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石开颜 ：计量检 定恒温 室设计 计量检定恒温室设计 DesignofConstantTemperatureRoomfo，．MeasurementCalibration 石开颤 (韶关市质量计量监督检测所，广东 韶关 512026) 摘 要：本文详细介绍了一种能独立控温，节能、环保、经济型计量检定恒温室的设计。温度控制采用温度补偿方式进行 ，即运用PID温度控制系统原 理进行恒温室内工作区温度的高精度控制。温场控制根据空气动力学原理，采用等距离上送风方式，正向风压气流循环系统来完成温场控制，使恒温 室温度控制达到计量检定标准恒温室的要求 。 关键词：温度补偿 ；PID控制；闭环控制系统；温度 ；温场 ；气流循环系统；流量 1 设计要求 的发热量，整个 回路就组成了一个 PID闭环控制系统，通 参考 ISO18T一1990恒温实验室和计量检定规程对 过系统的负反馈实现温度高精度控制 。 试验环境的要求设计 ：①温度控制精度 20℃±I℃；②稳 2．2 等距离上送风方式、正向风压气流循环系统控制温场 定后 10min均值差 ￡≤10~C；③某一点任一个 30min周期 内大波动值 t≤1．0℃；④任意两点在任一瞬问的测量差 值 ≤O．5~C；⑤同一点24h任两个 30rain周期内波动值 ≤0．5~C；⑥新鲜空气补充量 0．5m3／min；⑦室内空气循 吸气扇 环次数 12次／h以上 。 2 工作原理 通常情况下从普通空调、变频空调和中央空调上设 定好温度后送出的风，从风道管直接进人恒温室是不可 能达到 ISO恒温实验室的要求。因为空调器本身温控系 统精度不够 ，经过风管进入恒温室时温度会发生变化，还 有就是最难控制的温场，由于冷热空气比重不一样，热空 气轻，会浮在恒温室内的上层，冷空气在下层，一般的空 图2 恒温室风流 系统图 调回流系统会形成空气气流的死循环，温度的均匀性、稳 原理如图2，从使用方便、经济和节能方面考虑，整 定性很差，整个恒温室的温场达不到设计要求。为了克 个恒温室设计成一个完全独立可控的单个恒温室。图中 服这些问题，设计上主要从下面两个方面来进行。 保温密封的主机房装有换气用的吸气扇和变频空调。首 2．1 温度补偿方法实现温度高精度控制 先变频空调出风 口密封连接到风管，空调吹出的气流从 房子顶端的风管进入恒温室，再经过风管内金属 电热器 到达恒温房顶 中央位置，然后从中央位置进行同等距离 长度分管均匀分布至室内四个角，这样确保相 同时间里 气流是等流量、均匀从上至下进入室 内。在恒温室地面 上安装有回风管和一个换气扇，回风管作用是让恒温室 嘲 1 内空气流回主机房，换气扇则是起交换新鲜空气的作用。 原理如图1把变频空调送风 口气流的温度调整到略 为了能让气流在恒温室内从上而下均匀流动，特采用正 低于 20℃的标准要求温度 ，气流经过风管 内的加热器、 向风压气流循环方式。原理是根据空气动力学中气流由 分支管到达恒温室内。温度补偿过程 ：首先 由装于恒温 压力大的一方向压力小的方向流动，根据这一原理整个 室工作区附近的温度传感器Ptl00感受到风管吹出的气 气流循环系统过程是先由变频空调风机