Tecnología de control de la temperatura y la humedad de la cámara de pruebas de temperatura

En la industria moderna, el proceso de elaboración de muchos productos debe llevarse a cabo en un entorno de temperatura y humedad específico.

1 Introducción

En la industria moderna, el proceso de elaboración de muchos productos debe llevarse a cabo en un entorno de temperatura y humedad específico. Las pruebas de rendimiento, como la fiabilidad, la resistencia a la intemperie y la vida útil de muchos productos, también deben llevarse a cabo en un entorno específico de temperatura y humedad. Tomando como ejemplo las pruebas de referencia de las lámparas LED, las pruebas relacionadas con la temperatura y la humedad incluyen la prueba de ciclo de temperatura rápida, la prueba de calor húmedo alternante y la prueba de garantía de fiabilidad temprana, la prueba de sensibilidad al estrés de límite, etc., en la que la prueba de ciclo de temperatura rápida requiere que el entorno se encuentre en un ciclo entre la temperatura alta + 85 ℃ y la temperatura baja - 40 ℃ a una tasa de cambio de temperatura de 10 ℃ / min: la prueba de calor húmedo alternante requiere que el producto esté en estado de funcionamiento normal, y la fuente de alimentación de la muestra se enciende y se apaga en la etapa de alta temperatura y alta humedad en cada ciclo. El tiempo de apagado no es inferior a 3min ni superior a 6min, la temperatura límite superior es de 55 ℃, la temperatura límite inferior es de - 10 ℃;

La prueba de garantía de fiabilidad temprana requiere que el producto funcione de forma estable bajo la tensión eléctrica nominal en un entorno de temperatura de 70 ℃ y humedad relativa del 85%, y controlar el estado de alimentación para que se encienda y apague durante 15 segundos; La prueba de sensibilidad a la tensión límite requiere que la temperatura ambiente comience en 85 ℃ y mantenga el paso de 1 hora en el paso de temperatura de 15 ℃.

Con el fin de crear un entorno específico de temperatura y humedad, muchos fabricantes e instituciones de investigación científica han estudiado la tecnología de producto de la cámara de prueba de alta y baja temperatura, temperatura constante y cámara de prueba de humedad y así sucesivamente. Aunque hay cámaras de prueba de alta y baja temperatura, cámaras de prueba de temperatura y humedad constantes y otros productos con tecnología relativamente madura en el mercado, su precisión de temperatura y humedad aún no ha logrado resultados satisfactorios. Por lo tanto, este documento se centra en el control de la temperatura y la humedad de la cámara de prueba de alta y baja temperatura y los productos relacionados, con el fin de iluminar la investigación y el desarrollo de productos de los fabricantes pertinentes y las instituciones de investigación científica en los campos relacionados.

2 Tecnología de control

2.1 Relación entre temperatura y humedad

En una cámara de pruebas cerrada, la temperatura y la humedad no son dos magnitudes de control independientes. Se afectan mutuamente, es decir, el acoplamiento en el control. Los cambios de temperatura pueden provocar cambios en la humedad. En general, el aumento de la temperatura evaporará el vapor condensado y mejorará la humedad de la cámara de pruebas, mientras que la reducción de la temperatura condensará parte del vapor en gotas de agua y reducirá la humedad. Del mismo modo, el cambio de humedad también afectará a la temperatura. Al aumentar la humedad, la inyección de vapor frío reducirá la temperatura de la cámara de pruebas, y el calor liberado por la condensación del vapor de agua en el proceso de reducción de la humedad aumentará la temperatura. Por lo tanto, en el proceso de control, debemos considerar el acoplamiento, y en el control separado, necesitamos realizar el desacoplamiento.

