开题报告---恒温恒湿试验箱控制系统的设计

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1、 毕业设计毕业设计(论文论文) 开题报告开题报告 题题 目目: 恒温恒湿试验箱控制系统的设计恒温恒湿试验箱控制系统的设计 2012 年年 3 月月 1 日日 毕业设计（论文）开题报告 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 20004000 字左右的文献综述： 文文 献献 综综 述述 一、本课题研究的一、本课题研究的现实现实意义意义 随着我国现代农业的发展和工业产品研制的需要， 恒温恒湿箱的应用越来越广, 生产、科研对它的要求也越来越高。要求它的性能价格比更高, 使用寿命更长, 使用 费用更少(省电) , 响应速度更快。近几年来，我国从国外引进了大批试验系统，为我 国工

2、业产品的研制和定型发挥了重要作用，但由于其本身的复杂性，使得试验箱在运 行中出现了许多问题，而且出现了问题不能及时解决，大大延长了试验周期，影响了 产品的研制工作。而产生这些现象的原因是对综合试验的工作原理不了解。为此，本 文对试验箱的基本工作原理作出了一些简要阐述。 恒温恒湿试验箱是利用一定的方式将箱内的温度和湿度调节到给定值， 并在该条 件下进行实验，达到实验反应要求。即能同时施加温度、湿度应力的试验箱。简而言 之是指温度和湿度都能控制在指定范围内的试验箱。 恒温恒湿试验箱主要用于检测材料在各种环境下的性能的设备， 并可试验各种材 料耐热、耐寒、耐干、耐湿性能。适合电子、电器、通讯、仪表、

3、车辆、食品、化学、 建材、医疗、航天等制品检测质量之用。 二、二、恒温恒湿恒温恒湿试验箱工作原理试验箱工作原理 在各种环境试验测试中以温湿度试验较为常见，且以使用中、小型试验箱居多。 温湿试验箱由制冷系统、加热系统、湿度系统、控制系统、空气循环系统和传感器系 统等组成，如图1所示： 图 1 温湿试验箱系统组成 加热 系统 制冷 系统 显示板 控制系统 传感器 空气循环系 湿度 系统 试验箱的实验空间 三、温湿试验箱研究概况三、温湿试验箱研究概况 试验箱在升/降温阶段时，围护结构和试件的吸/放热量最大，其值直接关系到试 验箱加热/制冷设备容量的大小。对于大多数试验标准，没有箱内升/降温曲线的具体

4、 规定，一般只规定升/降温时间或平均温变速率。升/降温时间是反映试验箱升/降温能 力的重要指标，时间越短，能力就越强，这可使试验准备时间缩短，但其所需加热/ 制冷系统的容量、设备投资都要增大。因此，对试验设备来说，对升/降温过程的传 热特性研究是一个重要的研究方向，这将有利于试验设备加热/制冷系统的合理匹配。 从近年来发表的文献来看，对试验箱的研究主要集中于设备的结构、制冷和加热 方式选择、控制精度与测试监控等方面，对试验箱非稳态温变过程传热特性方面的研 究不多，而把试验箱热力系统作为一个耦合整体进行研究的则更少。有人给出了环境 试验装置冷负荷的计算方法， 着重介绍了环境试验室 （箱） 稳态传

5、热时的冷负荷计算， 粗略提出了降温过程的冷负荷计算方法。 认为降温过程冷负荷粗略计算可由两部分组 成：室内一侧的壁板、试验台架、室内空气及蒸发器等热容量应全部计入，其冷负荷 为总热容量乘以温降除以所要求的降温时间；隔热材料的冷负荷，为隔热材料质量乘 以比热并乘以室内外温差的平均值再除以所要求的降温时间。 对环境试验室围护结构 在降温过程中的传热特性进行了非稳态传数值计算，指出采用中的计算方法误差很 大，必须采用非稳态传热的计算方法计算围护结构在降温过程中的放热量。给出了环 境试验装置降温过程的冷负荷计算， 并在一些假设的基础上初步给出了降温时间的分 析解，虽然其假设存在不合理的地方，但其思路值

6、得借鉴。提出表征箱体隔热性能的 传热系数和表征蓄热性能的蓄热系数是箱内空气升温、降温的主要因素，通过对试验 箱建立非稳态热平衡方程得到了在箱内无任何物件的情况下加热升温和自然降温过 程的温时解析式，并且利用实验数据确定出了传热系数和蓄热系数。不过文献没有 考虑试验时物件、试验台架、蒸发器等热容量对温变的影响，因此，得出的结论有很 大的局限性。 至于湿度方面研究，由于目前大多数是采用了温度、湿度各自独立调节的控制方 式，这样可以避免温、湿度调节过程中互相干扰的现象，因此研究主要集中于加湿方 式的选择和加/除湿控制精度等方面。着重对各种加湿方式的加湿能力与效率相比较， 并分析了对试验箱内温度的影响。从自动控制角度来研究对湿度的调节，其共同特点 是利用PID 控制算法将采样值与设定值相减，得到控制偏差e，e 的比例、积分、微 分通过线性组合构成控制量u 去对湿度进行控制。 四四、恒温恒温恒湿恒湿试验箱发展方向试验箱发展方向 1、虚拟试验与真实试验相结合。将计算机仿真技术用于温湿试验，让计算机构 筑出一个虚拟的试验设备， 为我们研究观察温湿试验提供一种全新的手段。 对于热容、