環境試驗機及其除溼裝置及方法
2023-12-09 19:58:06 1
環境試驗機及其除溼裝置及方法
【專利摘要】一種除溼裝置，用於環境試驗機中的試驗箱內空氣進行除溼。該除溼裝置包括蒸發器、除溼閥、膨脹閥、蒸發壓力調節閥、除溼管及出氣管。所述除溼管與蒸發器連接，用於向蒸發器中引入液氮。所述除溼閥及膨脹閥設於所述除溼管上，用於控制進入蒸發器內的液氮量。所述出氣管與蒸發器連接，用於排出蒸發器中的氮氣。所述蒸發壓力調節閥設於所述出氣管上，用於控制蒸發器內的氣壓，以控制蒸發器內液氮的汽化溫度。本發明的除溼裝置結構簡單、造價便宜、操作方便、環保。本發明還提供一種利用上述除溼裝置的除溼方法以及具有上述除溼裝置的環境試驗機。
【專利說明】環境試驗機及其除溼裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及環境試驗機及人工環境控制技術，尤其涉及一種環境試驗機及其除溼裝置及方法。
【背景技術】
[0002]為了客觀、全面地考察產品的可靠性，通常需要對產品進行溼熱可靠性試驗。國標、國軍標以及各個行業都制定了相關標準。
[0003]與傳統的可靠性試驗不同，可靠性強化試驗是對受試產品施加單一或綜合的環境應力，該應力水平遠超過受試產品的正常使用環境，以期快速激發產品的潛在缺陷，通過分析受試產品的故障原因與失效模式，測試出受試產品的性能，指導產品的後續設計。
[0004]傳統溼熱試驗箱主要由箱體、加熱裝置、製冷裝置、加溼裝置、除溼裝置、空氣循環模塊以及控制模塊等組件構成。其中，製冷裝置採用機械式壓縮機製冷方式。存在的問題主要有:
1)製冷效率低，降溫速率慢，最低可控溫度在-70°C左右，最大降溫速率在10°C/min左右，不能滿足強化試驗的寬溫度範圍與高溫變率要求；
2)當試驗箱內的熱負荷較大時，需要配備龐大的制冷機組，不但造價昂貴、結構複雜，而且運行成本高。
[0005]3)除溼機組結構複雜功耗大且操作不方便。
【發明內容】
[0006]有鑑於此，有必要提供一種結構簡單的高溫變率的環境試驗機及其除溼裝置及方法。
[0007]一種除溼裝置，用於環境試驗機中的試驗箱內空氣進行除溼。該除溼裝置包括蒸發器、除溼閥、膨脹閥、蒸發壓力調節閥、除溼管及出氣管。所述除溼管與蒸發器連接，用於向蒸發器中引入液氮。所述除溼閥及膨脹閥設於所述除溼管上，用於控制進入蒸發器內的液氮量。所述出氣管與蒸發器連接，用於排出蒸發器中的氮氣。所述蒸發壓力調節閥設於所述出氣管上，用於控制蒸發器內的氣壓，以控制蒸發器內液氮的汽化溫度。
[0008]一種利用上述的除溼裝置的除溼方法，其包括以下步驟:液氮經過除溼閥和膨脹閥通過除溼管進入蒸發器；所述液氮在蒸發器中汽化變成氮氣，降低蒸發器的溫度，使得試驗箱內空氣中的水蒸汽在蒸發器表面凝結液化，從而降低試驗箱內空氣的溼度；液氮汽化後的氮氣通過出氣管排至大氣中。
[0009]一種環境試驗機，包括試驗箱、控制器、溫溼度檢測模塊、溫度控制模組、加溼裝置以及上述的除溼裝置。所述試驗箱用於放置待測產品。所述溫溼度檢測模塊用於檢測試驗箱中空氣的溫溼度，並將該溫溼度反饋給控制器。所述控制器用於控制溫度控制模組、加溼裝置及除溼裝置以改變試驗箱中空氣的溫溼度。
[0010]所述環境試驗機通過採用液氮製冷技術，其最低溫度可低至-100°C，最大降溫速率可達到60°C/min。因此所述環境試驗機具有更寬的溫變範圍以及更高的溫變率。另外，所述除溼裝置利用液氮汽化降溫冷凝除溼技術對所述試驗箱除溼，整個除溼裝置結構簡單，而由於所述蒸發壓力調節閥可以調節所述蒸發器內的氣壓，因此，可以控制液氮蒸發溫度高於水的冰點，有效避免水蒸汽在蒸發器表面結霜，有利於維持所述蒸發器通過降溫而在其表面冷凝水的工作效率。再次，由於蒸發器內液氮汽化得到的氮氣不屬於有害氣體，對環境沒有汙染，可以直接排入大氣中，因此，所述除溼裝置的整個除溼過程環保。綜上，所述環境試驗機結構簡單、造價便宜、操作方便、節能環保，並且可以作為對待測產品同時或者分別做溫度及溼度可靠性強化試驗的設備。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明環境試驗機的功能模塊圖。
