智能双温干式恒温器

1. 背景 我们在制作生产高温导热系数测试系统中采用的是稳态测量方法，这种方法要求冷板具有室温附近温度，最关键的是要求冷板的长时间温度稳定性优于0.05℃，这样冷板温度控制就涉及到恒温控制。由于在整个导热系数测试过程中，高温热板（最高可达1000℃）上的热量会通过被测试样传递给冷板，使得冷板温度升高。由此要求对冷板温度进行控制的恒温装置具备两个功能：（1）能提供较大制冷量，能快速消除传递给冷板的热量，使得冷板温度始终保持在室温附近。（2）优良的温度稳定性，使得冷板温度长时间（24小时以上）波动不超过±0.05℃。2. 恒温装置选型 冷却与恒温的方式及手段很多，如半导体制冷控温、压缩机制冷控温和低温介质冷却控温等，但最有效和简便的方式是循环冷却液方式，为此我们选择了循环冷却液恒温器方式来实现冷板的恒温控制。循环冷却液恒温方式最常用的是外循环冷水机，冷却和流动介质为水。尽管循环冷水机的制冷量足够大可以满足冷却要求，但循环冷水机的温度稳定性较差，一般温度波动都在±0.1℃以上，这显然不能满足冷板恒温要求。 为此，我们最终选用了具有冷热功能的循环油浴，循环油浴既有较大的制冷功率和泵压，能够快速带走冷板上的热量，同时也具有很高的温度稳定性，温度波动一般都小于±0.05℃。3. 循环油浴恒温器考核 为了确定最终选用那种循环油浴恒温器，我们购置了两个厂家具有近似技术指标的循环油浴恒温器，它们分别是优莱博公司Presto系列动态温度控制系统中的A40高低温动态温度控制系统和胡博公司Unistat系列高精度动态温度控制器中的tango nuevo循环恒温器。 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/01/201601101540_581467_3384_3.jpgJULABO公司Presto A40循环恒温器http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/01/201601101542_581469_3384_3.jpgHUBER公司tango nuevo循环恒温器下表是这两款恒温器的主要技术指标：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/01/201601101544_581470_3384_3.png为了更好的确定最终选定那种型号的恒温器与水冷板配套，我们计划对这两款恒温器进行多项性能指标的对比考核，目前主要需要考核的是温度稳定性，验证两款恒温器是否能长时间的温度稳定性达到±0.05℃指标。其它性能如易操作性、电压稳定性影响等性能也将进行考核。如果有使用机构或个人想进行其它性能参数的考核，欢迎大家提出要求，我们将根据可行性进行考核，并将考核结果一并在此公布，欢迎大家参与。

