高低溫試驗箱集中監控系統的設計及實現

高低溫試驗箱集中監控系統的設計及實現
關鍵詞：環境試驗 高低溫試驗箱 集中監控 RS485

摘要：論述了一種基于環境實驗室的高低溫試驗箱集中監控系統的設計及實現。一個應用型的環境實驗室通常有大量的高低溫試驗箱，對這些高低溫試驗箱集中控制系統都將面臨如下問題:不同協議類型；不同連接端口；不同操作方法；分布區域較大。針對不同環境實驗室內高低溫試驗箱集中控制需求的需要，本文通過RS232轉RS485接口和基于Visual Basic軟件自行開發應用軟件實現了對國防工業某研究所環境實驗室內10余臺環境試驗箱的監視和控制。經過一年來的運行，該系統將高低溫試驗箱的使用效率提高了60%且減低人工成本30%以上。

高低溫沖擊試驗箱制冷系統：

1、制冷系統及壓縮機：為了保證試驗箱降溫速率和低溫度的要求，本試驗箱采用一套進口德國谷輪半封閉壓縮機所組成的二元復疊式水冷制冷系統。復疊式冷 系統包含一個高溫制冷循環和一個低溫制冷循環，其連接容器為蒸發冷凝器，蒸發冷凝器是也到能量傳遞的作用，將工作室內熱能通過兩級制冷系統傳遞出去，實現隆溫的目的。制冷系統的設計應用能量調節技術，一種行之有效的處理方式既能保證在制冷機組正常運行的情況下又能對制冷系統的能耗及制冷量進行有效的調節，使制冷系統的運行費用和故障率下降到較為經濟的狀態。

2、制冷工作原理：高低制冷循環均采用逆卡若循環，該循環由兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成。其過程如下：制冷劑經壓縮機絕熱壓縮到較高的壓力，消耗了功使排氣溫度升高，之后制冷劑經冷凝器等溫地和四周介質進行熱交換，將熱量傳給四周介質。后制冷劑經閥絕熱膨脹做功，這時制冷劑溫度降低。后制冷劑通過蒸發器等溫地從溫度較高的物體吸熱，使被冷卻物體溫度降低。此循環周而復始從而達到降溫之目的。

3、制冷劑：采用DUPONT公司R502（高溫循環）、R23（低溫循環）；

4、輔助件：膨脹閥（美國SPORLAN），電磁閥（意大利CASTEL）；過濾器（美國SPORLAN）；壓力控制器（英美RANCO）；油分離器（歐美ALCO）等制冷配件均采用進口件。高低溫沖擊試驗箱空氣調節系統空氣調節方式：強制通風內平衡調溫法（BTC）。該方法即指在制冷系統連續工作的情況下，控制系統根據設定之溫度點通過PID自動運算輸出的結果去控制加熱器的輸出量，終達到一種動態平衡。

1、空氣循環裝置：內置空調間、循環風道及長軸離心式通風機，使用的制冷機和能量調節系統，通過通風機進行有效的交換，達到溫度變化之目的。通過改善空氣的氣流，提高了空氣流量及與加熱器和空氣表冷器的熱交換能力，從而大幅改善了試驗箱的溫度均勻度。

2、加熱方式：鎳鉻合金絲電加熱器；

3、空氣冷卻方式：多級膜片式空氣熱交換器