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人工气候箱对于室内外环境的模拟讲解

点击次数:171 发布时间:2021-01-12
   人工气候箱是模拟自然环境,提供植物人为设定的各个生长参数的仪器。仪器克服了自然环境的不可控制性,使得植物的培养更易操作。因其控制参数的全面性和智能化,又被叫做智能人工气候箱。智能人工气候箱分为普通版和高级版,其中高级人工气候培养箱主要部分采用进口配件,可按要求升级为计算机控制。
  人工气候箱具有光照、加湿功能,为用户提供一个理想的人工气候实验环境。由此可见它能够控制温度、湿度、光照度等相关参数。
  人工气候箱由六面保温墙体制成,室内分为冷室与热室。被测试的设备为家用电加热器,放置在热室内,测试期间要求热室恒温在(23±0.5)℃。冷室模拟室外环境温度,温度设定根据测试电加热器的功率确定。冷室内的制冷量要与热室内被测电加热器的散热量保持平衡,从而保证热室温度的恒定。冷热室之间的能量交换主要有两个渠道:
  一是两室之间的窗户(导热系数不大于3 W/(m2K));
  二是两室之间的通气孔(每小时换气量为一个热室体积)。
  热室内不准产生强制扰动。
  人工气候箱换热过程被控对象的主要特点是:
  冷室的制冷量与热室的加热量对温控点都具有不同程度的滞后,热室的滞后大(室内不允许强制扰动);对象的惯性大,冷室的制冷量与热室的加热量对温控点都具有不同程度的惯性,尤其是冷室的冷量对热室的温控点具有非常大的惯性;干扰量变化大,放置在热室中的被测电加热器是本控制系统中的主要干扰量。它的负荷变化大(300-1500 W),热室温度要保持恒定,冷室的负荷变化也要随之产生很大的变化(温度变化范围为-27-8℃);冷、热室之间的温度调节存在着交联偶合关系。
  人工气候箱系统的温度恒定控制不是太大的难题,但是如果要求在短的时间内将温度稳定,在控制策略上则大有文章可做。结合人工气候箱特点采用了冷室温度多态控制与热室温度免疫控制相结合的控制方案实为可行。
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