[color=#990000]摘要：针对低温恒温器中低温介质温度的高精度控制，本文主要介绍了低温介质减压控温方法以及气压控制精度对低温温度稳定性的影响，详细介绍了低温介质顶部气压高精度控制的电阻加热、流量控制和压力控制三种模式，以及相应的具体实施方案和细节。[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][align=left][size=18px][color=#990000]1. 引言[/color][/size][/align] 在低温恒温器中，低温介质（液氦和液氮等）温度波动产生的主要原因是沸腾的低温介质顶部气压（真空度）的变化。因此，为了实现低温介质内部的温度稳定，就需要对低温介质顶部的气压进行准确控制。 国内外针对低温恒温器的温度控制大多采用以下三种技术途径： （1）主动控制方式：在浸没于低温介质的真空腔里直接引入加热电路，利用温度计对真空腔温度的实时监测数据，与目标温度值进行比较后来控制加入到加热电路中的电流。 （2）被动控制方式：对低温介质顶部气压进行控制，使低温介质温度稳定。 （3）复合控制方式：复合了上述两种控制方式，在浸没于低温介质的真空腔里直接引入加热控制电路之外，还同时对低温介质上部的气压进行控制。 电阻加热控温方式已经是一种非常成熟的技术，本文将主要针对低温介质顶部气压控制方式，介绍气压控制精度对低温温度稳定性的影响，以及高精度气压控制的实现途径和具体方案。[align=center][img=真空度控制,690,396]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112080959307199_6660_3384_3.png!w690x396.jpg[/img][/align][align=center][color=#990000]图1 液氦饱和蒸气压与温度关系曲线[/color][/align][size=18px][color=#990000]2. 气压控制精度与温度稳定性关系[/color][/size] 以液氦为例，液氦的饱和蒸汽压与对应温度变化曲线如图1所示。 由图1可以看出，在很小的温度范围内，上述曲线可以用直线段来描述，所以可以得到4K左右的温度范围内，气压大约100Pa的波动可引起1mK左右的温度波动。由此可以认为，如果要实现1mK以下的波动，气压波动不能超过100Pa。[size=18px][color=#990000]3. 顶部气压控制的三种模式[/color][/size] 低温介质顶部气压控制一般采用三种模式：电阻加热、流量控制和压力控制。[size=16px][color=#990000]3.1 电阻加热模式[/color][/size] 在低温恒温器的恒温控制过程中，电阻加热模式是在低温介质中放置一电阻丝加热器，如图2所示，真空计检测顶部气压变化，通过PID控制器改变加热电流大小来调节和控制顶部气压，将顶部气压恒定在设定值上。从图2可以看出，电阻加热模式比较适合增加顶部气压的升温控温方式，但无法实现减压降温。[align=center][color=#990000][img=真空度控制,690,569]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112081000054776_8294_3384_3.png!w690x569.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图2 电阻加热模式示意图[/color][/align][size=16px][color=#990000]3.2 流量控制模式[/color][/size] 流量控制模式是一种典型的减压降温模式，如图3所示，真空泵按照一定抽速连续抽取低温恒温器来降低顶部气压，真空计、电动针阀和PID控制器构成闭环控制回路，通过电动针阀调节抽气流量使顶部气压准确恒定在设定真空度上。由此可见，流量控制模式比较适合降低顶部气压的降温控温方式，但无法实现增压升温。[align=center][color=#990000][img=真空度控制,690,504]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112081000399321_2525_3384_3.png!w690x504.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图3 流量控制模式示意图[/color][/align] 另外流量控制模式中，真空泵的连续抽气使得低温介质的无效耗散比较严重。[size=16px][color=#990000]3.3 压力控制模式[/color][/size] 压力控制模式是一种即可增压也可减压的控温模式，如图4所示，当采用真空泵抽气时为减压模式，当采用增压泵时为增压模式，由此可实现宽温区内温度的连续控制。所采用的调压器自带一路进气口（大气压），结合真空泵在对顶部气压进行恒压控制的同时，可有效避免低温介质的大量无效耗散。[align=center][color=#990000][img=真空度控制,690,518]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112081000533816_3012_3384_3.png!w690x518.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图4 压力控制模式示意图[/color][/align] 另外，这里的增压方式也可以采用低温介质中增加电加热器来实现。[size=18px][color=#990000]4. 其他实施细节[/color][/size] 在上述三种控制模式实施过程中，还需特别注意以下细节： （1）真空计的选择 真空计是测量顶部气压变化的传感器，是决定低温恒温器温度控制稳定性的关键，所以一定要选择高精度真空计。 目前高精度真空计一般为电容薄膜规，一般整体精度为0.2%。 如前所述，在液氦4K左右的恒温控制过程中，要求气压波动不超过100Pa，及±50Pa，如果对应于100kPa的气压控制，则真空计的精度要求需要高于±0.05%。由此可见，对于温度波动小于1mK的恒温控制，还需要更高精度的真空计。 （2）PID控制器的选择 在恒温控制过程中，PID控制器通过A/D转换器采集真空计的测量值，计算后再将控制信号通过D/A转换器发送给执行器（电动针阀、调压器和加热电源等）。为此，要保证能充分发挥真空计的高精度和控制的准确性，需要A/D和D/A转换器的精度越高越好，至少要16位，强烈建议选择24位高精度的PID控制器。 （3）调压器的配置 调压器是一种集成了真空压力传感器、控制器和阀门的压力控制装置，但真空压力传感器的精度远不如电容薄膜规，控制器精度也比较低。为此在使用调压器时，要选择外置控制模式，即采用电容薄膜规作为控制传感器。 另外，需要特别注意的是，调压器中控制器的A/D和D/A转换器精度较低，因此对于高精度和高稳定性的顶部气压控制而言，不建议采用控压模式，除非采用特殊订制的高精度调压器。[hr/]

