计量检定恒温室设计

　　1　设计要求

　　参考ISO18T-1990恒温实验室和计量检定规程对试验环境的要求设计:①温度控制精度20℃±1℃;②稳定后10min均值差t≤10℃;③某一点任一个30min周期内大波动值t≤1·0℃;④任意两点在任一瞬间的测量差值t≤0·5℃;⑤同一点24h任两个30min周期内波动值t≤0·5℃;⑥新鲜空气补充量0·5m3/min;⑦室内空气循环次数12次/h以上。

　　2　工作原理

　　通常情况下从普通空调、变频空调和中央空调上设定好温度后送出的风,从风道管直接进入恒温室是不可能达到ISO恒温实验室的要求。因为空调器本身温控系统精度不够,经过风管进入恒温室时温度会发生变化,还有就是最难控制的温场,由于冷热空气比重不一样,热空气轻,会浮在恒温室内的上层,冷空气在下层,一般的空调回流系统会形成空气气流的死循环,温度的均匀性、稳定性很差,整个恒温室的温场达不到设计要求。为了克服这些问题,设计上主要从下面两个方面来进行。

　　2·1　温度补偿方法实现温度高精度控制

　　原理如图1把变频空调送风口气流的温度调整到略低于20℃的标准要求温度,气流经过风管内的加热器、分支管到达恒温室内。温度补偿过程:首先由装于恒温室工作区附近的温度传感器Pt100感受到风管吹出的气流温度后,会输出一个电信号至PID控制器输入端,这个电信号经过转换后和PID控制器设定温度20℃进行大小比较后,由PID控制器输出一组信号到可控硅电压调整器,控制加热器电路中可控硅的导通从而控制发热器的发热量,整个回路就组成了一个PID闭环控制系统,通过系统的负反馈实现温度高精度控制。

　　2·2　等距离上送风方式、正向风压气流循环系统控制温场

　　原理如图2,从使用方便、经济和节能方面考虑,整个恒温室设计成一个完全独立可控的单个恒温室。图中保温密封的主机房装有换气用的吸气扇和变频空调。首先变频空调出风口密封连接到风管,空调吹出的气流从房子顶端的风管进入恒温室,再经过风管内金属电热器到达恒温房顶中央位置,然后从中央位置进行同等距离长度分管均匀分布至室内四个角,这样确保相同时间里气流是等流量、均匀从上至下进入室内。在恒温室地面上安装有回风管和一个换气扇,回风管作用是让恒温室内空气流回主机房,换气扇则是起交换新鲜空气的作用。为了能让气流在恒温室内从上而下均匀流动,特采用正向风压气流循环方式。原理是根据空气动力学中气流由压力大的一方向压力小的方向流动,根据这一原理整个气流循环系统过程是先由变频空调风机把气流加压后送至密封的风管,气流经发热器、分支管从出风口流出,由于出风口气流是经空调风机加压过的,它比恒温室内的的气压大,这样气流就会从上而下流动,强迫恒温室内原有空气从装在地面上的回风管流回空调的主机房内,在对密封的空调主机房内由变频空调进行制冷或制热处理,然后由空调风机加压又送回风管内,形成整个气流循环过程。这样风流系统就不会形成气流的死循环,确保了温场的均匀性和稳定性。