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低氣壓試驗(yàn)箱升降溫的控制方式及策略
類別:公司新聞 發(fā)布時(shí)間:2025-07-14 14:56
低氣壓試驗(yàn)箱需在模擬高空低氣壓環(huán)境的同時(shí),精準(zhǔn)控制溫度升降,其升降溫系統(tǒng)需兼顧低壓環(huán)境下的熱傳遞特性,通過特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與控制邏輯,實(shí)現(xiàn)溫度的穩(wěn)定調(diào)節(jié),滿足航空航天、電子等領(lǐng)域的測(cè)試需求。
升降溫系統(tǒng)的核心構(gòu)成包括加熱模塊、制冷模塊與氣壓協(xié)同控制單元。加熱模塊采用鎳鉻合金加熱管,分布于箱體側(cè)壁與底部,通過空氣對(duì)流將熱量傳遞至箱內(nèi)。在低氣壓環(huán)境中,空氣稀薄導(dǎo)致熱傳導(dǎo)效率下降,因此加熱管功率較常規(guī)試驗(yàn)箱提高 30%,并配合軸流風(fēng)扇增強(qiáng)氣流擾動(dòng),確保溫度均勻性(±2℃)。制冷模塊則采用復(fù)疊式壓縮機(jī)制冷,低溫可達(dá) - 70℃,通過蒸發(fā)器與箱內(nèi)空氣進(jìn)行熱交換,在低壓下(如 1kPa)仍能保持穩(wěn)定的制冷效率。

溫度與氣壓的協(xié)同控制邏輯是升降溫的關(guān)鍵。低氣壓試驗(yàn)箱采用 “先控壓后控溫” 或 “溫壓同步調(diào)節(jié)” 兩種模式:前者適用于緩慢升降溫場(chǎng)景,先將氣壓降至目標(biāo)值(如 50kPa),再啟動(dòng)溫度調(diào)節(jié),避免氣壓波動(dòng)影響溫度穩(wěn)定性;后者則通過 PID 聯(lián)動(dòng)控制算法,在氣壓下降的同時(shí)同步升溫或降溫,適用于模擬高空快速升降場(chǎng)景。例如,測(cè)試飛機(jī)座艙材料時(shí),需在 30 分鐘內(nèi)將氣壓從 101kPa 降至 5kPa,同時(shí)溫度從 25℃降至 - 50℃,設(shè)備通過同步調(diào)節(jié)壓縮機(jī)功率與加熱管輸出,實(shí)現(xiàn)溫壓曲線的精準(zhǔn)擬合,誤差控制在 ±3% 以內(nèi)。
特殊工況下的升降溫策略需針對(duì)性調(diào)整。在極低氣壓(<1kPa)環(huán)境中,空氣對(duì)流幾乎消失,單純依賴加熱管與蒸發(fā)器難以實(shí)現(xiàn)均勻控溫,此時(shí)需啟用輔助加熱 / 制冷裝置 —— 如在樣品附近設(shè)置紅外加熱板(升溫)或半導(dǎo)體致冷片(降溫),通過輻射傳熱彌補(bǔ)對(duì)流不足。某電子元件測(cè)試中,在 0.5kPa 氣壓下,常規(guī)加熱方式導(dǎo)致箱內(nèi)溫差達(dá) 8℃,啟用紅外加熱板后,溫差縮小至 2℃,滿足芯片測(cè)試的高精度要求。此外,升降溫過程中需實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)箱內(nèi)氣壓變化,若氣壓異常波動(dòng)(如超過 ±5kPa),低氣壓試驗(yàn)箱會(huì)自動(dòng)暫停溫度調(diào)節(jié),待氣壓穩(wěn)定后再繼續(xù),避免溫度超調(diào)。
低氣壓試驗(yàn)箱的升降溫通過強(qiáng)化加熱制冷功率、優(yōu)化溫壓協(xié)同控制、適配特殊工況策略,在低壓環(huán)境中實(shí)現(xiàn)了溫度的精準(zhǔn)調(diào)節(jié),為模擬高空等極端環(huán)境的材料測(cè)試提供了可靠的技術(shù)支撐。
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