So sánh thử nghiệm khí hậu và thử nghiệm môi trường

So sánh thử nghiệm khí hậu và thử nghiệm môi trường

Kiểm tra môi trường khí hậu -- buồng thử nhiệt độ và độ ẩm không đổi, buồng thử nhiệt độ cao và thấp, buồng thử sốc nóng và lạnh, buồng thử xen kẽ ướt và nóng, buồng thử thay đổi nhiệt độ nhanh, buồng thử thay đổi nhiệt độ tuyến tính, buồng thử nhiệt độ và độ ẩm không đổi, v.v. Tất cả đều liên quan đến kiểm soát nhiệt độ.

Vì có nhiều điểm kiểm soát nhiệt độ để lựa chọn, nên phương pháp kiểm soát nhiệt độ buồng khí hậu cũng có ba giải pháp: kiểm soát nhiệt độ đầu vào, kiểm soát nhiệt độ sản phẩm và kiểm soát nhiệt độ "thác". Hai giải pháp đầu tiên là kiểm soát nhiệt độ một điểm và giải pháp thứ ba là kiểm soát nhiệt độ hai tham số.

Phương pháp kiểm soát nhiệt độ một điểm đã rất hoàn thiện và được sử dụng rộng rãi.

Hầu hết các phương pháp điều khiển ban đầu là điều khiển công tắc "ping-pong", thường được gọi là sưởi ấm khi trời lạnh và làm mát khi trời nóng. Chế độ điều khiển này là chế độ điều khiển phản hồi. Khi nhiệt độ của luồng không khí tuần hoàn cao hơn nhiệt độ cài đặt, van điện từ của hệ thống làm lạnh sẽ mở ra để cung cấp thể tích lạnh cho luồng không khí tuần hoàn và giảm nhiệt độ của luồng không khí. Nếu không, công tắc mạch của thiết bị sưởi ấm sẽ được bật để làm nóng trực tiếp luồng không khí tuần hoàn. Tăng nhiệt độ của luồng không khí. Chế độ điều khiển này yêu cầu thiết bị làm lạnh và các thành phần sưởi ấm của buồng thử nghiệm luôn ở trạng thái hoạt động chờ, điều này không chỉ lãng phí rất nhiều năng lượng mà thông số được điều khiển (nhiệt độ) cũng luôn ở trạng thái "dao động" và độ chính xác điều khiển không cao.

Hiện nay, phương pháp điều khiển nhiệt độ một điểm chủ yếu được thay đổi thành phương pháp điều khiển vi phân tích phân (PID) phổ quát, có thể cung cấp hiệu chỉnh nhiệt độ được điều khiển theo sự thay đổi trong quá khứ của tham số được điều khiển (điều khiển tích phân) và xu hướng thay đổi (điều khiển vi sai), không chỉ tiết kiệm năng lượng mà biên độ "dao động" còn nhỏ và độ chính xác điều khiển cao.

Kiểm soát nhiệt độ hai tham số là thu thập giá trị nhiệt độ của cửa vào không khí của buồng thử nghiệm và giá trị nhiệt độ gần sản phẩm cùng một lúc. Cửa vào không khí của buồng thử nghiệm rất gần với vị trí lắp đặt của bộ bay hơi và bộ gia nhiệt trong phòng điều chế không khí và độ lớn của nó phản ánh trực tiếp kết quả điều chế không khí. Sử dụng giá trị nhiệt độ này làm tham số điều khiển phản hồi có lợi thế là điều chế nhanh các tham số trạng thái của không khí tuần hoàn.

Giá trị nhiệt độ gần sản phẩm cho biết điều kiện môi trường nhiệt độ thực tế mà sản phẩm phải chịu, đây là yêu cầu của thông số kỹ thuật thử nghiệm môi trường. Sử dụng giá trị nhiệt độ này làm tham số kiểm soát phản hồi có thể đảm bảo hiệu quả và độ tin cậy của thử nghiệm môi trường nhiệt độ, do đó cách tiếp cận này tính đến các ưu điểm của cả hai và các yêu cầu của thử nghiệm thực tế. Chiến lược kiểm soát nhiệt độ tham số kép có thể là "kiểm soát chia sẻ thời gian" độc lập của hai nhóm dữ liệu nhiệt độ hoặc hai giá trị nhiệt độ có trọng số có thể được kết hợp thành một giá trị nhiệt độ làm tín hiệu kiểm soát phản hồi theo một hệ số trọng số nhất định và giá trị của hệ số trọng số liên quan đến kích thước của buồng thử nghiệm, tốc độ gió của luồng không khí tuần hoàn, kích thước của tỷ lệ thay đổi nhiệt độ, sản lượng nhiệt của sản phẩm làm việc và các thông số khác.

Do truyền nhiệt là một quá trình vật lý động phức tạp và bị ảnh hưởng rất nhiều bởi các điều kiện môi trường khí quyển xung quanh buồng thử nghiệm, trạng thái làm việc của chính mẫu thử nghiệm và độ phức tạp của cấu trúc, nên rất khó để thiết lập một mô hình toán học hoàn hảo cho việc kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm của buồng thử nghiệm. Để cải thiện tính ổn định và độ chính xác của việc kiểm soát, lý thuyết và phương pháp điều khiển logic mờ được đưa vào trong việc kiểm soát một số buồng thử nghiệm nhiệt độ. Trong quá trình kiểm soát, chế độ suy nghĩ của con người được mô phỏng và điều khiển dự đoán được áp dụng để kiểm soát trường không gian nhiệt độ và độ ẩm nhanh hơn.

So với nhiệt độ, việc lựa chọn điểm đo và kiểm soát độ ẩm tương đối đơn giản. Trong quá trình lưu thông luồng không khí ẩm được điều chỉnh tốt vào buồng thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ cao và thấp, sự trao đổi các phân tử nước giữa không khí ướt và mẫu thử và bốn bức tường của buồng thử nghiệm rất nhỏ. Miễn là nhiệt độ của không khí lưu thông ổn định, luồng không khí lưu thông từ khi vào buồng thử nghiệm đến khi ra khỏi buồng thử nghiệm đang trong quá trình. Hàm lượng ẩm của không khí ướt thay đổi rất ít. Do đó, giá trị độ ẩm tương đối của không khí được phát hiện tại bất kỳ điểm nào của trường luồng không khí lưu thông trong hộp thử nghiệm, chẳng hạn như cửa vào, luồng giữa của trường dòng chảy hoặc cửa thoát khí hồi lưu, về cơ bản là giống nhau. Vì lý do này, trong nhiều buồng thử nghiệm sử dụng phương pháp bóng ướt và khô để đo độ ẩm, cảm biến bóng ướt và khô được lắp đặt tại cửa thoát khí hồi lưu của buồng thử nghiệm. Hơn nữa, từ thiết kế cấu trúc của hộp thử nghiệm và sự tiện lợi khi bảo trì trong quá trình sử dụng, cảm biến bóng ướt và khô dùng để đo và kiểm soát độ ẩm tương đối được đặt tại cửa vào không khí hồi lưu để dễ lắp đặt, đồng thời cũng giúp thay thế lưới bóng ướt và vệ sinh đầu cảm biến nhiệt độ của điện trở PT100 thường xuyên, và theo yêu cầu của thử nghiệm nhiệt ướt GJB150.9A 6.1.3. Tốc độ gió đi qua cảm biến bóng ướt không được thấp hơn 4,6m/s. Cảm biến bóng ướt có quạt nhỏ được lắp tại cửa ra không khí hồi lưu để dễ bảo trì và sử dụng hơn.