CN211906105U

CN211906105U - 环境舱

Info

Publication number: CN211906105U
Application number: CN202020787164.4U
Authority: CN
Inventors: 沈宇纲
Original assignee: Shanghai Satake Cool-Heat & Control Technique Co ltd
Current assignee: Shanghai Satake Cool-Heat & Control Technique Co ltd
Priority date: 2020-05-13
Filing date: 2020-05-13
Publication date: 2020-11-10
Anticipated expiration: 2030-05-13

Abstract

本实用新型公开了一种环境舱，用于提供低温高湿试验环境包括：环境舱体采用保温隔湿材料制造用于提供低温高湿试验环境；温湿度测量装置、加湿喷管、第一露点温度传感器和冷风机固定在环境舱体内；加湿量控制器固定在环境舱体外用于接收温湿度测量装置信号控制加湿量，并依据环境舱工况设定值和第一露点温度传感器的测量值，计算并设定最大允许加湿量；温度控制器固定在环境舱体外用于控制冷风机加热功率；被测空气在环境舱体依次流过冷风机、第一露点温度传感器、加湿喷管和温湿度测量装置。本实用新型既避免了环境舱内出现大量水雾和或霜雾导致相对湿度长时间超调，又提高了环境舱模拟环境的准确性和真实性。

Description

环境舱

技术领域

本实用新型涉及一种环境舱，特别是涉及一种用于提供低温高湿环境的环境舱。所述低温高湿是指空气干球温度小于等于0℃，空气相对湿度与空气干球温度对应的冰面饱和状态相对湿度偏差≤5％RH。

背景技术

在家用、商用和汽车用空调制造领域，一些厂家越来越关注空调热泵运行时的性能，甚至会研究极端气候条件下的性能。低温高湿环境是空气热泵最容易结霜的条件，研究空气热泵结霜时的性能，受到了许多厂家重视。模拟低温高湿环境的环境舱应运而生。

在工况接近冰面饱和时(工况点与饱和点的相对湿度偏差在0～5％RH)，由于空气温度和湿度场均匀性的原因，在加湿段下游，空气通常会出现到大量的水雾和或霜雾，这些霜雾不仅影响湿度测量，还会造成环境舱内出现大量霜雾，导致相对湿度长时间超调，甚至还会大量积累在盘管上，导致冷风机很快停止工作。因此，为了提高控制品质，延长冷风机的工作时间，应减少环境舱控制过程产生的多余的加湿量。

当空气干球温度＞0℃时，饱和相对湿度可达100％RH；当空气干球温度≤0℃时，饱和相对湿度将＜100％RH。当空气的霜点温度等于干球温度时，水蒸汽就开始结冰(也称为空气冰面饱和状态)，此时空气相对湿度达到这个干球温度下的极值。当空气进入冰面饱和状态时，市场上常规购买到的湿度传感器就无法进行测量。此时，空气中弥漫的霜雾会积在传感器的探头的保护罩上，导致传感器工作失效。在这种情况下，即便采用内置加热装置的湿度探头，也无法避免霜在保护罩上积累；需要采用带热风除霜装置的湿度传感器。市面上这种带热风除露除霜的湿度传感器，其加热是自动控制的，加热时，湿度传感器测量失效，直到霜被除尽。传感器失效时，传统的做法是保持传感器启动加热前的读数，控制系统也会维持加湿器的输出。这种控制算法，对于工况远离冰面饱和的空气，并且空气中偶尔产生霜雾的环境有一定效果。但对于接近冰面饱和的工况，空气中会频繁产生霜雾，传感器中的加热装置会频繁工作，这会导致环境室的的湿度波动显著。为此，还需要解决湿度的测量问题。

实用新型内容

在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念,该简化形式的概念均为本领域现有技术简化，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于提供低温高湿环境，能避免环境舱内出现大量水雾和或霜雾导致相对湿度长时间超调的环境舱。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于提供低温高湿试验环境的环境舱，所述低温高湿是指空气干球温度小于等于0℃，空气相对湿度与空气干球温度对应的冰面饱和状态相对湿度偏差≤5％RH，包括：

