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恒温恒湿箱常常用于模拟高温、低温、潮湿、干燥的复合性环境,或者模拟恒定的温度、湿度环境。恒温干燥箱又叫做热风恒温烤箱。从名称上两者有些类似,但实际的作用以及功能结果是完全不同的。[align=center][img=恒温恒湿试验箱,500,310]http://www.dongguanruili.com/d/file/7635ff130b098d34cd0d24027619f68c.jpg[/img] [/align] 恒温恒湿试验箱主要用于对温度和湿度要求控制精准的环境试验中,可以对一些材料或者药物等进行耐气候老化试验,在工业生产和生物制药上使用的较多。恒温干燥箱叫做热风恒温烤箱或者鼓风干燥箱,主要作用是用于干燥试验样品,其所谓的恒温功能与恒温恒湿箱不一样,它的“恒温”功能是指到达指定的温度以后会停止加热,通过箱体的保温材料保持温度稳定,待到温度下降以后就会继续加热,并非真正意义上的恒温。 恒温恒湿箱的具备制冷、制热、加湿三种功能,其温度控制范围可以达到-40℃~150℃,湿度控制范围可以达到20%~98%RH。而恒温干燥箱仅仅具备加热功能,最高温度可达200℃,温度控制也只能在RT~200℃之间,由于不具备加湿功能,所以无法控制箱内湿度。[align=center] [img=恒温干燥箱,500,331]http://www.dongguanruili.com/d/file/680434ae1ef0820ddc0d28d227e6e4a2.jpg[/img][/align] 恒温恒湿箱与恒温干燥箱的用途不一样,两种设备对应的使用情况也不一样,一个用于环境模拟试验,一个是用于物品干燥,所以两者不能混用。在外观上两者也很好区别,最明显的是恒温恒湿箱通常是立柜式的,而恒温干燥箱是用于干燥的,需要大一些的截面,所以箱体会宽一些,像个烤箱。
针对一些老式电加热恒温设备需要修理、改造而缺乏配件的困难,找出了在仪器设备原有基础上,利用数显温度控制仪表、接触器以及各种功率模块组合,代替原有温度控制部件,实现了更加直观、方便、可靠,精准的温度控制方案。通过几年来改造过的数台电加热恒温设备运行表明,改造方案是成功的,本文以电热恒温干燥箱改造为例,介绍改造原理及过程,以期对大家有所启发。 在实验室有一些老式电热烘箱,这些烘箱控制温度的方式采用热膨胀调温式即在其工作室内安装测温杆,将两种膨胀系数不同的金属片,或膨胀灵敏的金属杆,借热胀冷缩在不同温度下有不同的伸长或缩短长度来控制断电或通电,来达到温度控制的目的,温度显示需借助顶端的玻璃温度计,这种控制方式控温精度低、读数不直观。由于机械磨损,调温装置损坏,造成温度失控,因这种控温器已没有备件出售,有些烘箱已处于停用状态。若能修复这些设备,不仅能延长其使用寿命,还能为单位节约大量采购经费。存在的问题 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/01/201501021139_530969_1173612_3.jpg 该电热恒温干燥箱1983年生产,它主要由金属箱体、保温材料、电阻性加热部件、控制电路及控制面板等构成。其中箱体、保温材料等的机械结构还是完好的,托架、隔板齐全、完好,而这些又是设备价值较高的部分,但由于使用多年,温度调节器机械磨损严重,无法正常调节温度,找到同型号配件更换,已处于停用状态。 从以上情况来看,只要修复或更新温度控制系统,该电热恒温干燥箱还是可以恢复使用的。改造方案及实施原有的控制线路及原理 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/01/201501021139_530970_1173612_3.jpg 其控制温度的原理是:操作者将电源开关拨至接通位置,待箱体上面的水银温度计显示的温度值接近工艺温度时,操作者须不断调节温度调节器旋钮,处于“通——断”状态,直至温度计的稳态值刚好等于工艺温度。通常情况下,要调节出工艺温度需要时间较长,而且误差较大。改进前烘箱的控制缺陷分析 原有机械式温度调节方式:由于在控制过程中,设备的加热只有“通——断”两种状态,所以称为二位式机械控温,这种控温方式具有结构简单、价格低廉、使用维修方便的特点。但是调节精度不高,被调温度始终不能定在给予定值上,总是在给予定值上、下周期性的波动,其特性曲线见图 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/01/201501021139_530971_1173612_3.jpg 由于加热系统的的热惯性,在某一段时间温度仍然在继续下降,直到t4时才回升。这样反映温度变化的是一条在给定温度上、下一定范围内波动的曲线,这表时存在着“动差”。这种调节方式精度较低,对象的热惯性越大,仪表不灵敏区越大,动差就越大。因此,位式调节不适于热惯性较大的系统,也满足有些实验工艺的要求。改造方案 随着电子技术的飞速发展,数显温度控制仪表技术日益成熟,价格低,通用性更好,使用更为简捷和方便,在各种控制领域中应用越来越广泛。因此,可以利用数显控温仪表作为主控部件,针对不同的控制对象、控制要求及控制成本,合理选用接触器、可控硅、固态继电器等各种功率模块作为执行部件与之相配合,替代老设备原有的控制电路,对其进行改造升级,实现更为直观、方便、精准、可靠的温度控制。 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/01/201501021139_530972_1173612_3.jpg 温度控制仪表选择:在改造中我们采用了AI808自整定专家PID控制仪表。AI调节器是控温系统的核心部分,AI仪表首创性地采用了平台概念,将非常专业化的数字调节仪表转为平台化设计的产品,采用的是AI人工智能调节算法是采用模糊规则进行PID调节的一种新型算法,在误差大时,运用模糊算法调节,以消除PID饱和积分现象,当误差趋小时,采用改进后的PID算法进行调节,并能在调节中自动学习和记忆被控对象的部分特征以使效果最优化。 控制元件:电热恒温干燥箱加热功率1000W,工作电流4.5A,工作电压220V。而我们选用的BTA41-600,双向可控硅,工作电流41A,耐压600V,完全能够满足要求,而且体积小,便于安装。 温度传感器:电热恒温干燥箱额度工作温度为200℃, Pt100铂热电阻,它用来测量(-200~850)℃范围内的温度,其物理、化学性能稳定,复现性好,铂热电阻与温度是近似线性关系。所以温度传感器选用Pt100。 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/01/201501021151_530978_1173612_3.jpg控制电路的设计 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/01/201501021140_530975_1173612_3.jpg http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/01/201501021140_530976_1173612_3.jpg安装调试根据设计图纸,完成了安装、接线并进行调试。
电热恒温干燥箱保养:1、易爆易燃易挥发物品切勿放入干燥箱内,以免引起爆炸。2、样品搁板平均负荷不应超过20kg。3、样品室与加热室之间的搁板上不能放置物品,以免影响热量交换。4、使用前一定要检查镍络丝有无重叠、短路之处。5、加热指示灯不亮,原因一般有三:①灯泡坏了,②灯泡接触不良,③加热系统出故障。6、打开加热开关,不加热。原因一般有四:①镍铬丝断路,②开关与线路脱焊,③控温旋钮指在零位(旋动控温旋钮至指定温度刻度),④继电器损坏。