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低溫試驗(yàn)箱的工作原理

時(shí)間:2024/11/7閱讀:219
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低溫試驗(yàn)箱的工作原理

 

低溫試驗(yàn)箱的工作原理主要涉及制冷系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)的協(xié)同工作,具體如下:

制冷循環(huán)原理:

壓縮過(guò)程:低溫試驗(yàn)箱的制冷系統(tǒng)中,制冷劑(如氟利昂等)以氣態(tài)形式被吸入壓縮機(jī)。壓縮機(jī)對(duì)氣態(tài)制冷劑進(jìn)行壓縮,使其壓力和溫度急劇升高,變?yōu)楦邷馗邏旱臍怏w。在這個(gè)過(guò)程中,壓縮機(jī)消耗電能并做功,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為制冷劑的內(nèi)能,使制冷劑的狀態(tài)發(fā)生變化。

冷凝過(guò)程:高溫高壓的制冷劑氣體從壓縮機(jī)排出后,進(jìn)入冷凝器。冷凝器通常由金屬管道和散熱片組成,其周?chē)h(huán)境溫度相對(duì)較低。制冷劑在冷凝器中與周?chē)目諝饣蚶鋮s介質(zhì)進(jìn)行熱交換,將自身的熱量散發(fā)出去,逐漸冷卻降溫,最終從氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài),形成高溫高壓的液體。

膨脹過(guò)程:從冷凝器出來(lái)的高溫高壓液態(tài)制冷劑經(jīng)過(guò)節(jié)流裝置(如膨脹閥或毛細(xì)管)。節(jié)流裝置的孔徑較小,制冷劑通過(guò)時(shí)受到較大的阻力,壓力急劇下降,同時(shí)溫度也會(huì)相應(yīng)降低。這個(gè)過(guò)程是一個(gè)絕熱膨脹過(guò)程,制冷劑的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,使其狀態(tài)發(fā)生變化,從高溫高壓的液態(tài)變?yōu)榈蜏氐蛪旱囊簯B(tài)。

蒸發(fā)過(guò)程:低溫低壓的液態(tài)制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器。蒸發(fā)器是低溫試驗(yàn)箱內(nèi)部的一個(gè)重要部件,其內(nèi)部空間較大,壓力較低。制冷劑在蒸發(fā)器中迅速蒸發(fā),從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài),這個(gè)過(guò)程需要吸收大量的熱量。蒸發(fā)器周?chē)目諝饣蛭矬w的熱量被制冷劑吸收后,溫度降低,從而實(shí)現(xiàn)了低溫試驗(yàn)箱內(nèi)部的降溫。蒸發(fā)后的氣態(tài)制冷劑再次被吸入壓縮機(jī),開(kāi)始下一個(gè)循環(huán)。

溫度控制原理:

傳感器監(jiān)測(cè):低溫試驗(yàn)箱內(nèi)安裝有溫度傳感器,如熱電偶、鉑電阻等。這些傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)箱內(nèi)部的溫度,并將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳輸給溫度控制系統(tǒng)。

控制系統(tǒng)調(diào)節(jié):溫度控制系統(tǒng)根據(jù)傳感器傳輸?shù)臏囟刃盘?hào)與設(shè)定的溫度值進(jìn)行比較和分析。當(dāng)實(shí)際溫度高于設(shè)定溫度時(shí),控制系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)制冷系統(tǒng),使其開(kāi)始工作,降低試驗(yàn)箱內(nèi)部的溫度;當(dāng)實(shí)際溫度接近或達(dá)到設(shè)定溫度時(shí),控制系統(tǒng)會(huì)調(diào)節(jié)制冷系統(tǒng)的運(yùn)行功率或啟停,使試驗(yàn)箱內(nèi)部的溫度保持在設(shè)定的范圍內(nèi)。此外,一些先進(jìn)的低溫試驗(yàn)箱還具有 PID(比例 - 積分 - 微分)控制算法,可以更加精確地控制溫度,提高溫度控制的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

通過(guò)以上制冷循環(huán)和溫度控制過(guò)程的不斷重復(fù)和協(xié)同工作,低溫試驗(yàn)箱能夠在一定的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定地提供低溫環(huán)境,以滿足各種試驗(yàn)和測(cè)試的需求。


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