高低溫試驗箱集中監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn)
關(guān)鍵詞：環(huán)境試驗 高低溫試驗箱 集中監(jiān)控 RS485

摘要：論述了一種基于環(huán)境實驗室的高低溫試驗箱集中監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn)。一個應(yīng)用型的環(huán)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(tǒng)都將面臨如下問題:不同協(xié)議類型；不同連接端口；不同操作方法；分布區(qū)域較大。針對不同環(huán)境實驗室內(nèi)高低溫試驗箱集中控制需求的需要，本文通過RS232轉(zhuǎn)RS485接口和基于Visual Basic軟件自行開發(fā)應(yīng)用軟件實現(xiàn)了對國防工業(yè)某研究所環(huán)境實驗室內(nèi)10余臺環(huán)境試驗箱的監(jiān)視和控制。經(jīng)過一年來的運行，該系統(tǒng)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(tǒng)：

1、制冷系統(tǒng)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(jìn)口德國谷輪半封閉壓縮機所組成的二元復(fù)疊式水冷制冷系統(tǒng)。復(fù)疊式冷 系統(tǒng)包含一個高溫制冷循環(huán)和一個低溫制冷循環(huán)，其連接容器為蒸發(fā)冷凝器，蒸發(fā)冷凝器是也到能量傳遞的作用，將工作室內(nèi)熱能通過兩級制冷系統(tǒng)傳遞出去，實現(xiàn)隆溫的目的。制冷系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用能量調(diào)節(jié)技術(shù)，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(tǒng)的能耗及制冷量進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，使制冷系統(tǒng)的運行費用和故障率下降到較為經(jīng)濟的狀態(tài)。

2、制冷工作原理：高低制冷循環(huán)均采用逆卡若循環(huán)，該循環(huán)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(jīng)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(jīng)冷凝器等溫地和四周介質(zhì)進(jìn)行熱交換，將熱量傳給四周介質(zhì)。后制冷劑經(jīng)閥絕熱膨脹做功，這時制冷劑溫度降低。后制冷劑通過蒸發(fā)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(huán)周而復(fù)始從而達(dá)到降溫之目的。

3、制冷劑：采用DUPONT公司R502（高溫循環(huán)）、R23（低溫循環(huán)）；

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(jìn)口件。高低溫沖擊試驗箱空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)空氣調(diào)節(jié)方式：強制通風(fēng)內(nèi)平衡調(diào)溫法（BTC）。該方法即指在制冷系統(tǒng)連續(xù)工作的情況下，控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定之溫度點通過PID自動運算輸出的結(jié)果去控制加熱器的輸出量，終達(dá)到一種動態(tài)平衡。

1、空氣循環(huán)裝置：內(nèi)置空調(diào)間、循環(huán)風(fēng)道及長軸離心式通風(fēng)機，使用的制冷機和能量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過通風(fēng)機進(jìn)行有效的交換，達(dá)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