如何简单模拟恒温恒湿试验箱的温度和湿度

恒温恒湿试验箱是材料老化测试、电子产品可靠性验证等领域的核心设备，其核心功能是通过精确控制温度和湿度模拟复杂环境条件。对于实验室或企业用户而言，掌握简易模拟方法不仅能快速验证产品性能，还能为设备选型提供参考。本文将以通俗易懂的方式，结合隆安试验设备的技术经验，从原理到实践步骤拆解如何低成本模拟恒温恒湿环境。

一、理解恒温恒湿试验箱的核心原理

恒温恒湿试验箱通过制冷系统、加热系统、加湿系统、除湿系统及智能控制系统协同工作实现环境参数调节。其核心逻辑可拆解为：

• 温度控制：通过压缩机制冷或电加热管升温，结合PID算法实现± ℃精度
• 湿度控制：超声波加湿器/蒸汽加湿器提升湿度，压缩机制冷除湿或转轮除湿降低湿度
• 循环系统：内部风机强制空气循环，确保温湿度均匀性

简易模拟需抓住「加热/制冷」「加湿/除湿」两大核心功能，通过基础设备组合实现基础环境模拟。

二、低成本模拟所需基础设备清单

以下设备组合可实现基础恒温恒湿环境，总成本可控在千元级：

1. 温控设备：工业级恒温恒湿控制器（如隆安试验设备配套的LAC-THC系列，支持-70℃~180℃宽温域）
2. 加热装置：2000W陶瓷加热管（带温度保护）
3. 制冷装置：便携式工业冷水机（如隆安LAC-ICW系列，制冷量5kW起）
4. 加湿模块：超声波工业加湿器（建议选择带湿度反馈功能的型号）
5. 除湿模块：转轮除湿机（小型家用款可满足30%RH以下需求）
6. 监测工具：高精度温湿度记录仪（如隆安LAC-TR系列，分辨率 ℃/ %RH）

关键提示：设备选型需匹配测试空间体积，建议按1m³空间配置1kW制冷/加热能力。

三、分步搭建简易模拟系统

以下为可操作的分步流程：

1. 空间准备

• 使用保温泡沫板搭建密闭测试舱（建议尺寸1m×1m×1m）
• 舱体预留设备安装孔及观察窗
• 底部铺设防滑绝缘垫

2. 设备安装

• 加热模块：固定于舱体顶部，配置热风循环风扇
• 制冷模块：冷水机冷凝器管路接入舱体内部换热器
• 加湿模块：通过管道将水雾导入舱体，避免直吹样品
• 除湿模块：转轮除湿机进气口连接舱体回风管道

3. 控制系统接线

• 温湿度传感器接入控制器输入端
• 加热管、冷水机、加湿器、除湿机分别接入控制器输出端
• 设置温度上下限（如25℃±2℃）、湿度上下限（如50%RH±5%）

4. 调试与校准

• 空载运行24小时，记录温湿度波动曲线
• 使用标准温湿度源校准传感器误差
• 调整PID参数优化控制响应速度

四、关键参数优化技巧

实现稳定控制需注意以下细节：

• 温度均匀性：在舱体四角及中心布置5个传感器，通过风机转速调节实现±1℃差异
• 湿度控制：加湿器与除湿器需设置10%RH的缓冲区间，避免频繁启停
• 能耗优化：采用夜间制冷预冷、白天加热保温的分时策略
• 安全防护：配置超温保护器、漏电保护装置及紧急泄压阀

隆安试验设备的技术团队建议：对于高精度需求场景，可升级至LAC-HTC Pro系列控制器，其搭载的双通道PID算法可将波动范围缩小至± ℃/±2%RH。

五、简易系统与专业设备的对比

低成本方案虽能满足基础测试需求，但在以下方面存在差距：

建议：当测试需求涉及快速温变、湿热循环等复杂工况时，应选择隆安试验设备的标准化产品，其LAC-HT系列已通过CNAS实验室认证，满足GB/T 2423、IEC 60068等国际标准。

通过本文介绍的简易方案，用户可在3天内完成基础恒温恒湿环境的搭建，成本仅为专业设备的1/10。但需注意，该方案仅适用于非关键性验证或教学演示场景。对于需要精确控制、长时间运行或符合国际标准的测试，隆安试验设备提供的全系列恒温恒湿试验箱仍是更可靠的选择。其产品从100L到1000L的容积覆盖，配合物联网远程监控功能，可满足从研发到量产的全周期测试需求。