智能恒温循环器系列 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/05/201205280900_368811_2523132_3.jpg 又称低温浴槽，是自带制冷和加热的高精度恒温源。它广泛应用于石油、化工、冶金、医药、生化、物性测试及化学分析等研究部门、高等院校、工厂实验室及计量质检部门。可在浴槽内进行恒温实验，亦可通过软管与其他设备相连，作为恒温源配套使用，如旋转蒸发器、电泳仪、粘度计、医用冷帽、降温毯等，或用于给其它设备进行循环冷却，如电镜、分子泵、离子泵、扩散泵、微波治疗机等。主要特点: ■ 采用风冷式全封闭压缩机组，制冷量大；■ 可在工作槽内进行低温实验或将槽内冷液外引，冷却机外实验容器；■ 根据大空间制冷原理，采用全新改进蒸发器，降温更迅速、温度更均匀； ■ 温度、时间数显；■ 功能键均采用触摸软键；■ 全新设计的专业电路，PID输出，控温更精确；■ 内胆、台面均为全不锈钢，清洁卫生，美观耐腐蚀；■ 自带超温、差温报警功能.

智能恒温循环器系列 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/04/201204261618_363543_2523132_3.jpg 又称低温浴槽，是自带制冷和加热的高精度恒温源。它广泛应用于石油、化工、冶金、医药、生化、物性测试及化学分析等研究部门、高等院校、工厂实验室及计量质检部门。可在浴槽内进行恒温实验，亦可通过软管与其他设备相连，作为恒温源配套使用，如旋转蒸发器、电泳仪、粘度计、医用冷帽、降温毯等，或用于给其它设备进行循环冷却，如电镜、分子泵、离子泵、扩散泵、微波治疗机等。主要特点: ■ 采用风冷式全封闭压缩机组，制冷量大；■ 可在工作槽内进行低温实验或将槽内冷液外引，冷却机外实验容器；■ 根据大空间制冷原理，采用全新改进蒸发器，降温更迅速、温度更均匀； ■ 温度、时间数显；■ 功能键均采用触摸软键；■ 全新设计的专业电路，PID输出，控温更精确；■ 内胆、台面均为全不锈钢，清洁卫生，美观耐腐蚀；■ 自带超温、差温报警功能.技术指标：型号温度范围(℃)液槽容积(L)制冷量（w）加热功率（w）温度波动(℃)循环量(L/min)操作口LxWxD(mm)外形尺寸LxWxH(mm)ZX-5A-10～995200600±0.11-10147*128*115464*314*480ZX-5B-20～99350ZX-5C-30～99ZX-5D-40～99ZX-8A-10～9985601000230*115*150[font='华文

[b]智能恒温恒湿试验箱[/b]用于检测电子、仪器仪表、材料以及各种产品的耐热、耐干、耐寒以及耐湿性能，广泛适用于电子电工、航天航空、医疗、建筑等产品的质量检测方面，对于恒温恒湿试验箱来说，其温湿度控制是很重要的一部分，今天为大家讲解智能恒温恒湿试验箱温湿度的控制说明。[align=center][img=,474,474]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108181005265644_2946_1037_3.jpg!w474x474.jpg[/img][/align]　　1.采用LCD液晶显示控制器，薄膜按键式数据输出以及温湿度可同时控制。　　2.其采用的温湿度控制器具有中英文两种语言供大家选择，LCD触摸式面板画面对谈式数据输入，并分别显示多种报警，当设备发生故障时可通过屏幕显示故障并消除。　　3.智能恒温恒湿试验箱的温湿度控制系统由多组PID控制机组构成，具有精密监控功能，且都可以以数据的形式显示在屏幕上。　　大家要购买智能恒温恒湿试验箱时，优选符合自己需求的设备。