2.2 Modo de control de la temperatura y la humedad

El modo de control de la cámara de pruebas de temperatura y humedad tradicional es el modo de control PID de saturación anti integral y de regulación de temperatura y humedad bthc. El método de control PID de saturación anti integral utiliza principalmente el método de separación integral y el método de separación PID, es decir, cuando se realiza el seguimiento de la cantidad controlada, el efecto integral se cancela, y el término proporcional puede seguir rápidamente el cambio de desviación. Cuando la cantidad controlada se aproxima al valor dado, se añade la función integral, de modo que el tiempo de estabilidad puede acortarse, el error estático puede eliminarse, y puede lograrse el efecto de la corrección integral. Este método da pleno juego a la función de regulación de cada parte del regulador PID y puede mejorar las características dinámicas del sistema. De su principio se desprende que la conmutación del regulador aumenta la dificultad de implementación, y no se considera el problema de acoplamiento de la temperatura y la humedad. Aunque el efecto de control se mejora en comparación con el control PID tradicional, no puede cumplir los requisitos de control de alto rendimiento.

3 Tecnología de control de doble lazo cerrado de temperatura y humedad

El sistema de regulación de velocidad de CC de doble lazo cerrado es un método clásico en la regulación de velocidad de CC. Tiene las ventajas de un amplio rango de regulación de velocidad, buena estabilidad, alta precisión de estabilidad de velocidad, respuesta rápida y fuerte capacidad anti-interferencia. Su principio básico es añadir un bucle de corriente en el bucle de velocidad para realizar la retroalimentación negativa de velocidad y la retroalimentación negativa de corriente. La retroalimentación negativa de corriente realiza el arranque de corriente máxima, acelera la velocidad de respuesta, y la retroalimentación negativa de velocidad realiza el estado estacionario libre de errores.

En el control de la temperatura y la humedad de la cámara de pruebas, el efecto de control requerido es que después de ajustar la temperatura y la humedad, el sistema pueda alcanzar rápidamente y con precisión el valor establecido. Por lo tanto, el sistema de doble lazo cerrado puede ser utilizado para controlar las dos cantidades de control de la temperatura y la humedad, respectivamente. Para el mencionado problema de acoplamiento de la temperatura y la humedad, los investigadores señalaron que, en comparación con el impacto del cambio de temperatura en la humedad, el impacto del cambio de humedad en la temperatura es mucho menor y puede ignorarse. Es decir, primero se controla la temperatura y luego se controla la humedad después de que la temperatura alcance el valor establecido, de modo que ambos elementos alcancen el valor establecido. Este método se utiliza para lograr el propósito de desacoplamiento. Si se adopta el control de doble lazo cerrado para la temperatura y la humedad, se puede conseguir una velocidad de respuesta dinámica y una precisión de estado estacionario satisfactorias. Tanto el control de velocidad como el de corriente son controladores PI con límite de amplitud. Los actuadores son un calentador eléctrico de aleación y un compresor totalmente cerrado según las necesidades actuales de calefacción y refrigeración tras una temperatura determinada.

4 Conclusión

La cámara de pruebas de alta y baja temperatura se utiliza ampliamente en los campos de pruebas y experimentos científicos. Basándose en la rapidez y el error de estado estacionario del modo de control del sistema de regulación de la velocidad de CC, este trabajo propone utilizar el modo de doble bucle cerrado para controlar la temperatura y la humedad, con el fin de lograr el efecto de control rápido y preciso requerido en la aplicación, y analiza además su viabilidad y superioridad. El sistema de regulación de velocidad de corriente continua de doble lazo cerrado tiene una base teórica y de aplicación muy madura, lo que demuestra la superioridad, estabilidad y fiabilidad del sistema de doble lazo cerrado. El uso del sistema de doble bucle cerrado para controlar la temperatura y la humedad de la cámara de pruebas es una idea nueva, que se espera que ilumine la investigación de las unidades pertinentes. En este trabajo no se realiza el cálculo de los parámetros ni la verificación del experimento de simulación para un determinado tipo de cámara de pruebas, que se estudiará más a fondo en el próximo trabajo.