高低溫低氣壓試驗(yàn)箱的溫度和氣壓調(diào)控系統(tǒng)是如何工作的？

高低溫低氣壓試驗(yàn)箱的溫度和氣壓調(diào)控系統(tǒng)是保證試驗(yàn)環(huán)境準(zhǔn)確性的關(guān)鍵部分，它們的工作原理如下：

溫度調(diào)控系統(tǒng)

加熱過(guò)程

當(dāng)試驗(yàn)箱需要升溫時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)發(fā)送指令給加熱元件。加熱元件通常是電加熱絲或加熱管，這些元件分布在試驗(yàn)箱內(nèi)部的適當(dāng)位置。

電流通過(guò)加熱元件，根據(jù)焦耳定律（Q = I2Rt）產(chǎn)生熱量。加熱元件將電能轉(zhuǎn)化為熱能，周圍的空氣吸收熱量后溫度升高。

為了使熱量均勻分布，試驗(yàn)箱內(nèi)配備了循環(huán)風(fēng)扇。風(fēng)扇將熱空氣吹送到試驗(yàn)箱的各個(gè)角落，確保箱內(nèi)溫度均勻上升，避免出現(xiàn)局部過(guò)熱的情況。

制冷過(guò)程

制冷系統(tǒng)一般基于蒸汽壓縮式制冷循環(huán)原理工作。首先，壓縮機(jī)將制冷劑氣體壓縮成高溫高壓狀態(tài)。這個(gè)過(guò)程中，制冷劑的溫度和壓力大幅上升。

高溫高壓的制冷劑進(jìn)入冷凝器，通過(guò)風(fēng)冷或水冷的方式，將熱量散發(fā)到周圍環(huán)境中，自身冷卻并液化。

液態(tài)制冷劑經(jīng)過(guò)膨脹閥，膨脹閥起到節(jié)流降壓的作用，使制冷劑的壓力和溫度急劇下降，變成低溫低壓的氣液混合物。

低溫低壓的制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器中吸收周圍空氣的熱量而汽化。試驗(yàn)箱內(nèi)的空氣熱量被制冷劑帶走，溫度降低。同樣，循環(huán)風(fēng)扇會(huì)促使冷空氣在箱內(nèi)循環(huán)，使溫度均勻下降。

溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)箱內(nèi)溫度，并將溫度信號(hào)反饋給控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的溫度值和實(shí)際溫度的差異，精確調(diào)節(jié)加熱或制冷系統(tǒng)的工作狀態(tài)，以保持溫度的穩(wěn)定。例如，如果設(shè)定溫度為 50℃，而實(shí)際溫度為 48℃，控制系統(tǒng)會(huì)適當(dāng)降低加熱功率，使溫度緩慢上升到設(shè)定值。

氣壓調(diào)控系統(tǒng)

降壓過(guò)程

當(dāng)需要營(yíng)造低氣壓環(huán)境時(shí)，真空泵開(kāi)始工作。真空泵通過(guò)管道與試驗(yàn)箱內(nèi)部相連，它不斷地抽出箱內(nèi)的空氣，使箱內(nèi)氣壓逐漸降低。

氣壓傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)箱內(nèi)氣壓，并將數(shù)據(jù)反饋給控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的氣壓值來(lái)控制真空泵的工作狀態(tài)。例如，如果設(shè)定氣壓為 10kPa，當(dāng)氣壓傳感器檢測(cè)到氣壓高于 10kPa 時(shí)，真空泵會(huì)持續(xù)工作，直到達(dá)到設(shè)定氣壓。

在降壓過(guò)程中，為了防止試驗(yàn)樣品受到過(guò)大的氣壓差影響，降壓速度通常是可調(diào)節(jié)的。一般來(lái)說(shuō)，氣壓的變化速率會(huì)控制在一定范圍內(nèi)，比如不超過(guò) 15kPa/min。

升壓過(guò)程

當(dāng)試驗(yàn)結(jié)束或需要恢復(fù)到常壓環(huán)境時(shí)，進(jìn)氣閥門打開(kāi)，外界空氣緩慢進(jìn)入試驗(yàn)箱。進(jìn)氣的速度也可以通過(guò)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以避免氣壓的急劇變化對(duì)試驗(yàn)樣品造成損壞。

同樣，氣壓傳感器會(huì)持續(xù)監(jiān)測(cè)氣壓變化，當(dāng)箱內(nèi)氣壓達(dá)到常壓或者設(shè)定的其他氣壓值時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)關(guān)閉進(jìn)氣閥門。

溫度和氣壓調(diào)控系統(tǒng)相互配合，通過(guò)精確的傳感器反饋和智能的控制系統(tǒng)，能夠模擬出各種高低溫、低氣壓的復(fù)雜環(huán)境，為試驗(yàn)提供穩(wěn)定、準(zhǔn)確的條件。