又称低温浴槽，是自带制冷和加热的高精度恒温源。它广泛应用于石油、化工、冶金、医药、生化、物性测试及化学分析等研究部门、高等院校、工厂实验室及计量质检部门。可在浴槽内进行恒温实验，亦可通过软管与其他设备相连，作为恒温源配套使用，如旋转蒸发器、电泳仪、粘度计、医用冷帽、降温毯等，或用于给其它设备进行循环冷却，如电镜、分子泵、离子泵、扩散泵、微波治疗机等。主要特点: ■ 采用风冷式全封闭压缩机组，制冷量大；■ 可在工作槽内进行低温实验或将槽内冷液外引，冷却机外实验容器；■ 根据大空间制冷原理，采用全新改进蒸发器，降温更迅速、温度更均匀； ■ 温度、时间数显；■ 功能键均采用触摸软键；■ 全新设计的专业电路，PID输出，控温更精确；■ 内胆、台面均为全不锈钢，清洁卫生，美观耐腐蚀；■ 自带超温、差温报警功能.http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/05/201205021117_364494_2523132_3.jpgZX系列智能恒温循环器 技术指标：型号温度范围(℃)液槽容积(L)制冷量（w）加热功率（w）温度波动(℃)循环量(L/min)操作口LxWxD(mm)外形尺寸LxWxH(mm)ZX-5A-10～995200600±0.11-10147*128*115464*314*480ZX-5B-20～99350ZX-5C-30～99ZX-5D-40～99ZX-8A-10～998[/fon

我国智能恒温恒湿试验箱研制已经经过了三十多年的发展历程，尽管现状环境试验行业还处于发展中阶段，但是已经开始向高级阶段不断发展，部分设备也达到了国际先进水平。这突出的表现在我国近年来在智能恒温恒湿试验箱的技术领域取得的一系列成果。[align=center][img=,348,348]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/02/202102051527275991_5762_1037_3.jpg!w348x348.jpg[/img][/align]　　智能化恒温恒湿试验箱是计算机技术与测试技术相结合的产物，恒温恒湿试验箱内部带有处理能力很强的智能软件。恒温恒湿试验箱已不再是简单的硬件实体，而是硬件、软件相结合。近年来，智能环境试验设备已开始从较为成熟的数据处理向知识处理发展，使其功能向更高层次迈进。伴随着网络科技技术的飞快发展，Internet技术使试验设备在实现智能化的基础上同时实现网络化，使现场测控参量登临网络，并具备的信息处理功能。　　目前恒温恒湿试验箱的装备制造业正在由单一型向服务型转变，在石油化工等产业中也越来越重视向信息化、节能、降耗、减排等方面发展，这都对工艺、生产流程和相关设备方面提出了更高的要求。因此我们要以柔性制造、敏捷制造、虚拟制造和网络化制造业不断发展，就必须重视环境试验箱设备的支撑作用，重视恒温恒湿试验箱在环试行业的产业与发展。

[b]智能恒温恒湿箱[/b]是进行恒定温湿度试验的,少不了内部系统中的温湿度控制系统、水箱与其水路系统等等之间的循环运作。在长期使用的状态下,每个系统之间都会存在一些问题前提是在没有按照正常的试后维修保养处理的情况下,从其中给大家说一下智能恒温恒湿箱中的水路问题吧。　　试验机中的水路系统关系到试验中的加湿与除湿情况,该系统的日常处理问题也是非常重要的。就给大家简单说明一下流程吧：　　一、在试验过后,首先将其试验机的机房门打开,将其总电源往下打开 　　二、再将其排水阀旋转至打开的状态,从而水将经过回水管排回到下水箱的位置再从其水全部排回到下水桶 　　三、然而将回水管抽出,以此水马达电源线连接头以及抽水马达出水管从而拔起 　　四、[b]智能恒温恒湿箱[/b]在该状态下,此时的抽水马达出口将会出现水漏的情况,该现象为正常 然而再请用手指将抽水马达出水口按住迅速地将下水桶的水倒掉 　　五、结束后应当及时清洗各部分的组件 　　六、从而清洗之后需要将其下水桶放在定位将回水管抽水马达电源线连接头以及将其抽水马达出水管插回 　　七、在打开其下水桶盖倒入其蒸馏水或是纯水,将其排水阀旋转至关的状态 　　八、最后将其总电源往上打开,则水将自动由下水桶、抽水马达抽至于水路系统的各个部件。　　关于[b]智能恒温恒湿箱[/b]水路系统问题的处理,以上流程需要步步按正常情况进行。[img=智能恒温恒湿箱,690,690]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/05/201705261703_01_3081755_3.jpg[/img]

