恒温恒湿试验箱的技术原理

　　恒温恒湿试验箱作为模拟特定温度与湿度环境的可靠性测试设备，广泛应用于电子、医药、食品、材料等领域，用于考核产品在稳定温湿条件下的性能稳定性、耐久性及安全性。其技术原理围绕“温度精准控制”与“湿度精准控制”两大核心系统展开，通过二者的协同联动，实现箱内温湿度的动态平衡。​
 

　　一、温度控制原理：基于“加热-制冷”双向调节的动态平衡​

　　温度控制系统是试验箱的基础，通过加热装置提供热量、制冷装置吸收热量，配合气流循环实现箱内温度的精准稳定，核心由加热模块、制冷模块、温度检测模块及PID调控模块组成。​

　　（一）加热模块：快速补热与精准控温​

　　加热模块通常采用镍铬合金加热管或不锈钢铠装加热器，均匀分布于试验箱风道内。当温度检测模块监测到箱内温度低于设定值时，PID调控模块启动加热装置，电流通过加热管产生焦耳热，热量被风道内的循环气流吸收后传递至箱内各个区域。加热功率可根据温差自动调节，避免温度超调，确保升温过程平稳，温度控制精度可达±0.5℃。​

　　（二）制冷模块：高效降温与宽域适配​

　　制冷模块普遍采用“蒸汽压缩式制冷”原理，部分机型结合“复叠式制冷”技术以实现低温需求。其核心由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器四大部件构成：压缩机将低温低压的制冷剂蒸汽压缩为高温高压蒸汽；蒸汽进入冷凝器，通过风冷或水冷方式释放热量，冷凝为高压液态制冷剂；液态制冷剂经膨胀阀节流降压，变为低温低压的气液混合物；进入蒸发器后，制冷剂吸收风道内空气的热量汽化，使空气温度降低，再由循环风扇将冷空气送入箱内实现降温。单级制冷系统可实现0℃~150℃的温度范围，复叠式制冷则可拓展至-70℃~150℃，满足不同低温测试需求。​

　　二、湿度控制原理：基于“加湿-除湿”协同调节的湿度稳定​

　　湿度控制是恒温恒湿试验箱的核心技术难点，需在温度稳定的基础上，通过加湿与除湿的动态平衡维持设定湿度，主要依赖加湿模块、除湿模块、湿度检测模块及联动调控单元实现。​

　　（一）加湿模块：两种主流加湿方式的适配逻辑​

　　蒸汽加湿：电极式加湿通过电极通电使水加热至沸腾产生蒸汽，蒸汽经风道混入循环空气进入箱内；电热式加湿则通过电热管加热水产生蒸汽。二者均属于“等温加湿”，加湿效率高，且蒸汽纯净无杂质，适合对湿度要求较高的精密测试。​

　　超声波加湿：利用超声波振子高频振动将水雾化成微小颗粒，雾化后的水汽随气流进入箱内蒸发，实现湿度提升。该方式加湿速度快、能耗低，适合需要快速调节湿度的场景，但需定期清理振子避免水垢影响效果。​

　　（二）除湿模块：针对性解决高湿降湿难题​

　　冷却除湿：利用制冷系统的蒸发器作为冷却源，当高湿空气流经蒸发器表面时，温度降至露点以下，空气中的水汽凝结成液态水，经排水管排出，从而降低空气湿度。该方式是试验箱的主流除湿手段，可实现10%RH~95%RH的宽湿度调节，但在低温低湿场景下效率较低。​

　　吸附除湿：针对低温低湿需求，部分机型增设吸附除湿装置，利用硅胶、分子筛等吸附剂吸附空气中的水汽；当吸附剂饱和后，通过加热再生将水汽排出，实现循环除湿。该方式可将湿度降至5%RH以下，满足特殊低湿测试需求。​

　　三、协同调控原理：温湿度的动态联动与精准平衡​

　　恒温恒湿试验箱的核心技术亮点在于温湿度的协同调控，避免单一调节导致的参数波动。其逻辑基于“先控温、后控湿”的优先级原则：​

　　系统优先通过加热/制冷模块将箱内温度稳定在设定值，因为温度变化会直接影响空气的饱和含湿量；​

　　温度稳定后，湿度检测模块实时采集湿度数据，与设定值对比：若湿度偏低，启动加湿模块补充水汽；若湿度偏高，启动冷却除湿或吸附除湿模块降低湿度；​

　　在调控过程中，PID调控模块实时分析温湿度耦合关系，通过算法补偿实现温湿度的动态平衡，确保箱内温湿度波动范围控制在温度±0.5℃、湿度±2%RH以内。​

　　此外，气流循环系统在温湿度控制中起到关键辅助作用：通过强制空气循环，使箱内温湿度分布均匀，避免局部温湿差异影响测试结果。​

　　综上，恒温恒湿试验箱的技术原理是通过加热-制冷的温度调节系统、加湿-除湿的湿度调节系统，在PID算法的协同调控下，实现箱内温湿度的精准、稳定模拟，为产品可靠性测试提供与实际使用环境高度一致的试验条件。