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眾有論述恒溫恒濕室溫濕度控制的重要性

上海眾有實業有限公司(Shanghai Zhongyou Industry Co.,Ltd)是一家集設計研發、產品生產、市場營銷、技術服務為一體的專業除濕、加濕、恒溫恒濕等制冷設備產品制造企業,本次我們選定ZHONGYOU眾有HF5NQ恒溫恒濕空調機組進行控制測試。為了真實地反映試驗環境溫濕度條件,我們要考慮恒溫恒濕試驗室的記錄、顯示和輸出達到規定的偏差要求這三個因素。但是因為顯示器和記錄儀通常與傳感器相連,隨時監視實驗室或試驗箱內某個位置的溫濕度情況。傳感器所反映的信息僅僅說明調節器或者控制器的工作穩定,所以并不能反映實驗室內整個空間都達到了規定的溫濕度條件。

由此我們還必須考慮以下參數:
1、控制恒定率:調節器和控制器對控制傳感器所在位置的恒定控制。
2、傳感器精度:溫度和濕度傳感器的不確定度。
3、均勻度:由空氣不流通,熱源、潮濕的物品,或者與相鄰空間的空氣流動而導致的室內溫濕度的變化梯度。
例如,如果規定的條件是23℃±2℃/50%RH±5%,而且記錄儀器顯示相對濕度的精度控制在±2%以內。但是考慮均勻度和傳感器精度以后,肯定達不到規定溫濕度的要求。
要達到更精確的試驗溫濕度條件需要考慮以下參數:
1.目前市場上最好的濕度傳感器的精度為±1%。
2.通風情況下,熱源的位置會影響實驗室的均勻度,一般在±1%到±6%之間。
3.將以上參數加到顯示的精度(±2%)會得到整個空間的精度在±4%到±9%之間。
 若想試驗箱或試驗間真正達到規定的溫濕度條件,設計規劃者還要分別考慮以下三方面因素的影響。
1、單點恒定率(控制部分)
在此影響因素中,必須考慮調節器與控制器間的調節變化、晝夜的變化、季節的更替以及突發情況(如試驗設備的開啟或關閉、開關燈或是實驗室門的開啟等等)對實驗室內溫濕度的影響。此影響因素的大小取決于設備的調節能力和控制能力。
實驗室內沒有突發情況引起溫濕度變化時,可以對調節器短期的控制能力進行評定。調節器的調節變化方式包括降溫、加熱、加濕和除濕等。
晝夜的變化、季節的更替、突發情況等感應性因素和潛在性因素都將會引起實驗室溫濕度的高低變化,并對實驗室溫濕度的長期穩定造成影響。良好的封閉、與外界溫濕度隔離、使用適當的方式補充空氣,對減少實驗室溫濕度變化將起到很好的效果。
應依據最大可預期的潛在性因素和感應性因素來設計溫濕度調節系統。潛在性因素主要來自于人員、泄漏、水池排放和新鮮空氣的補充。感應性因素來自于燈光、實驗設備、人員、泄漏和新鮮空氣的補充。整個調節系統必須有能力對由于晝夜的變化、季節的更替引起的溫度變化進行控制。
空氣溫度的精確控制要求對相對濕度進行嚴格控制。假設在12℃結露點上空氣的含水率保持恒定,但空氣溫度在1.0℃之間變化,那么相對濕度就在47%和53%之間波動,0.2℃的空氣溫度變化將引起大于0.5%的相對濕度的變化。
2、傳感器精度
溫度傳感器比濕度傳感器更精確并容易校準。由于精度為0.1℃的溫度傳感器比較容易買到,因此濕度的測量就成為這一領域的主要問題。
目前,市場上出售的濕度傳感器的公稱精度大多數為+1%,這是一臺新的傳感器在一個溫濕度相對穩定的條件下所能達到的最高精度。購買了一臺濕度傳感器以后,需在預期使用的整個溫濕度范圍內,反復驗證其公稱精度。例如,如果計劃進行溫濕度交變試驗,那么應確保濕度傳感器能夠在預期的變化范圍內進行溫度的補償并保證它的精度不會隨溫度而漂移,大多數濕度傳感器在相對濕度為85%到90%的情況下精度會降低。
由于濕度傳感器在使用過程中精度會漂移,因此必須對其進行定期的校準。校準的間隔時間不同,取決于傳感器的類型和工作環境(如溫濕度變化范圍、空氣的潔凈程度以及各種化學藥品的濃度)。通常情況下,校準的間隔時間是一年,必須確認校準程度涵蓋整個工作溫濕度變化范圍,用來校準的儀器需要有文件記錄。