在科技日新月异的当下，任何一个行业都在发生激烈变革，环境试验行业也是一样，目前越来越受到到人们的重视。并且在环境试验设备行业当中，[b]恒温恒湿测试仪[/b]一直占据着主要地位，带领着环视行业突飞猛进。在经济突飞猛进的今天，人们对于生活水平的要求不断提高，在生活中我们一般都只是关注产品的价格，然而现在已经慢慢的开始注重产品的高精密的质量和高品质的服务。[align=center][img=,348,348]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/04/202104051635273087_4531_1037_3.jpg!w348x348.jpg[/img][/align]　　恒温恒湿测试仪作为环试行业的主力军，需要不断的创新技术和加强完善售后服务。不断地创新技术才能在环境试验设备行业稳定脚步。随着经济增加率方面也有所进步，每一年的经济效益都会有新的超越，从而可见，中国的恒温恒湿测试仪的需求很的大，并且发展的前景也很的大。目前，现代科技越来越发达，许多产品越来越智能化。高低温试验箱也需要提高本身的自动化、智能化程度和数据处理能力才能够跟上科技的脚步，不被市场淘汰。　　鉴于产品质量意识的提高，恒温恒湿测试仪的应用单位在对价格重视的同时，对产品质量体系建设提出新的要求，对生产企业的研发实力、交货期限、质量保障能力都提出了更高的要求，需要规模相当的企业为其提供配套服务。因此，小型生产企业的生存空间越来越小，有优势企业的规模则日益壮大，国内环境试验设备产业的集中度越来越高。

[b][url=http://www.linpin.com/]台式恒温恒湿试验箱[/url][/b]在工作的温湿度自然环境时，出现了干烧报警的情况，这是设备的空气加湿器内的太热过载保护器检测到发热管温度大于我们设置的标准温度，从而传送过热数据信号到控制板上，造成控制板把干烧的报警传送出去，引起了关机情况。接下来我们一起来看看什么引起该设备干烧报警的？　　1、设备的加湿系统供水出现问题　　这个情况是指设备内的供水系统没有按正常给空气加湿器供应水，这样一来空气加湿器内发热管开展加温，很快导致干烧警报的出现，加湿供水问题又分成：[align=center][img=,690,690]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/06/202306151546359842_4361_5295056_3.jpg!w690x690.jpg[/img][/align]　　1)空气加湿器供水电源开关毁坏或是遭受影响 　　空气加湿器是不是加温，是由空气加湿器水道的浮球液位计来操纵的，当空气加湿器内水位线做到一定部位，浮球液位计抵达限制，传出液位仪抵达数据信号给控制板，控制板得出加温数据信号，发热管刚开始加温。当浮球液位计毁坏或是因脏污粘附在表层时，没法一切正常工作中，会出現误警报，这时必须拆换新的浮球液位计或是拆下来浮球液位计开展清理。　　2)台式恒温恒湿试验箱内的离心水泵突然不在运行了 　　供水离心水泵不在转行，有可能是离心水泵被毁坏，必须立即拆换新的离心水泵；也有可能是离心水泵控制回路出現问题，导致离心水泵沒有了供电系统，因此离心水泵不工作，必须查看离心水泵电源电路，开展检修 　　2、设备出现过热保护系统出現错误警报　　过热保护装置是用于检测发热管溫度的，当过热保护系统毁坏时，没办法按正常检测溫度会导致出现错误警报，则必须拆换新的过热保护装置。　　以上是小编分享的引起台式恒温恒湿试验箱出现干烧报警的原因，希望你在使用设备一定要时刻注意观察是否有异常，如有异常有必要的情况下，立刻停机做检查，以免造成设备损坏，产生不必要的成本。今天就到这，感谢你的阅读！