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Technologie de contrôle de la température et de l'humidité de la chambre d'essai de température

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Technologie de contrôle de la température et de l'humidité de la chambre d'essai de température

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1 Introduction

Dans l'industrie moderne, le processus de transformation de nombreux produits doit être réalisé dans un environnement spécifique en termes de température et d'humidité. Les tests de performance tels que la fiabilité, la résistance aux intempéries et la durée de vie de nombreux produits doivent également être effectués dans un environnement de température et d'humidité spécifique. Si l'on prend l'exemple des tests de référence des lampes LED, les tests liés à la température et à l'humidité comprennent le test du cycle de température rapide, le test de chaleur humide alternée et le test de garantie de fiabilité précoce, le test de sensibilité aux contraintes limites, etc. Dans le cadre du test du cycle de température rapide, l'environnement doit passer d'une température élevée de + 85 ℃ à une température basse de - 40 ℃ à un taux de changement de température de 10 ℃ / min : le test de chaleur humide alternée exige que le produit soit en état de fonctionnement normal, et l'alimentation électrique de l'échantillon est activée et désactivée à l'étape de température élevée et d'humidité élevée dans chaque cycle. Le temps de mise hors tension n'est pas inférieur à 3 minutes ni supérieur à 6 minutes, la température limite supérieure est de 55 ℃, la température limite inférieure est de - 10 ℃ ;

Le test de garantie de fiabilité précoce exige que le produit fonctionne de manière stable sous la contrainte électrique nominale dans un environnement de température 70 ℃ et d'humidité relative 85%, et contrôle l'état d'alimentation pour être allumé et éteint pendant 15 secondes ; Le test de sensibilité à la contrainte limite exige que la température ambiante commence à 85 ℃ et maintienne l'étape d'une heure dans l'étape de température de 15 ℃.

Afin de créer un environnement de température et d'humidité spécifique, de nombreux fabricants et instituts de recherche scientifique ont étudié la technologie des chambres d'essai à haute et basse température, des chambres d'essai à température et humidité constantes, etc. Bien qu'il existe sur le marché des chambres d'essai à haute et basse température, des chambres d'essai à température et humidité constantes et d'autres produits dotés d'une technologie relativement mature, leur précision en matière de température et d'humidité n'a pas encore atteint des résultats satisfaisants. Par conséquent, cet article se concentre sur le contrôle de la température et de l'humidité des chambres d'essai à haute et basse température et des produits connexes, afin d'éclairer la recherche et le développement des produits des fabricants concernés et des institutions de recherche scientifique dans les domaines connexes.

2 Technologie de contrôle

2.1 Relation entre la température et l'humidité

Dans une chambre d'essai fermée, la température et l'humidité ne sont pas deux grandeurs de contrôle indépendantes. Elles s'influencent l'une l'autre, c'est ce qu'on appelle le couplage dans le contrôle. Les changements de température peuvent entraîner des changements d'humidité. En général, l'augmentation de la température entraîne l'évaporation de la vapeur condensée et améliore l'humidité de l'enceinte d'essais, tandis que la réduction de la température entraîne la condensation d'une partie de la vapeur en gouttelettes d'eau et réduit l'humidité. De même, la variation de l'humidité affecte également la température. En augmentant l'humidité, l'injection de vapeur froide réduira la température de la chambre d'essai, et la chaleur libérée par la condensation de la vapeur d'eau dans le processus de réduction de l'humidité augmentera la température. Par conséquent, dans le processus de contrôle, nous devons prendre en compte le couplage, et dans le contrôle séparé, nous devons réaliser le découplage.

