【正文】 二、研究結(jié)果及意義以上為畢業(yè)期間所設(shè)計的恒溫恒濕控制系統(tǒng)，可以滿足設(shè)計的基本要求。使用單片機(jī)作為核心的控制元件，配合其它器件，使本恒溫恒濕控制系統(tǒng)具有功能強(qiáng)、性能可靠、電路簡單、成本低的特點，加上經(jīng)過優(yōu)化的程序，使其有很高的智能化水平。三、主要收獲及體會雖然這個設(shè)計做的比較簡單，很多東西都考慮的不是很細(xì)，也有一些特別情況沒有做，但是用了很多精力用來完成這個論文，鑒于個人水平和時間的關(guān)系所以并沒有把自己當(dāng)初設(shè)想的所有情況都考慮進(jìn)去，這兩個月的畢業(yè)論文讓我學(xué)會的很多，覺得自己學(xué)的太少還有很多需要認(rèn)真學(xué)習(xí)，學(xué)無止境，所以要更努力。四、存在問題及努力方向執(zhí)行機(jī)構(gòu)的研究不夠詳細(xì)，在此文中只做了簡要說明，有待具體設(shè)計。五、指導(dǎo)教師評價意見指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日河北科技師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計文獻(xiàn)綜述恒溫恒濕箱的現(xiàn)狀及發(fā)展院（系、部）名 稱 ： 河北科技師范學(xué)院 專 業(yè) 名 稱： 電氣工程及其自動化 學(xué) 生 姓 名： 李浩儒 學(xué) 生 學(xué) 號： 9310080411 指 導(dǎo) 教 師： 劉士光 2012 年 3 月 17 日河北科技師范學(xué)院教務(wù)處制文獻(xiàn)綜述：摘要：介紹了恒溫恒濕箱系統(tǒng)組成與工作原理，回顧了恒溫恒濕箱的發(fā)展歷程，列舉了當(dāng)前恒溫恒濕箱所具有的各種規(guī)格與參數(shù)，將國內(nèi)外對溫濕試驗箱的制冷、控制等方面的研究做了介紹，并給出了恒溫恒濕箱的今后發(fā)展展望。關(guān)鍵詞：組成；發(fā)展水平；展望1 引言隨著我國工業(yè)產(chǎn)品研制的需要，近幾年來，我國從國外引進(jìn)了大批試驗系統(tǒng)，為我國工業(yè)產(chǎn)品的研制和定型發(fā)揮了重要作用，但由于其本身的復(fù)雜性，使得試驗箱在運行中出現(xiàn)了許多問題，而且出現(xiàn)了問題不能及時解決，大大延長了試驗周期，影響了產(chǎn)品的研制工作。隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，恒溫恒濕箱的應(yīng)用越來越廣泛（比如菌種的培養(yǎng)、幼苗的培育以及設(shè)施儀器儀表的校準(zhǔn)等），并要求其性價比更高，使用壽命更長，使用費用更少（省電），響應(yīng)速度更快。而采用單片機(jī)來對溫度和濕度進(jìn)行控制，不僅具有控制方便、組態(tài)簡單和靈活性大等優(yōu)點，而且可以大幅度提高被控溫濕度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。2 恒溫恒濕箱系統(tǒng)組成在各種環(huán)境試驗測試中以見，且以使用中、小型試驗箱居多。溫溫濕度試驗較為常濕試驗箱由制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、濕度系統(tǒng)、空氣循環(huán)系統(tǒng)和傳感器系統(tǒng)等組成。如下圖。1. 傳感器系統(tǒng)：試驗箱的傳感器主要是溫度和濕度傳感器。溫度傳感器應(yīng)用較多的是鉑電阻和熱電偶。 ：是試驗箱的核心，它決定了試驗箱的升降溫速率及精度等重要指標(biāo)?，F(xiàn)有試驗箱的控制器大都采用PID控制方法。3. 制冷系統(tǒng)：是試驗箱的關(guān)鍵部分之一，一般采用蒸汽壓縮式制冷。根據(jù)試驗箱工作溫度范圍不同，可分為單級制冷、雙級制冷和復(fù)疊式制冷。它們主要由壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流機(jī)構(gòu)和蒸發(fā)器組成。它由2 部分組成，分別為高溫部分和低溫部分，每一部分都是一個相對獨立的制冷系統(tǒng)。高溫部分和低溫部分是用蒸發(fā)冷凝器聯(lián)系起來的，它既是高溫部分的蒸發(fā)器，也是低溫部分的冷凝器。