復(fù)層式恒溫恒濕試驗(yàn)箱一般具備雙層或三層結(jié)構(gòu),各層為獨(dú)立試驗(yàn)空間。以常見三層結(jié)構(gòu)為例,由上至下分為上層、中層和下層。箱體整體框架多采用高強(qiáng)度鋼材打造,確保穩(wěn)固性。內(nèi)外箱體間填充聚氨酯泡沫、玻璃纖維棉等高效保溫材料,極大降低層與層之間及箱體與外界的熱量交換,維持各層溫濕度穩(wěn)定。內(nèi)箱體通常選用不銹鋼材質(zhì),像 SUS304 或 SUS316,因其出色的耐腐蝕性,能適應(yīng)高濕、高低溫等嚴(yán)苛環(huán)境,且表面光潔,便于清潔維護(hù),防止污染物影響試驗(yàn)結(jié)果;外箱體多為冷軋鋼板經(jīng)靜電噴涂處理,美觀且防銹。二、獨(dú)立溫控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)溫
(一)加熱系統(tǒng)
各層均配備獨(dú)立加熱裝置,常用鎳鉻合金加熱絲。這種材料電阻率高、抗氧化性佳,可快速將電能轉(zhuǎn)化為熱能。當(dāng)層內(nèi)溫度低于設(shè)定值,控制器接收溫度傳感器(如精度可達(dá) ±0.1℃的鉑電阻溫度傳感器)反饋信號(hào)后,迅速增大流經(jīng)加熱絲的電流,提升加熱功率,促使溫度快速上升。例如,某型號(hào)試驗(yàn)箱上層在 30 分鐘內(nèi)可從常溫升至 80℃,升溫速率精準(zhǔn)可控。
(二)制冷系統(tǒng)
制冷系統(tǒng)多采用壓縮機(jī)制冷循環(huán)。以渦旋式壓縮機(jī)為例,電機(jī)帶動(dòng)偏心輪旋轉(zhuǎn),使動(dòng)靜渦旋盤相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)制冷劑壓縮。制冷劑在蒸發(fā)器吸收箱內(nèi)熱量氣化,被壓縮機(jī)吸入壓縮后,在冷凝器向外界散熱冷凝,經(jīng)節(jié)流裝置降壓后重回蒸發(fā)器,循環(huán)往復(fù)實(shí)現(xiàn)降溫。通過精準(zhǔn)控制壓縮機(jī)啟停時(shí)間、制冷量,結(jié)合溫度傳感器實(shí)時(shí)反饋,可將每層溫度控制精度穩(wěn)定在 ±0.5℃以內(nèi)。如低溫層溫度可低至 - 70℃,滿足極寒環(huán)境模擬需求。

三、濕度調(diào)控機(jī)制維持濕度穩(wěn)定
(一)加濕系統(tǒng)
蒸汽加濕是常見方式,通過電加熱使水箱中的水迅速轉(zhuǎn)化為蒸汽,蒸汽經(jīng)管道均勻輸送至箱內(nèi)提升濕度。當(dāng)層內(nèi)濕度低于設(shè)定值下限,控制器開啟加濕裝置,精確控制蒸汽產(chǎn)生量,實(shí)現(xiàn)濕度穩(wěn)定上升。部分試驗(yàn)箱也會(huì)采用超聲波加濕,利用超聲波高頻震蕩將水霧化成微小顆粒釋放到箱內(nèi),加濕效率高且均勻性好。
(二)除濕系統(tǒng)
冷凝除濕是主要手段,制冷系統(tǒng)工作使蒸發(fā)器表面溫度降低,箱內(nèi)空氣中水汽遇冷在蒸發(fā)器表面凝結(jié)成水滴,通過排水管道排出箱外,從而降低濕度。當(dāng)濕度高于設(shè)定值上限,除濕系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng),將濕度調(diào)控至目標(biāo)范圍。此外,部分高級(jí)試驗(yàn)箱會(huì)配備轉(zhuǎn)輪除濕技術(shù),利用吸濕轉(zhuǎn)輪吸附水分,再通過再生裝置脫附水分,實(shí)現(xiàn)連續(xù)高效除濕,確保在不同濕度要求下都能精準(zhǔn)調(diào)控。
四、氣流循環(huán)系統(tǒng)保障環(huán)境均勻
為使各層內(nèi)溫濕度均勻分布,試驗(yàn)箱每層都設(shè)有獨(dú)立氣流循環(huán)系統(tǒng)。系統(tǒng)由多翼式離心風(fēng)機(jī)、風(fēng)道、導(dǎo)流板等構(gòu)成。風(fēng)機(jī)提供動(dòng)力,驅(qū)動(dòng)空氣在箱內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。空氣先流經(jīng)溫濕度處理單元,即加熱、制冷、加濕、除濕裝置,被調(diào)節(jié)至目標(biāo)溫濕度后,經(jīng)導(dǎo)流板引導(dǎo),均勻吹向樣品區(qū)域。例如,中層氣流循環(huán)系統(tǒng)可將箱內(nèi)不同位置溫度差異控制在 ±1℃以內(nèi),濕度差異控制在 ±3% RH 以內(nèi),保證試驗(yàn)樣品處于一致環(huán)境,提升測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性與可靠性。