2.2 Mode de contrôle de la température et de l'humidité

Le mode de contrôle de la chambre d'essai traditionnelle pour la température et l'humidité est le mode de contrôle PID à saturation anti intégrale et le mode de contrôle de régulation de la température et de l'humidité bthc. La méthode de contrôle PID à saturation anti-intégrale utilise principalement la méthode de séparation intégrale et la méthode de séparation PID, c'est-à-dire que lors du suivi de la quantité contrôlée, l'effet intégral est annulé et le terme proportionnel peut rapidement suivre le changement de déviation. Lorsque la quantité contrôlée est proche de la valeur donnée, la fonction intégrale est ajoutée, de sorte que le temps de stabilité peut être raccourci, l'erreur statique peut être éliminée et l'effet de la correction intégrale peut être obtenu. Cette méthode permet d'exploiter pleinement la fonction de régulation de chaque partie du régulateur PID et d'améliorer les caractéristiques dynamiques du système. D'après son principe, on peut constater que la commutation du régulateur augmente la difficulté de mise en œuvre et que le problème de couplage de la température et de l'humidité n'est pas pris en compte. Bien que l'effet de contrôle soit amélioré par rapport au contrôle PID traditionnel, il ne peut pas répondre aux exigences de contrôle de haute performance.

3 Technologie de contrôle en double boucle fermée de la température et de l'humidité

Le système de régulation de la vitesse du courant continu en double boucle fermée est une méthode classique de régulation de la vitesse du courant continu. Il présente les avantages d'une large plage de régulation de la vitesse, d'une bonne stabilité, d'une grande précision de la stabilité de la vitesse, d'une réponse rapide et d'une forte capacité anti-interférence. Son principe de base consiste à ajouter une boucle de courant à la boucle de vitesse pour réaliser une rétroaction négative de la vitesse et une rétroaction négative du courant. La rétroaction négative de courant permet de démarrer avec un courant maximal, d'accélérer la vitesse de réponse, et la rétroaction négative de vitesse permet d'éviter les erreurs en régime permanent.

Dans le contrôle de la température et de l'humidité de la chambre d'essai, l'effet de contrôle requis est qu'après avoir réglé la température et l'humidité, le système puisse atteindre rapidement et avec précision la valeur définie. Par conséquent, le système à double boucle fermée peut être utilisé pour contrôler les deux quantités de contrôle de la température et de l'humidité respectivement. En ce qui concerne le problème de couplage de la température et de l'humidité mentionné ci-dessus, les chercheurs ont souligné que, comparé à l'impact de la variation de la température sur l'humidité, l'impact de la variation de l'humidité sur la température est beaucoup plus faible et peut être ignoré. En d'autres termes, nous contrôlons d'abord la température, puis l'humidité une fois que la température a atteint la valeur fixée, de sorte que les deux éléments atteignent la valeur fixée. Cette méthode est utilisée pour atteindre l'objectif de découplage. Si l'on adopte un double contrôle en boucle fermée pour la température et l'humidité, on peut obtenir une vitesse de réponse dynamique et une précision en régime permanent satisfaisantes. Le contrôle de la vitesse et le contrôle du courant sont tous deux des contrôleurs PI avec limite d'amplitude. Les actionneurs sont un réchauffeur électrique en alliage et un compresseur entièrement fermé en fonction des besoins actuels de chauffage et de refroidissement après une température donnée.

4. Conclusion

Les chambres d'essai à haute et basse température sont largement utilisées dans les domaines des essais et des expériences scientifiques. Sur la base de la rapidité et de l'erreur en régime permanent du mode de contrôle du système de régulation de vitesse à courant continu, cet article propose d'utiliser le mode à double boucle fermée pour contrôler la température et l'humidité, afin d'obtenir l'effet de contrôle rapide et précis requis dans l'application, et analyse plus en détail sa faisabilité et sa supériorité. Le système de régulation de la vitesse du courant continu en double boucle fermée dispose d'une base théorique et d'une base d'application très mûres, ce qui démontre la supériorité, la stabilité et la fiabilité du système en double boucle fermée. L'utilisation du système à double boucle fermée pour contrôler la température et l'humidité de la chambre d'essai est une nouvelle idée qui devrait éclairer la recherche des unités concernées. Ce document n'effectue pas de calcul des paramètres ni de vérification de l'expérience de simulation pour un certain type de chambre d'essai, qui seront étudiés de manière plus approfondie dans le prochain travail.