一种高低温恒温恒湿试验箱及模块化试验系统

技术领域

本发明涉及恒温试验箱技术领域，更具体地涉及一种高低温恒温恒湿试验箱及模块化试验系统。

背景技术

恒温恒湿试验箱是为了适应现代工业生产需要而开发的一种应力筛选设备和试验设备，其工作原理是根据热学原理和制冷原理结合而成的，通过加热器来进行加热同时通过制冷设备来进行降温，从而达到某一恒定温度，当产品在这样一个环境下，观察其性能、外观的变化，从而为企业提供更科学可靠的产品，但是现有技术下的恒温恒湿试验箱仍然存在以下不足之处；

首先，而现有技术下的恒温恒湿试验箱在进行试验时，由于为了保持箱内环境的恒定湿度，需要对箱内环境进行加湿，在加湿过程中，空气的湿气如果长时间无法流通，容易凝结成小水滴从而对箱内试验元件造成污染，因此，现有技术下的恒温恒湿试验箱需要不断的对箱体内部空气进行换气处理，在换气过程中，会不断的将箱体内部的热量带走，为了保持箱体内部温度的恒定，其加热模块与制冷模块会不断的工作，而换气系统的气体排出速率便会影响其箱体内温度是否达到稳定平衡，而现有技术下的换气速率都是通过人工进行设定，对于一些经验不足的工作人员而言，换气速率设定不当，容易造成箱体内部温度的保持不稳定；

其次，传统的恒温恒湿试验箱的制冷模块在工作时，其蒸发器在进行箱体内环境的换热后，其制冷物质会被压缩器抽取并输送至冷凝器中与冷却水重新换热冷却，此过程的换热速率与冷却水的温度有关，而冷却水的温度一般也由工作人员进行设定并依赖PID控制系统进行控制，这种控制方式不受箱内温度环境的反馈调节，因此容易造成其换热效果不稳定；

因此，需要提供一种高低温恒温恒湿试验箱及模块化试验系统来解决上述问题。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种高低温恒温恒湿试验箱及模块化试验系统，以解决上述背景技术中存在的问题。

本发明提供如下技术方案：一种高低温恒温恒湿试验箱及模块化试验系统，包括控制该试验箱的PID系统，其特征在于，包括制冷模块，所述制冷模块的内侧设有加热模块，所述加热模块的内侧背面设有加湿模块，所述加热模块的上端设有换气模块，所述制冷模块、加热模块、加湿模块以及换气模块通过PID系统进行控制；

所述制冷模块包括有储水底座，所述储水底座的上端设有外胆板，所述外胆板的内侧面固定安装有蒸发器，所述蒸发器的内侧设有内胆管，所述蒸发器位于外胆板与内胆管的间隙中，所述外胆板与内胆管均开设有均匀分布的透气孔；

所述换气模块包括有顶板，所述顶板的上端固定安装有均匀分布的换气风机，所述顶板的上端设有顶框，所述顶框的内侧固定安装有均匀分布的负温度热敏阻丝，所述负温度热敏阻丝以螺旋线的方式分布。

进一步的，所述蒸发器的管体输出端固定连接有压缩器，所述压缩器的输出端固定连接有冷凝器，所述蒸发器的管体输出端穿过冷凝器后与蒸发器的管体输入端相互连接形成回流路径，所述储水底座的内部设有水泵，所述水泵的输出端固定连接有注水管，所述注水管与冷凝器固定连接，所述冷凝器的输出端固定连接有排水管，所述冷凝器的外侧设有罩壳。

进一步的，所述加热模块包括有加热阻管，所述加热阻管固定安装在内胆管的内侧面，所述加热阻管的内侧固定安装有内箱板，所述内箱板的两侧均固定安装有边板，所述加热阻管电连接有第一电源，所述第一电源固定安装在边板的外侧面，所述内箱板的正面固定安装有前置板。

进一步的，所述加湿模块包括有加湿棉板，所述加湿棉板固定安装在内箱板的背面，所述加湿棉板的上端设有安装板，所述安装板固定安装在边板的背面，所述安装板的背面设有加湿管，所述加湿管的管体固定安装有固定环，所述加湿管利用固定环与安装板的背面固定连接，所述加湿棉板的背面设有背板，所述背板上固定安装有均匀分布的加湿风机，所述加湿管的管体底部固定安装有均匀分布的滴嘴，所述滴嘴的底端与加湿棉板的上端承接面相互对齐，所述加湿棉板的底部漏水端与储水底座相互对齐。

进一步的，所述顶板固定安装在边板的内侧面，所述负温度热敏阻丝电性连接有第二电源，所述第二电源与换气风机、加湿风机电性连接，所述负温度热敏阻丝的阻值改变可以对第二电源的供电电路进行分压，所述顶框的上端固定安装有透气盖板。

本发明的技术效果和优点：

1.本发明设有加湿模块与换气模块，当第二电源驱动换气风机进行箱内空气的排气工作时，其排出的温度气流会经过顶框并与负温度热敏阻丝充分接触，所述负温度热敏阻丝受到温度影响开始改变其阻值，当箱体内部的湿气过高，其温度气体排出速率不足以使其快速降温时，负温度热敏阻丝会被排出的高温气流不断加热，其阻值不断减小，使得第二电源开始为换气风机与加湿风机的驱动电压提升，从而加快其气体流动速率，从而使其温度回归稳定的控制区间内，该反馈调节可以完善整个PID系统控制不足之处。