[0012]圖2為圖1中的環境試驗機的原理框圖。
[0013]圖3是圖2中的環境試驗機的結構示意圖。
[0014]主要元件符號說明
【權利要求】
1.一種除溼裝置，用於環境試驗機中的試驗箱內空氣進行除溼，其特徵在於:該除溼裝置包括蒸發器、除溼閥、膨脹閥、蒸發壓力調節閥、除溼管及出氣管，所述除溼管與蒸發器連接，用於向蒸發器中引入液氮，所述除溼閥及膨脹閥設於所述除溼管上，用於控制進入蒸發器內的液氮量，所述出氣管與蒸發器連接，用於排出蒸發器中的氮氣，所述蒸發壓力調節閥設於所述出氣管上，用於控制蒸發器內的氣壓，以控制蒸發器內液氮的汽化溫度。
2.如權利要求1所述的除溼裝置，其特徵在於:所述蒸發器內液氮的汽化溫度高於水的冰點溫度。
3.如權利要求1所述的除溼裝置，其特徵在於:所述蒸發器內液氮的汽化溫度控制在2-3°C之間。
4.一種利用權利要求1-3項中任一項所述的除溼裝置的除溼方法，其包括以下步驟:液氮經過除溼閥和膨脹閥通過除溼管進入蒸發器；所述液氮在蒸發器中汽化變成氮氣，降低蒸發器的溫度，使得試驗箱內空氣中的水蒸汽在蒸發器表面凝結液化，從而降低試驗箱內空氣的溼度；液氮汽化後的氮氣通過出氣管排至大氣中。
5.一種環境試驗機，包括試驗箱、控制器、溫溼度檢測模塊、溫度控制模組、加溼裝置以及如權利要求1-3項中任一項所述的除溼裝置，所述試驗箱用於放置待測產品，所述溫溼度檢測模塊用於檢測試驗箱中空氣的溫溼度，並將該溫溼度反饋給控制器，所述控制器用於控制溫度控制模組、加溼裝置及除溼裝置以改變試驗箱中空氣的溫溼度。
6.如權利要求5所述的環境試驗機，其特徵在於:所述試驗箱還包括一個設置於試驗箱的底部的排水管。
7.如權利要求5所述的環境試驗機，其特徵在於:所述試驗箱包括試驗空間以及空氣循環部分，所述試驗空間具有一個入風口及一個出風口，所述空氣循環部分包括一個風流通道、設置於所述風流通道內的風輪，所述風流通道的兩端分別與試驗空間的入風口及出風口連通，所述風輪用於將來自試驗空間的出風口的空氣吹向試驗空間的入風口。
8.如權利要求7所述的環境試驗機，其特徵在於:所述溫溼度檢測模塊包括一個溫度傳感器以及一個溼度傳感器，所述溫度傳感器及溼度傳感器設置於試驗箱的試驗空間內。
9.如權利要求7所述的環境試驗機，其特徵在於:所述溫度控制模組包括一個加熱裝置及一個製冷裝置，所述加熱裝置包括設置於所述風流通道內的加熱器。
10.如權利要求9所述的環境試驗機，其特徵在於:所述加熱器設置於所述風流通道靠近所述入風口的一端，所述除溼裝置的蒸發器設置於所述風流通道中，且相對於加熱器更靠近試驗空間的出風口。
11.如權利要求9所述的環境試驗機，其特徵在於:所述製冷裝置包括一個製冷管及一個製冷閥，所述製冷管一端伸入所述風流通道內，另一端與一個液氮供給裝置連通，所述製冷閥設置於所述製冷管上，用於控制進入風流通道內的液氮注入量。
12.如權利要求9所述的環境試驗機，其特徵在於:所述蒸發器與所述加熱器在垂直於豎直方向的平面內的投影無重合區域。
13.如權利要求7所述的環境試驗機，其特徵在於:所述加溼裝置包括加溼裝置包括水箱、蒸汽發生器、加溼閥以及加溼管，所述蒸汽發生器從水箱中獲取水，並將其變成水蒸汽通過加溼管噴入所述試驗箱的風流通道內。
14.如權利要求13所述的環境試驗機，其特徵在於:所述加溼閥以佔空比模式控制該蒸氣發生裝置的蒸汽注入量。
15.如權利要求5所述的環境試驗機，其特徵在於:還包括與該控制器連接的上位機，該上位機用 於將用戶的各種操作通知控制器並接受控制器返回的各種參數。
【文檔編號】B01L1/00GK103830993SQ201210474747
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月21日 優先權日:2012年11月21日
【發明者】劉巖, 劉文斌, 胡益民, 敬剛, 楊永剛, 李永光, 曹廣忠, 湯皎寧, 張志甜, 高文杰, 袁文龍, 張超, 朱惠忠, 梁榮, 陸兆龍 申請人:深圳清華大學研究院