可溯源的意思是儀器依據一個主要標準或者引用標準進行校準。大多數的傳感器都有一份出廠校準報告,這份報告只說明其生產時的精度并不能真實反映其在實際使用過程中的情況??刂破骰蛘{節器的精度是整機電路分路上傳感器的精度,它們會影響讀出的精度,在系統運行過程中依據引用標準對控制傳感器校準可以避免這些誤差。
3、均勻度
均勻度是對在整個溫濕度控制區域內點對點的溫度和濕度的差異。影響均勻度的主要因素包括:全部熱源(明顯的熱源與潛在的熱源)、影響溫濕度的負載的位置、控制傳感器的位置、通風情況、空氣流動量的大小、適當的隔熱設施和阻隔水蒸氣裝置。
全部熱源(燈光、實驗設備、人員、從墻壁和管道透過的熱量、補充空氣導致的熱量變化)如果在整個受控區域內完全沒有對溫、濕度產生影響的負載,那么均勻度將很容易控制。一個安裝有3.6米×3米×3米的恒溫恒濕設備的試驗室內,如果室內空氣流量為600CFM(每小時換氣30次),并有一個3,000BTU(880瓦特)的負載,那么實驗室的供給空氣與回流實驗室的空氣溫度會相差2.6℃。如果進入實驗室的空氣條件為23℃/50%RH并假定沒有含水率的變化,那么回流實驗室的空氣的溫濕度將為25.6℃/43%RH。增加空氣流動量或者減少影響溫濕度的負載,能減少這些誤差。
3000BTU(880W)室內負載
進入空氣每小時空氣流量回流空氣
23℃/50%RH15次(300CFM)300立方英尺/分鐘27.8℃/37%RH
23℃/50%RH30次(600CFM)600立方英尺/分鐘25.6℃/43%RH
23℃/50%RH45次(900CFM)900立方英尺/分鐘24.5℃/45%RH
23℃/50%RH60次(1200CFM)1200立方英尺/分鐘23.9℃/48%RH
空氣的流通總量是設計空調系統并使溫度負載的影響降到最低的重要因素。根據具體的操作程序與室內溫濕度的負載情況,每小時25次至45次的換氣量是最理想的。負載的位置也是一個重要因素。如果條件允許,最好將影響溫濕度的負載安裝在空氣回流管道的附近,盡可能避免對剩余實驗室受控空間的影響。負載的位置還會影響控制傳感器的位置??刂苽鞲衅鞑粦摪惭b在主要影響溫濕度的負載源下方或者在回流管道的下方。
空氣管道應該適當的通過實驗室。通常情況下,頂篷的供氣管道與回流管道應該緊貼著受控溫濕度實驗室的外壁,應該避免供氣管道與回流管道同時在頂篷的設計。
安裝適當的隔熱設施、阻隔水蒸氣裝置與通風道來隔絕周圍環境的影響是非常必要的。建造通風道要得當,不能過大也不能過小。為了增加通風道內空氣流通的速度,應在通風道內開一個破洞,其效果要比在試驗間內開一個同樣大小的破洞好很多。不建外墻、不開窗戶、避免過低的天花板,這些對實驗室溫濕度控制都是有利的。
結論
達到要求的溫濕度環境是一項艱巨的任務,但它不是不可能實現的。如果考慮了全部影響溫濕度條件的因素,那么這個目標是可以實現的。有一些關鍵問題一定記?。?br /> 1、購買的恒溫恒濕空調系統應能進行微調;
2、無論選擇什么樣的恒溫恒濕空調系統,設備都要有能力對實驗室內部影響溫度的負載和空氣進行有效的調節,以便提高試驗間內溫濕度的均勻度;
3、購買符合要求的傳感器,保證安裝得當,并且定期校準;
4、密切注意影響溫濕度的負載對實驗室環境的影響,并盡量減少這些不良因素的影響;
5、溫濕度試驗間與通風道必須由不受影響的水蒸氣阻隔裝置與外界隔離。
6、如果以上這些因素都能被認真考慮,那么影響受控空間內溫濕度精度的問題都能較容易地得到解決。



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