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Temperatur- und Feuchteregelungstechnik der Temperaturprüfkammer
In der modernen Industrie muss die Verarbeitung vieler Produkte in einer bestimmten Temperatur- und Feuchtigkeitsumgebung erfolgen.
1 Einleitung
In der modernen Industrie muss die Verarbeitung vieler Produkte in einer bestimmten Temperatur- und Feuchtigkeitsumgebung erfolgen. Die Leistungstests wie Zuverlässigkeit, Witterungsbeständigkeit und Lebensdauer vieler Produkte müssen ebenfalls in einer bestimmten Temperatur- und Feuchtigkeitsumgebung durchgeführt werden. Nehmen wir die Benchmark-Prüfung von LED-Lampen als Beispiel, die Tests im Zusammenhang mit Temperatur und Luftfeuchtigkeit umfassen schnelle Temperatur-Zyklus-Test, abwechselnd feuchte Wärme-Test und frühe Zuverlässigkeit Garantie-Test, Limit Stress Empfindlichkeitstest, etc., in denen die schnelle Temperatur-Zyklus-Test erfordert die Umgebung zwischen hoher Temperatur + 85 ℃ und niedriger Temperatur - 40 ℃ bei einer Temperaturänderungsrate von 10 ℃ / min zyklisch: die abwechselnd feuchte Wärme-Test erfordert das Produkt in normalen Betriebszustand zu sein, und die Probe Stromversorgung wird ein-und ausgeschaltet bei der hohen Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit Phase in jedem Zyklus. Die Ausschaltzeit ist nicht weniger als 3min und nicht mehr als 6min, die obere Grenztemperatur ist 55 ℃, die untere Grenztemperatur ist - 10 ℃;
Der frühe Zuverlässigkeitstest erfordert, dass das Produkt unter der elektrischen Nennbelastung in einer Umgebung mit einer Temperatur von 70 ℃ und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 85% stabil arbeitet und der Stromstatus für 15 Sekunden ein- und ausgeschaltet wird; Der Grenzbelastungsempfindlichkeitstest erfordert, dass die Umgebungstemperatur bei 85 ℃ beginnt und der Schritt von 1 Stunde im Temperaturschritt von 15 ℃ beibehalten wird.
Um eine spezifische Temperatur- und Feuchtigkeitsumgebung zu schaffen, haben viele Hersteller und wissenschaftliche Forschungseinrichtungen die Produkttechnologie der Hoch- und Niedrigtemperaturprüfkammer, der Prüfkammer mit konstanter Temperatur und Luftfeuchtigkeit usw. untersucht. Obwohl es Prüfkammern für hohe und niedrige Temperaturen, Prüfkammern für konstante Temperatur und Luftfeuchtigkeit und andere Produkte mit relativ ausgereifter Technologie auf dem Markt gibt, hat ihre Temperatur- und Feuchtigkeitsgenauigkeit noch keine zufriedenstellenden Ergebnisse erzielt. Daher konzentriert sich dieser Artikel auf die Temperatur- und Feuchtigkeitskontrolle von Hoch- und Niedertemperaturprüfkammern und verwandten Produkten, um die Produktforschung und -entwicklung der relevanten Hersteller und wissenschaftlichen Forschungseinrichtungen in verwandten Bereichen zu erhellen.
2 Regelungstechnik
2.1 Zusammenhang zwischen Temperatur und Feuchtigkeit
In einer geschlossenen Prüfkammer sind Temperatur und Luftfeuchtigkeit nicht zwei unabhängige Regelgrößen. Sie beeinflussen sich gegenseitig, d.h. die Kopplung bei der Regelung. Änderungen der Temperatur können zu Änderungen der Luftfeuchtigkeit führen. Im Allgemeinen wird bei einer Erhöhung der Temperatur der kondensierte Dampf verdampft und die Luftfeuchtigkeit in der Prüfkammer erhöht, während bei einer Verringerung der Temperatur ein Teil des Dampfes zu Wassertröpfchen kondensiert und die Luftfeuchtigkeit verringert wird. In ähnlicher Weise wirkt sich die Änderung der Luftfeuchtigkeit auch auf die Temperatur aus. Durch die Erhöhung der Luftfeuchtigkeit und die Zufuhr von kaltem Dampf sinkt die Temperatur in der Prüfkammer, und die durch die Kondensation von Wasserdampf bei der Verringerung der Luftfeuchtigkeit freigesetzte Wärme erhöht die Temperatur. Daher müssen wir bei der Regelung die Kopplung berücksichtigen und bei der separaten Regelung die Entkopplung realisieren.