环境舱体1，其采用保温隔湿材料制造，其用于提供低温高湿试验环境；

温湿度测量装置2、加湿喷管3、第一露点温度传感器4和冷风机5固定在环境舱体1内；

加湿量控制器6，，其用于接收温湿度测量装置2信号控制加湿量，并依据环境舱工况设定值和第一露点温度传感器4的测量值，计算并设定最大允许加湿量；

温度控制器7，，其用于控制冷风机5加热功率进而控制试验舱温度；

其中，被测空气在环境舱体1依次流过冷风机5、第一露点温度传感器4、加湿喷管3和温湿度测量装置2。

可选择的，温湿度测量装置2包括：

保温隔湿壳体2.1，其用于供被测空气穿过；从加热器到露点温度传感器之间的管道进行了保温隔湿，避免相对湿度降低以及温度均匀性变差；

温度传感器2.2，其固定在保温隔湿壳体2.1中，且靠近保温隔湿壳体2.1被测空气进入一端,其表面为光滑表面，所述光滑平面是指表面粗糙度应等于或小于3.2μm，其为铂电阻。

可选择的，经过温度传感器的被测空气流速为a，a≥3m/s,由于被测空气有一定的流速，霜雾不会在光滑的铂电阻表面积聚。

加热器2.3，其固定在温度传感器2.2后方的保温隔湿壳体2.1中，其用于降低相对湿度；

可选择的，控制加热器的加热量使干球相对湿度降低5％RH-15％RH，优选为相对湿度降低10％RH。

混合器2.4，其固定在加热器2.3后方的保温隔湿壳体2.1中，其用于提高空气干球温度的均匀性；

可选的，混合器使空气干球温度均匀性优于0.1℃，即空气干球之间温度差小于0.1℃。

第二露点温度传感器2.5，其固定在混合器2.4后方的保温隔湿壳体2.1中，其用于获得温度和相对湿度计算获得露点温度；

可选的，露点温度传感器中的温度传感器的测量精度优于±0.1℃，即测量误差小于±0.1℃，相对湿度传感器的测量精度优于±2％RH，即测量误差小于±2％RH。

取样风机2.6，其固定在第二露点温度传感器2.5后方的保温隔湿壳体2.1另一端口处。

可选的,冷风机5包括：壳体5.1，其内部按气流依次通过方向顺序固定有电加热器5.2、冷却盘管5.3和风机5.4；

其中，温度控制器7控制冷风机5的电加热器5.2的功率进而控制环境舱温度。

可选择的，加湿量控制器6接收第二露点温度传感器2.5信号控制加湿量，并依据环境舱工况设定值和第一露点温度传感器4的测量值，计算并设定最大允许加湿量。

可选择的，第一露点温度传感器4具有加热探头，能自动消除其自身上的霜和或雾。

为了要实现高湿工况，加湿放在冷风机的下游。依据冷风机的循环风量，冷风机出口干球温度，环境室设定干球温度，可以计算出空气能够吸收的最大水蒸汽量。具体的，在环境室降温过程中，不加湿，当环境室测量干球温度和设定干球温度偏差在2℃以内时，开始加湿。依据环境舱设定露点温度，计算出设定空气含湿量；依据冷风机出口露点温度计测量值-1℃，计算出冷风机出口空气含湿量。设定环境室空气含湿量减冷风机出口含湿量的差乘以冷风机循环风量可作为加湿器加湿量的限定值。

为保证湿度测量有效，本实用新型还提供了一种更先进的温湿度测量装置，该温湿度测量装置能避免由于低温高湿环境霜雾造成的温湿度测量失效。在环境舱内被测空气先经过温度传感器2.2，再经过1个加热器2.3，再经过1个混合器2.4，再经过1个露点温度传感器2.5，再经过1个取样风机2.6。空气首先经过光滑的铂电阻(即温度传感器)，由于气流有一定的流速(≥3m/s)，霜雾不会在光滑的铂电阻表面积聚，然后经过加热器，降低了空气的相对湿度，控制加热量使相对湿度降低10％RH左右，然后经过混合器，使得空气干球温度的均匀性优于0.1℃，然后通过测量干球温度和相对湿度，计算得到露点温度，再通过计算得到的露点温度和入口温度传感器计算出入口的相对湿度。采用本实用新型的温湿度测量装置，在低温高湿环境下，当干球温度传感器精度优于±0.1℃，相对湿度传感器精度优于±2％RH时，所计算出相对湿度精度优于±3％RH，即湿度误差小于±3％RH。

