低氣壓高低溫濕熱試驗(yàn)箱的制作方法
本實(shí)用新型涉及環(huán)境試驗(yàn)儀器技術(shù)領(lǐng)域,尤其是一種低氣壓高低溫濕熱試驗(yàn)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(yàn)箱主要用于在濕度、溫度、低壓單項(xiàng)或同時(shí)作用下,模擬復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)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(yàn),并可同時(shí)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?,F(xiàn)有的低氣壓高低溫濕熱試驗(yàn)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(yàn)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(yàn)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(shí),試驗(yàn)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(yàn)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(yàn)箱區(qū)分高低壓時(shí)的溫度控制方式,當(dāng)壓力高于20KPa時(shí),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(shí),利用試驗(yàn)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(shí)際工作時(shí),換熱片需要先和試驗(yàn)區(qū)箱體進(jìn)行熱交換,再通過試驗(yàn)區(qū)箱體和試驗(yàn)箱內(nèi)的空氣進(jìn)行熱交換,才能最終控制試驗(yàn)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(shí)現(xiàn)要素:
本申請人針對上述現(xiàn)有生產(chǎn)中試驗(yàn)箱在低壓時(shí)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(yàn)箱,從而實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)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(yàn)箱的總功率和運(yùn)行成本,節(jié)能降耗。
本實(shí)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(yàn)箱,試驗(yàn)箱內(nèi)部設(shè)置控制區(qū)和試驗(yàn)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(yàn)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(yàn)區(qū)在試驗(yàn)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(yàn)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(yàn)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(shí)用新型的有益效果如下:
本實(shí)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(yàn)時(shí),如果箱內(nèi)壓力高于20KPa時(shí),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(shí)則使用硅油加熱、制冷系統(tǒng)來調(diào)節(jié)溫度,在試驗(yàn)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(yàn)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(yàn)區(qū)的溫度,熱交換更加迅速,總體上降低了試驗(yàn)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(yàn)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(shí)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(shí)施方式
下面結(jié)合附圖,說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式。
如圖1所示,本實(shí)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(yàn)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(yàn)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(yàn)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(shí)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(yàn)時(shí),使用制冷蒸發(fā)器14進(jìn)行降溫,同時(shí)做溫度和濕度試驗(yàn)時(shí),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(yàn)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(yàn)品,除觀察窗8一側(cè)在試驗(yàn)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(yàn)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(shí)用新型工作時(shí),將試驗(yàn)品放置于試驗(yàn)區(qū)的箱體內(nèi),單獨(dú)做低氣壓試驗(yàn)時(shí),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(yàn)時(shí),控制濕度的方式是:當(dāng)所需濕度低于設(shè)定值時(shí),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(shí),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(yàn)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(yàn)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(yàn)區(qū)流動,氣體經(jīng)試驗(yàn)區(qū)順時(shí)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(yàn)區(qū)到達(dá)設(shè)定的濕度或溫度。
溫度與低氣壓綜合試驗(yàn)時(shí),利用制冷蒸發(fā)器14將試驗(yàn)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(shí)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(yàn)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(shí),試驗(yàn)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(yàn)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(yàn)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(yàn)區(qū)箱體內(nèi)部,從而可以直接與試驗(yàn)區(qū)箱體內(nèi)部的空氣進(jìn)行交換熱能來恒定試驗(yàn)區(qū)的溫度,無需先加熱試驗(yàn)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(yàn)箱的總功率和運(yùn)行成本,節(jié)能降耗。
以上描述是對本實(shí)用新型的解釋,不是對實(shí)用新型的限定,在不違背本實(shí)用新型精神的情況下,本實(shí)用新型可以作任何形式的修改。例如,根據(jù)具體試驗(yàn)箱的尺寸,空氣循環(huán)系統(tǒng)的馬達(dá)1可以設(shè)置多個(gè),兩個(gè)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(yàn)箱內(nèi)空氣的效果,且氣流循環(huán)效果更佳。