：它主要由電阻絲組成。如果要求升溫速率較大，則加熱絲功率也比較大，而且在試驗箱的底板也設(shè)有加器。加熱系統(tǒng)的加熱量可由控制系統(tǒng)來決定。：分為加濕和除濕2 個子系統(tǒng)。加濕方式一般采用蒸氣加濕法，即將常壓蒸氣直接注人試驗空間加濕。這種方法加濕能力強(qiáng)，速度快，加濕控制靈敏，尤其在降溫時容易實現(xiàn)強(qiáng)制加濕。除濕有2 種方式：冷卻除濕和干燥器除濕。冷卻除濕是將空氣冷卻到露點溫度以下，使大于飽和含濕量的水氣凝結(jié)析出，這樣就降低了濕度。干燥器除濕是利用氣泵將試驗箱內(nèi)的空氣抽出并送入干燥器進(jìn)行干燥，干燥完后又送入試驗箱內(nèi)，如此反復(fù)循環(huán)進(jìn)行除濕?，F(xiàn)在大部分試驗箱采用前一種除濕方法，后一種除濕方法用于有特殊要求的場合，且費用較貴。最早期的環(huán)境試驗是在天然環(huán)境條件下進(jìn)行的。這種試驗雖然直觀、可靠、無需特殊的試驗設(shè)備，但受到地區(qū)性環(huán)境條件的限制，試驗時間長、重現(xiàn)性差。為了及時、準(zhǔn)確地驗證產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性和可靠性，各國紛紛投人人力和財力，研制和生產(chǎn)能模擬天然環(huán)境條件的試驗設(shè)備。1921 年德國西門子公司研制出世界上第一臺濕熱試驗箱，1929 年世界上首家環(huán)境試驗設(shè)備廠商在德國開業(yè)。爾后英、美、日等國也先后開始研制和生產(chǎn)環(huán)境試驗設(shè)備。進(jìn)入到以高科技領(lǐng)先的九十年代, 低溫、超低溫的實驗與凍藏對許多行業(yè)和部門來說已成為必不可少的方法和手段, 特別是工作溫度在一40 ℃ 至一120 ℃ 這一低溫領(lǐng)域, 應(yīng)用范圍正日趨擴(kuò)大。例如:精密工業(yè)制品、工程材料和電子元件的低溫試驗。 冶金產(chǎn)品的調(diào)質(zhì)。航空航天工業(yè)的環(huán)境實驗設(shè)備。 醫(yī)療、制藥等部門保存臟器和生物樣品。 化學(xué)產(chǎn)品的生產(chǎn)和凍藏等。但是由于技術(shù)卜等諸多原因能提供此類低溫設(shè)備的單位在全國來講還寥寥無幾, 無法滿足社會的需要。為此, 我們近年來開發(fā)研制了一40 ℃ 、一60 ℃ 、一80 ℃ 系列低溫箱產(chǎn)品以及低溫恒溫液槽等其它特殊實驗設(shè)備, 有的已形成批量生產(chǎn)能力。在研制工作中, 我們對低溫制冷裝置在制冷壓縮機(jī)的匹配、各種熱交換器的設(shè)計、系統(tǒng)流程設(shè)計以及小型裝置中制冷劑注入量的最佳配比等方面, 進(jìn)行了了系列試驗和研究工作, 積累了不少技術(shù)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗。目前國外的環(huán)境試驗設(shè)備已有l(wèi)000 多個品種，可以覆蓋各種試驗方法與標(biāo)準(zhǔn)，而我國的環(huán)境試驗設(shè)備因起步較晚，總體技術(shù)水平與國外相比還有一定的差距：高檔產(chǎn)品少；中、低檔產(chǎn)品多；單參數(shù)的環(huán)境試驗設(shè)備多；多功能現(xiàn)代化的大型精密試驗設(shè)備少。對于大多數(shù)試驗標(biāo)準(zhǔn)，沒有箱內(nèi)升/降溫曲線的具體規(guī)定，一般只規(guī)定升/降溫時間或平均溫變速率。升/降溫時間是反映試驗箱升/降溫能力的重要指標(biāo)，時間越短，能力就越強(qiáng)，這可使試驗準(zhǔn)備時間縮短，但其所需加熱/制冷系統(tǒng)的容量、設(shè)備投資都要增大。因此，對試驗設(shè)備來說，對升/降溫過程的傳熱特性研究是一個很重要的研究方向，這將有利于試驗設(shè)備加熱/制冷系統(tǒng)的合理匹配。從近年來發(fā)表的文獻(xiàn)來看，對試驗箱的研究主要集中于設(shè)備的結(jié)構(gòu)、制冷和加熱方式選擇、控制精度與測試監(jiān)控等方面[415]，對試驗箱非穩(wěn)態(tài)溫變過程傳熱特性方面的研究不多，而把試驗箱熱力系統(tǒng)作為一個耦合整體進(jìn)行研究的則更少。