综上所述，本实用新型的方案既避免了环境舱内出现大量水雾和或霜雾导致相对湿度长时间超调，又提高了环境舱模拟环境的准确性和真实性。

附图说明

本实用新型附图旨在示出根据本实用新型的特定示例性实施例中所使用的方法、结构和/或材料的一般特性，对说明书中的描述进行补充。然而，本实用新型附图是未按比例绘制的示意图，因而可能未能够准确反映任何所给出的实施例的精确结构或性能特点，本实用新型附图不应当被解释为限定或限制由根据本实用新型的示例性实施例所涵盖的数值或属性的范围。下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

图1是本实用新型环境舱第一实施例结构示意图。

图2是本实用新型环境舱第二实施例结构示意图。

图3是本实用新型温湿度测量装置结构示意图，图中箭头所示是被测空气流动方向。

附图标记说明

环境舱体1

温湿度测量装置2

保温隔湿壳体2.1

温度传感器2.2

加热器2.3

混合器2.4

第二露点温度传感器2.5

取样风机2.6

第一露点温度传感器4

冷风机5

壳体5.1

电加热器5.2

冷却盘管5.3

风机5.4

加湿量控制器6

温度控制器7。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容充分地了解本实用新型的其他优点与技术效果。本实用新型还可以通过不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点加以应用，在没有背离实用新型总的设计思路下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。本实用新型下述示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的具体实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本实用新型的公开彻底且完整，并且将这些示例性具体实施例的技术方案充分传达给本领域技术人员。

应当理解的是，当元件被称作“连接”或“结合”到另一元件时，该元件可以直接连接或结合到另一元件，或者可以存在中间元件。不同的是，当元件被称作“直接连接”或“直接结合”到另一元件时，不存在中间元件。在全部附图中，相同的附图标记始终表示相同的元件。此外，还应当理解的是，尽管在这里可以使用术语“第一”、“第二”等来描述不同的元件、参数、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、参数、组件、区域、层和/或部分不应当受这些术语的限制。这些术语仅是用来将一个元件、参数、组件、区域、层或部分与另一个元件、参数、组件、区域、层或部分区分开来。因此，在不脱离根据本实用新型的示例性实施例的教导的情况下，以下所讨论的第一元件、参数、组件、区域、层或部分也可以被称作第二元件、参数、组件、区域、层或部分。

第一实施例，如图1所示，本实用新型提供一种用于提供低温高湿试验环境的环境舱，所述低温高湿是指空气干球温度小于等于0℃，空气相对湿度与空气干球温度对应的冰面饱和状态相对湿度偏差≤5％RH，包括：

环境舱体1，其采用保温隔湿材料制造，其用于提供低温高湿试验环境；环境舱体1的具体形状不限。

加湿量控制器6，其用于接收温湿度测量装置2信号控制加湿量，并依据环境舱工况设定值和第一露点温度传感器4的测量值，计算并设定最大允许加湿量；

温度控制器7，其用于控制冷风机5加热功率进而控制试验舱温度；

第二实施例，如图1结合图2所示，本实用新型提供一种用于提供低温高湿试验环境的环境舱，所述低温高湿是指温度小于等于0℃，饱和相对湿度大于80％RH，包括：

温度控制器7，其控制冷风机5加热功率进而控制试验舱温度；

其中，被测空气在环境舱体1依次流过冷风机5、第一露点温度传感器4、加湿喷管3和温湿度测量装置2。温湿度测量装置2包括：

温度传感器2.2，其固定在保温隔湿壳体2.1中，且靠近保温隔湿壳体2.1被测空气进入一端,其表面为光滑表面；其为铂电阻。经过温度传感器的被测空气流速为a，a≥3m/s。

加热器2.3，其固定在温度传感器2.2后方的保温隔湿壳体2.1中，控制加热器的加热量使干球相对湿度降低5％RH-15％RH，优选为相对湿度降低10％RH。

混合器2.4，其固定在加热器2.3后方的保温隔湿壳体2.1中，其用于提高空气干球温度的均匀性优于0.1℃。

第二露点温度传感器2.5，其固定在混合器2.4后方的保温隔湿壳体2.1中，其用于获得温度和相对湿度计算获得露点温度，露点温度传感器中的温度传感器的测量精度优于±0.1℃，相对湿度传感器的测量精度优于±2％RH。

