試驗區(qū)內(nèi)的空氣稀薄，馬達(dá)1驅(qū)動氣流循環(huán)控制試驗區(qū)氣體溫度的方式無法滿足均勻加熱的需求，因此需要關(guān)閉馬達(dá)1，離心葉輪3停止旋轉(zhuǎn)，關(guān)閉溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的制冷蒸發(fā)器14和加熱器13，通過控制硅油加熱、制冷系統(tǒng)20來調(diào)節(jié)硅油換熱板6內(nèi)硅油的溫度，硅油吸收溫度后產(chǎn)生熱輻射或降溫后產(chǎn)生冷輻射，除觀察窗8一側(cè)的試驗區(qū)外周均設(shè)置硅油換熱板6，加熱或降溫更加均勻，硅油換熱板6設(shè)置在試驗區(qū)箱體內(nèi)部，從而可以直接與試驗區(qū)箱體內(nèi)部的空氣進(jìn)行交換熱能來恒定試驗區(qū)的溫度，無需先加熱試驗區(qū)箱體再進(jìn)行熱量傳遞，熱交換更加迅速，總體上降低了試驗箱的總功率和運(yùn)行成本，節(jié)能降耗。

　　以上描述是對本實用新型的解釋，不是對實用新型的限定，在不違背本實用新型精神的情況下，本實用新型可以作任何形式的修改。例如，根據(jù)具體試驗箱的尺寸，空氣循環(huán)系統(tǒng)的馬達(dá)1可以設(shè)置多個，兩個相鄰的馬達(dá)1驅(qū)動離心葉輪3往相反的方向旋轉(zhuǎn)，同樣可以達(dá)到強(qiáng)制循環(huán)試驗箱內(nèi)空氣的效果，且氣流循環(huán)效果更佳。