高低温湿热交变试验机完整工作原理

整机分为温度控制系统（升温 / 降温）、湿度控制系统（加湿 / 除湿）、循环风道系统、测控系统四大核心模块，配合完成温湿度同步、交变精准控制。

一、空气循环风道原理（基础，决定均匀度）

箱体背部安装大功率离心风机，持续强制循环内腔空气：

1. 风机将腔体空气吸入背部风道，依次经过加热器、蒸发器、加湿水槽；

2. 经过调温、调湿后的气流从背部上方均匀吹出，环绕样品架循环；

3. 气流覆盖箱体上下左右，消除冷热、干湿死角，保证温度均匀度、湿度均匀度达标；

4. 风机全程恒定运转，停机、开门才停止循环。

所有温湿度调节，都依靠循环空气换热、换湿实现，不直接对样品加热 / 制冷 / 喷水。

二、温度调节工作原理（升温 + 降温双系统）

1. 升温原理（加热回路）

风道内装有镍铬合金电加热管，采用SSR 固态继电器 + PID 智能控温：

· 控制器实时对比箱内实测温度与设定温度；

· 实测＜设定：继电器导通，电热管发热，加热流过风道的空气；

· 实测接近设定：减小加热输出功率，避免温度超冲；

· 实测＞设定：加热关闭。

2. 降温原理（压缩式制冷回路）

由压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器组成冷媒循环系统：

1. 压缩机压缩低温低压冷媒，变成高温高压气体；

2. 外部风冷冷凝器散热，冷媒冷却液化；

3. 液态冷媒经毛细管节流降压，进入风道内部蒸发器；

4. 液态冷媒快速汽化吸热，冷却流过蒸发器的循环空气，实现箱体降温；

5. 低温机型（-60℃/-70℃）采用复叠双级制冷，两级冷媒分段吸热，达到更低温度。

恒温平衡逻辑

升温、制冷不会同时满负荷工作； 稳定恒温阶段，依靠微量加热抵消蒸发器持续制冷，冷热动态平衡，维持温度波动度极小（±0.3℃以内）。

三、湿度调节工作原理（加湿 + 除湿）

1. 加湿原理（蒸汽浅槽加湿）

箱体底部内置不锈钢加湿水槽，电加热水产生水蒸气：

1. 水箱自动供给纯水至加湿槽，加热管加热纯水生成饱和水蒸气；

2. 循环气流穿过水面，携带水蒸气进入腔体，提升环境相对湿度；

3. PID 根据干湿球传感器湿度信号，调节加湿管输出功率，控制水汽量；

4. 缺水时浮球传感器触发缺水报警，切断加湿保护设备。

关键：必须用纯水，自来水会结垢堵塞加热管，烧毁加湿组件。

2. 除湿原理（冷却凝露除湿，湿热机）

利用制冷蒸发器低温凝水除湿：

1. 高湿空气流经低温蒸发器表面；

2. 空气中水汽遇冷液化，凝结成水珠顺着蒸发器流到底部积水盘排出；

3. 空气含水量降低，相对湿度下降；

4. 湿度达标后，通过控制制冷输出，平衡除湿速度，稳定湿度。

恒湿平衡逻辑

稳定保湿阶段，加湿产生水汽、蒸发器冷凝除水汽同时动态平衡，以此稳定 20%~98% RH 区间湿度。

四、湿度检测原理：干湿球测湿法

箱内装有两支温度传感器：

1. 干球探头：直接测量腔体实际空气温度；

2. 湿球探头：包裹纯棉纱布，纱布下端浸泡纯水，探头测得湿球蒸发降温后的温度； 控制器根据干、湿球温差，查表计算当前环境相对湿度，作为加湿、除湿的调节依据。

五、可编程交变控制总逻辑（整机大脑）

触摸屏控制器整合全部信号，实现定值 / 交变循环：

1. 实时采集：干球温度、湿球温度、压缩机压力、水箱水位、限位信号；

2. PID 运算：对比设定温湿度与实测值，自动输出加热、制冷、加湿、除湿功率；

3. 程序交变逻辑：

o 按设定斜率匀速升温 / 降温、升湿 / 降湿；

o 到达目标温湿度后自动计时保温保湿；

o 一段完成自动切换下一段，循环往复；

4. 安全联锁：超温、缺水、压缩机高压、风机故障自动停机报警，切断加热加湿。

六、总结整机完整工作流程：

风机持续循环箱内空气，空气流过加热器实现升温、流过制冷蒸发器实现降温与除湿、经过加湿水槽吸收水汽实现加湿；干湿球传感器实时反馈温湿度，控制器通过 PID 动态调节加热、制冷、加湿功率，冷热、干湿双向平衡，精准稳定温湿度，并按照编辑程序完成高低温湿热交变循环。