第三实施例，如图2结合图3所示,本实用新型提供一种用于提供低温高湿试验环境的环境舱，所述低温高湿是指温度小于等于0℃，饱和相对湿度大于80％RH，包括：

温湿度测量装置2、加湿喷管3、第一露点温度传感器4和冷风机5固定在环境舱体1内；第一露点温度传感器4具有加热探头，能自动消除其自身上的霜和或雾；

加湿量控制器6接收第二露点温度传感器2.5信号控制加湿量，并依据环境舱工况设定值和第一露点温度传感器4的测量值，计算并设定最大允许加湿量；

冷风机5包括：壳体5.1采用保温隔湿材料制作更优，其内部按气流依次通过方向顺序固定有电加热器5.2、冷却盘管5.3和风机5.4；

除非另有定义，否则这里所使用的全部术语(包括技术术语和科学术语)都具有与本实用新型所属领域的普通技术人员通常理解的意思相同的意思。还将理解的是，除非这里明确定义，否则诸如在通用字典中定义的术语这类术语应当被解释为具有与它们在相关领域语境中的意思相一致的意思，而不以理想的或过于正式的含义加以解释。

以上通过具体实施方式和实施例对本实用新型进行了详细的说明，但这些并非构成对本实用新型的限制。在不脱离本实用新型原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种环境舱，其用于提供低温高湿试验环境，所述低温高湿是指空气干球温度小于等于0℃，空气相对湿度与空气干球温度对应的冰面饱和状态相对湿度偏差≤5％RH，其特征在于，包括：

环境舱体(1)，其采用保温隔湿材料制造，其用于提供低温高湿试验环境；

温湿度测量装置(2)、加湿喷管(3)、第一露点温度传感器(4)和冷风机(5)固定在环境舱体(1)内；

加湿量控制器(6)，其用于接收温湿度测量装置(2)信号控制加湿量，并依据环境舱工况设定值和第一露点温度传感器(4)的测量值，计算并设定最大允许加湿量；

温度控制器(7)，其用于控制冷风机(5)加热功率；

其中，被测空气在环境舱体(1)依次流过冷风机(5)、第一露点温度传感器(4)、加湿喷管(3)和温湿度测量装置(2)。

2.如权利要求1所述的环境舱，其特征在于,温湿度测量装置(2)包括：

保温隔湿壳体(2.1)，其用于供被测空气穿过；

温度传感器(2.2)，其固定在保温隔湿壳体(2.1)中，且靠近保温隔湿壳体(2.1)被测空气进入一端,其表面为光滑表面，所述光滑表面是指表面粗糙度应等于或小于3.2μm；

加热器(2.3)，其固定在温度传感器(2.2)后方的保温隔湿壳体(2.1)中,其用于降低相对湿度；

混合器(2.4)，其固定在加热器(2.3)后方的保温隔湿壳体(2.1)中，其用于提高空气干球温度的均匀性；

第二露点温度传感器(2.5)，其固定在混合器(2.4)后方的保温隔湿壳体(2.1)中，其用于获得温度和相对湿度计算获得露点温度；

取样风机(2.6)，其固定在第二露点温度传感器(2.5)后方的保温隔湿壳体(2.1)另一端口处。

3.如权利要求2所述的环境舱，其特征在于,冷风机(5)包括：

壳体(5.1)，其内部按气流依次通过方向顺序固定有电加热器(5.2)、冷却盘管(5.3)和风机(5.4)；

其中，温度控制器(7)控制冷风机(5)的电加热器(5.2)的加热功率进而控制环境舱温度。

4.如权利要求2所述的环境舱，其特征在于：加湿量控制器(6)接收第二露点温度传感器(2.5)信号控制加湿量，并依据环境舱工况设定值和第一露点温度传感器(4)的测量值，计算并设定最大允许加湿量。

5.如权利要求1所述的环境舱，其特征在于：第一露点温度传感器(4)可具有加热探头，能自动消除其自身上的霜和或雾。

6.如权利要求2所述的环境舱，其特征在于：经过温度传感器(2.2)的被测空气流速为a，a≥3m/s。

7.如权利要求2所述的环境舱，其特征在于：温度传感器(2.2)为铂电阻。

8.如权利要求2所述的环境舱，其特征在于：加热器(2.3)的加热量使干球相对湿度降低5％RH-15％RH。

9.如权利要求2所述的环境舱，其特征在于：混合器(2.4)使空气干球温度均匀性优于0.1℃。

10.如权利要求2所述的环境舱，其特征在于：第二露点温度传感器(2.5)中的温度传感器的测量精度优于±0.1℃，相对湿度传感器的测量精度优于±2％RH。