2.2 Temperatur- und Feuchteregelungsmodus
Die herkömmliche Temperatur- und Feuchteregelung der Prüfkammer ist die antiintegrale Sättigungs-PID-Regelung und die bthc Temperatur- und Feuchteregelung. Die Anti-Integral-Sättigungs-PID-Regelungsmethode verwendet hauptsächlich die Integral-Trennungsmethode und die PID-Trennungsmethode, d.h. bei der Verfolgung der geregelten Größe wird der Integraleffekt aufgehoben, und der proportionale Term kann die Änderung der Abweichung schnell verfolgen. Wenn die geregelte Größe in der Nähe des vorgegebenen Wertes liegt, wird die Integralfunktion hinzugefügt, so dass die Stabilitätszeit verkürzt, der statische Fehler eliminiert und der Effekt der integralen Korrektur erreicht werden kann. Diese Methode bringt die Regelungsfunktion jedes Teils des PID-Reglers voll zur Geltung und kann die dynamischen Eigenschaften des Systems verbessern. Aus dem Prinzip ergibt sich, dass die Umschaltung des Reglers die Schwierigkeit der Implementierung erhöht und das Kopplungsproblem von Temperatur und Feuchtigkeit nicht berücksichtigt wird. Obwohl die Regelwirkung im Vergleich zur traditionellen PID-Regelung verbessert wird, kann sie die Anforderungen an eine leistungsstarke Regelung nicht erfüllen.
3 Temperatur- und Feuchtigkeitsregelung mit doppeltem Regelkreis
Die doppelte Gleichstrom-Drehzahlregelung ist eine klassische Methode der Gleichstrom-Drehzahlregelung. Sie hat die Vorteile eines großen Drehzahlregelungsbereichs, einer guten Stabilität, einer hohen Drehzahlstabilitätsgenauigkeit, einer schnellen Reaktion und einer starken Anti-Interferenz-Fähigkeit. Das Grundprinzip besteht darin, dem Drehzahlregelkreis eine Stromschleife hinzuzufügen, um eine negative Drehzahlrückführung und eine negative Stromrückführung zu realisieren. Die Stromgegenkopplung ermöglicht einen maximalen Stromstart und beschleunigt die Reaktionsgeschwindigkeit, und die Drehzahlgegenkopplung sorgt für einen stabilen, fehlerfreien Zustand.
Bei der Temperatur- und Feuchteregelung in der Prüfkammer ist es wichtig, dass das System nach der Einstellung von Temperatur und Feuchte schnell und genau den eingestellten Wert erreicht. Daher kann das doppelte Regelsystem zur Regelung der beiden Regelgrößen Temperatur und Feuchte verwendet werden. In Bezug auf das oben erwähnte Kopplungsproblem von Temperatur und Luftfeuchtigkeit wiesen die Forscher darauf hin, dass im Vergleich zu den Auswirkungen von Temperaturänderungen auf die Luftfeuchtigkeit die Auswirkungen von Luftfeuchtigkeitsänderungen auf die Temperatur viel geringer sind und vernachlässigt werden können. Das heißt, wir regeln zunächst die Temperatur und dann die Luftfeuchtigkeit, nachdem die Temperatur den Sollwert erreicht hat, so dass beide Elemente den Sollwert erreichen. Mit dieser Methode wird der Zweck der Entkopplung erreicht. Durch die doppelte Regelung der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit kann eine zufriedenstellende dynamische Reaktionsgeschwindigkeit und Genauigkeit im stationären Zustand erreicht werden. Sowohl die Drehzahlregelung als auch die Stromregelung sind PI-Regler mit Amplitudenbegrenzung. Die Aktuatoren sind elektrische Heizelemente aus Legierung und ein vollständig geschlossener Kompressor, je nach dem aktuellen Bedarf an Heizung und Kühlung nach einer bestimmten Temperatur.
4 Schlussfolgerung
Hoch- und Tieftemperatur-Prüfkammern sind in den Bereichen Prüfung und wissenschaftliche Experimente weit verbreitet. Auf der Grundlage der Schnelligkeit und des stationären Fehlers des Regelungsmodus des DC-Drehzahlregelungssystems wird in diesem Beitrag vorgeschlagen, den doppelten Regelungsmodus zur Regelung der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit zu verwenden, um den in der Anwendung geforderten schnellen und präzisen Regeleffekt zu erzielen, und seine Machbarkeit und Überlegenheit zu analysieren. Die doppelte Gleichstrom-Drehzahlregelung verfügt über eine sehr ausgereifte theoretische und anwendungstechnische Grundlage, die die Überlegenheit, Stabilität und Zuverlässigkeit des doppelten geschlossenen Regelkreises zeigt. Die Verwendung des doppelten geschlossenen Regelkreises zur Regelung der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit in der Prüfkammer ist eine neue Idee, die die Forschung in den entsprechenden Bereichen bereichern dürfte. In dieser Arbeit wurden keine Parameterberechnungen und Simulationsexperimente für einen bestimmten Prüfkammertyp durchgeführt, die in der nächsten Arbeit weiter untersucht werden.