2.本发明设有制冷模块、加湿模块以及换气模块，水流经过加湿棉板进入储水底座后会被水泵泵入冷凝器中提供冷却水而重新利用，而冷却水的水体温度会受到加湿风机的鼓风速率影响，鼓风速率越快，其水体温度冷却的越明显，且其箱体内部的热量散失的也快，此时负温度热敏阻丝不再受到排出气流的加热效果，使得其阻值提升，从而造成加湿风机的鼓气速率降低，从而使得冷却水的温度下降幅度降低，从而使得冷却水在冷凝器中对蒸发器中冷却物质的换热幅度降低，从而为其温度控制提供一定的反馈缓冲调节效果。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的制冷模块结构示意图。

图3为本发明的加热模块结构示意图。

图4为本发明的加湿模块结构示意图。

图5为本发明的换气模块结构示意图。

图6为本发明的系统框图结构示意图。

附图标记为：1、制冷模块；101、储水底座；102、外胆板；103、蒸发器；104、内胆管；105、压缩器；106、冷凝器；107、水泵；108、注水管；109、排水管；110、罩壳；2、加热模块；201、加热阻管；202、内箱板；203、边板；204、第一电源；205、前置板；3、加湿模块；301、加湿棉板；302、安装板；303、加湿管；304、固定环；305、背板；306、加湿风机；307、滴嘴；4、换气模块；401、顶板；402、换气风机；403、顶框；404、负温度热敏阻丝；405、第二电源；406、透气盖板。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，另外，在以下的实施方式中记载的各结构的形态只不过是例示，本发明所涉及的一种高低温恒温恒湿试验箱及模块化试验系统并不限定于在以下的实施方式中记载的各结构，在本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式都属于本发明保护的范围。

参照图1，本发明提供了一种高低温恒温恒湿试验箱及模块化试验系统，包括制冷模块1以及控制该试验箱的PID系统，制冷模块1的内侧设有加热模块2，加热模块2的内侧背面设有加湿模块3，加热模块2的上端设有换气模块4，制冷模块1、加热模块2、加湿模块3以及换气模块4通过PID系统进行控制；

在本实施例中，该高低温恒温恒湿试验箱在实际使用时可通过增加密封门组件进行密封，为了便于本申请的图示与观察，其密封门组件不做具体描述，该高低温恒温恒湿试验箱在使用时，将试验样品置于其箱体内部，设定温度后，由PID系统控制制冷模块1对箱体内部环境进行冷却，控制加热模块2对箱体内部环境进行加热，利用加湿模块3进行箱体内部环境的加湿，换气模块4对箱体内部环境进行换气，在制冷模块1、加热模块2、加湿模块3以及换气模块4各个系统模块之间的协调运作下，使得箱体内部保持一个恒温恒湿的环境，上述各模块的具体结构会在后续进行详细说明，需要补充说明的是，PID系统是温度控制所常使用的常规技术手段，它利用控制器、传感器、变送器等元件组成实现对温度调节的自我控制，对于其具体结构在本说明书中不做具体说明。

参照图2，制冷模块1包括有储水底座101，储水底座101的上端设有外胆板102，外胆板102的内侧面固定安装有蒸发器103，蒸发器103的内侧设有内胆管104，蒸发器103位于外胆板102与内胆管104的间隙中，外胆板102与内胆管104均开设有均匀分布的透气孔，蒸发器103的管体输出端固定连接有压缩器105，压缩器105的输出端固定连接有冷凝器106，蒸发器103的管体输出端穿过冷凝器106后与蒸发器103的管体输入端相互连接形成回流路径，储水底座101的内部设有水泵107，水泵107的输出端固定连接有注水管108，注水管108与冷凝器106固定连接，冷凝器106的输出端固定连接有排水管109，冷凝器106的外侧设有罩壳110；

在本实施例中，在PID系统的控制下，压缩器105对蒸发器103中的制冷物质的压缩程度会影响其制冷效果，蒸发器103中的制冷物质被压缩器105压缩后再输入至冷凝器106中进行换热重新冷却，冷凝器106中的冷却水通过水泵107与注水管108泵入，并通过排水管109排出，其主要制冷效果的控制由压缩器105的压缩效果决定，因此压力会使蒸发器103中的制冷物质的沸点改变，使其重新液化冷却的效果提升，同时冷凝器106中冷却水的温度也会影响其换热效果，而PID系统作为电控的方式只能对压缩器105的工作方式进行调控，而冷凝器106中的冷却水温度调节可以通过后续的温度反馈进行控制。

参照图3，加热模块2包括有加热阻管201，加热阻管201固定安装在内胆管104的内侧面，加热阻管201的内侧固定安装有内箱板202，内箱板202的两侧均固定安装有边板203，加热阻管201电连接有第一电源204，第一电源204固定安装在边板203的外侧面，内箱板202的正面固定安装有前置板205；