文獻(xiàn)[8]中給出了環(huán)境試驗裝置冷負(fù)荷的計算方法，著重介紹了環(huán)境試驗室（箱）穩(wěn)態(tài)傳熱時的冷負(fù)荷計算，粗略提出了降溫過程的冷負(fù)荷計算方法。文獻(xiàn)認(rèn)為降溫過程冷負(fù)荷粗略計算可由2 部分組成：室內(nèi)一側(cè)的壁板、試驗臺架、室內(nèi)空氣及蒸發(fā)器等熱容量應(yīng)全部計入，其冷負(fù)荷為總熱容量乘以溫降除以所要求的降溫時間；隔熱材料的冷負(fù)荷，為隔熱材料質(zhì)量乘以比熱并乘以室內(nèi)外溫差的平均值再除以所要求的降溫時間。文獻(xiàn)[1617]對環(huán)境試驗室圍護(hù)結(jié)構(gòu)在降溫過程中的傳熱特性進(jìn)行了非穩(wěn)態(tài)傳熱數(shù)值計算，指出采用文獻(xiàn)[8]中的計算方法誤差很大，必須采用非穩(wěn)態(tài)傳熱的計算方法計算圍護(hù)結(jié)構(gòu)在降溫過程中的放熱量。文獻(xiàn)[18]給出了環(huán)境試驗裝置降溫過程的冷負(fù)荷計算，并在一些假設(shè)的基礎(chǔ)上初步給出了降溫時間的分析解，雖然其假設(shè)存在不合理的地方，但其思路值得借鑒。文獻(xiàn)[19]提出表征箱體隔熱性能的傳熱系數(shù)和表征蓄熱性能的蓄熱系數(shù)是箱內(nèi)空氣升溫、降溫的主要因素，通過對試驗箱建立非穩(wěn)態(tài)熱平衡方程得到了在箱內(nèi)無任何物件的情況下加熱升溫和自然降溫過程的溫—時解析式，并且利用實驗數(shù)據(jù)確定出了傳熱系數(shù)和蓄熱系數(shù)。不過文獻(xiàn)沒有考慮試驗時物件、試驗臺架、蒸發(fā)器等熱容量對溫變的影響，因此，得出的結(jié)論有很大的局限性。至于濕度方面研究，由于目前大多數(shù)是采用了溫度、濕度各自獨立調(diào)節(jié)的控制方式，這樣可以避免溫、濕度調(diào)節(jié)過程中互相干擾的現(xiàn)象，因此研究主要集中于加濕方式的選擇和加/除濕控制精度等方面。文獻(xiàn)[20]著重對各種加濕方式的加濕能力與效率相比較，并分析了對試驗箱內(nèi)溫度的影響。文獻(xiàn)[2127]從自動控制角度來研究對濕度的調(diào)節(jié)，其共同特點是利用PID 控制算法將采樣值與設(shè)定值相減，得到控制偏差e，e 的比例、積分、微分通過線性組合構(gòu)成控制量u 去對濕度進(jìn)行控制。4 發(fā)展展望隨著現(xiàn)代工業(yè)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，恒溫恒濕箱的應(yīng)用越來越廣，生產(chǎn)、科研對它的要求也越來越高。要求它的性能價格比更高，使用壽命更長，使用費用更少( 省電) ，響應(yīng)速度更快。目前國內(nèi)恒溫恒濕箱制冷加溫降濕加濕同時進(jìn)行, 造成不必要的能量抵消, 并且易造成溫濕度的波動, 控制精度的降低。制冷機(jī)組不受自控連續(xù)運轉(zhuǎn), 使室內(nèi)相對濕度與溫度造成人為下降, 至使耗電量極大,通過改變連續(xù)冷卻與降濕的控制方法, 研制一種能高精度地控制冷卻、降濕、加溫、加濕的傳感器, 以此提高恒溫恒濕的控制精度, 降低能殊消耗, 使科研、測試、計量等環(huán)境達(dá)到ISO標(biāo)準(zhǔn)或GB標(biāo)準(zhǔn)的試驗大氣。參考文獻(xiàn)：[1] 郭慶堂，吳進(jìn)發(fā). 實用制冷工程設(shè)計手冊[K]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，1994，4 [2] 魏銘炎. ，1999，17（6）：15—17.[3] 成小平. 國內(nèi)環(huán)境試驗設(shè)備技術(shù)狀況概述[J]. 1995，13（5）：17—18.[4] 陳延慶 何飛月 顧金根 .高精度、節(jié)能型恒溫恒濕自控系統(tǒng).:43—44[5] 尤小鋒. 濕熱環(huán)境試驗室加濕方式的選擇[J]. 環(huán)境技術(shù)，1997，（1）：13—15.[6] 王京暉. 超低溫試驗箱的設(shè)計研制及實驗分析[J]. 制冷學(xué)報，1993，（4）：7—11.[7] LEE J M，KIL H A. 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