在本实施例中，第一电源204由该设备的PID系统进行控制，第一电源204的电压大小直接影响到加热阻管201的制热效果，通过加热阻管201的制热使得该设备箱体内部环境温度可以提升，配合制冷模块1实现其温度的恒定调节。

参照图4，加湿模块3包括有加湿棉板301，加湿棉板301固定安装在内箱板202的背面，加湿棉板301的上端设有安装板302，安装板302固定安装在边板203的背面，安装板302的背面设有加湿管303，加湿管303的管体固定安装有固定环304，加湿管303利用固定环304与安装板302的背面固定连接，加湿棉板301的背面设有背板305，背板305上固定安装有均匀分布的加湿风机306，加湿管303的管体底部固定安装有均匀分布的滴嘴307，滴嘴307的底端与加湿棉板301的上端承接面相互对齐，加湿棉板301的底部漏水端与储水底座101相互对齐；

在本实施例中，加湿管303外接水源，并通过底部的滴嘴307不断的向加湿棉板301中注水，加湿棉板301润湿后会不断的往加湿棉板301的底部空间中注水，此时加湿风机306不断的向加湿棉板301处鼓风，气流穿过加湿棉板301后携带着水汽不断的进入箱体内部空间中进行加湿，其具体的控制方式会在后续进行详细说明。

参照图5和图6，换气模块4包括有顶板401，顶板401固定安装在边板203的内侧面，顶板401的上端固定安装有均匀分布的换气风机402，顶板401的上端设有顶框403，顶框403的内侧固定安装有均匀分布的负温度热敏阻丝404，负温度热敏阻丝404以螺旋线的方式分布，负温度热敏阻丝404电性连接有第二电源405，第二电源405与换气风机402、加湿风机306电性连接，负温度热敏阻丝404的阻值改变可以对第二电源405的供电电路进行分压，顶框403的上端固定安装有透气盖板406；

在本实施例中，当第二电源405驱动换气风机402进行箱内空气的排气工作时，其排出的温度气流会经过顶框403并与负温度热敏阻丝404充分接触，负温度热敏阻丝404螺旋线式的分布可以提升其与气流的接触效果，负温度热敏阻丝404受到温度影响开始改变其阻值，当箱体内部的湿气过高，其温度气体排出速率不足以使其快速降温时，负温度热敏阻丝404会被排出的高温气流不断加热，其阻值不断减小，使得第二电源405开始为换气风机402与加湿风机306的驱动电压提升，从而加快其气体流动速率，从而使其温度回归稳定的控制区间内，该反馈调节可以完善整个PID系统控制不足之处；

水流经过加湿棉板301进入储水底座101后会被水泵107泵入冷凝器106中提供冷却水而重新利用，而冷却水的水体温度会受到加湿风机306的鼓风速率影响，鼓风速率越快，其水体温度冷却的越明显，且其箱体内部的热量散失的也快，此时负温度热敏阻丝404不再受到排出气流的加热效果，使得其阻值提升，从而造成加湿风机306的鼓气速率降低，从而使得冷却水的温度下降幅度降低，从而使得冷却水在冷凝器106中对蒸发器103中冷却物质的换热幅度降低，从而为其温度控制提供一定的反馈缓冲调节效果。

本发明的工作原理以及有益效果：该高低温恒温恒湿试验箱工作时，在PID系统的控制下，压缩器105对蒸发器103中的制冷物质的压缩程度会影响其制冷效果，蒸发器103中的制冷物质被压缩器105压缩后再输入至冷凝器106中进行换热重新冷却，冷凝器106中的冷却水通过水泵107与注水管108泵入，并通过排水管109排出，其主要制冷效果的控制由压缩器105的压缩效果决定，因此压力会使蒸发器103中的制冷物质的沸点改变，使其重新液化冷却的效果提升，同时冷凝器106中冷却水的温度也会影响其换热效果，当第二电源405驱动换气风机402进行箱内空气的排气工作时，其排出的温度气流会经过顶框403并与负温度热敏阻丝404充分接触，负温度热敏阻丝404受到温度影响开始改变其阻值，当箱体内部的湿气过高，其温度气体排出速率不足以使其快速降温时，负温度热敏阻丝404会被排出的高温气流不断加热，其阻值不断减小，使得第二电源405开始为换气风机402与加湿风机306的驱动电压提升，从而加快其气体流动速率，从而使其温度回归稳定的控制区间内，该反馈调节可以完善整个PID系统控制不足之处，水流经过加湿棉板301进入储水底座101后会被水泵107泵入冷凝器106中提供冷却水而重新利用，而冷却水的水体温度会受到加湿风机306的鼓风速率影响，鼓风速率越快，其水体温度冷却的越明显，且其箱体内部的热量散失的也快，此时负温度热敏阻丝404不再受到排出气流的加热效果，使得其阻值提升，从而造成加湿风机306的鼓气速率降低，从而使得冷却水的温度下降幅度降低，从而使得冷却水在冷凝器106中对蒸发器103中冷却物质的换热幅度降低，从而为其温度控制提供一定的反馈缓冲调节效果。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。