一、加湿系统：提升湿度的关键
当箱内湿度低于设定值时，加湿系统启动，通过以下方式增加水汽含量：
- 电热加湿（蒸汽加湿）
- 原理：电加热管加热水槽中的水，使其沸腾产生蒸汽，蒸汽通过管道注入箱内。
- 特点：加湿速度快、湿度均匀性好，但能耗较高，需定期清理水垢。
- 应用：适用于对湿度均匀性要求高的场景，如电子元件测试、药品稳定性试验。
- 超声波加湿
- 原理：超声波振子高频振动将水雾化成微米级颗粒，通过风机扩散到空气中。
- 特点：加湿效率高、节能，但需使用纯净水以避免水垢堵塞振子。
- 应用：适用于需要快速加湿且对水质要求较高的场景，如光学仪器测试。
- 浅水盘加湿
- 原理：在箱内底部设置浅水盘，内置电加热棒，通过加热水蒸发实现加湿。
- 特点：结构简单、成本低，但加湿效率受水温影响较大。
- 应用：适用于对湿度控制精度要求不高的基础实验。
二、除湿系统：降低湿度的核心
当箱内湿度高于设定值时，除湿系统启动，通过以下方式移除多余水汽：
- 制冷除湿（主流方式）
- 原理：
- 制冷系统的蒸发器表面温度低于空气露点温度。
- 潮湿空气流经蒸发器时，水汽遇冷凝结成液态水，附着在蒸发器表面并通过排水管排出。
- 除湿后的空气经加热（若温度过低）后送回箱内，避免温度过度下降。
- 特点：除湿效率高、稳定性好，是恒温恒湿箱最常用的除湿方式。
- 应用：适用于大多数湿度控制场景，如材料老化试验、环境模拟测试。
- 化学除湿（辅助方式）
- 原理：使用吸湿剂（如硅胶、分子筛）吸附空气中的水汽。
- 特点：适用于低湿度（如RH≤30%）控制，但需定期更换吸湿剂。
- 应用：适用于对湿度要求极低的特殊实验，如半导体器件测试。
三、传感器监测：实时反馈湿度数据
- 高精度湿度传感器（如电容式、电阻式）
- 位置：通常安装在箱内回风口或工作室内，以准确反映实际湿度。
- 功能：实时监测湿度变化，并将数据传输至控制系统。
- 精度：一般可达±2% RH（相对湿度），高端设备可达±1% RH。
- 温度补偿
- 原理：湿度传感器受温度影响较大，需通过温度补偿算法修正读数。
- 作用：确保在不同温度下湿度测量的准确性。
四、控制系统调节：动态平衡湿度
- PID控制算法
- 原理：通过比例（P）、积分（I）、微分（D）三个环节的协同作用，动态调节加湿/除湿设备的输出。
- 过程：
- 当湿度偏离设定值时，控制系统根据偏差大小（比例项）、偏差持续时间（积分项）和偏差变化率（微分项）计算控制量。
- 控制量输出至加湿/除湿设备，调整其工作状态。
- 重复上述过程，直至湿度稳定在设定值附近。
- 特点：响应速度快、超调量小、稳定性高。
- 人机交互界面
- 功能：允许用户通过触摸屏或软件设定目标湿度、调整控制参数（如PID参数）、查看实时湿度曲线和历史数据。
- 优势：操作简便、数据可视化，便于实验监控和记录。
五、空气循环系统：保证湿度均匀性
- 强制空气循环
- 原理：离心风机将箱内空气吸入→经加热/制冷/加湿/除湿部件→再送出，形成强制对流。
- 作用：确保箱内各区域湿度均匀分布，避免局部湿度差异。
- 均匀度要求：多数设备要求湿度均匀度≤±3% RH（在有效工作空间内）。
- 风道设计
- 优化方向：减少风阻、避免死角、提高循环效率。
- 常见结构：单循环风道、多循环风道（适用于大型设备）。
六、湿度控制流程示例
- 设定目标湿度：用户通过控制面板设定目标湿度（如RH 65%）。
- 传感器监测：湿度传感器实时检测箱内湿度（如当前RH 60%）。
- 控制系统判断：比较当前湿度与目标湿度，发现偏差（RH 60% < RH 65%）。
- 加湿系统启动：控制系统输出信号，启动电热加湿器，产生蒸汽并注入箱内。
- 空气循环：风机将加湿后的空气均匀分布至箱内各区域。
- 湿度上升：箱内湿度逐渐升高，传感器持续监测并反馈数据。
- 动态调节：当湿度接近设定值时，控制系统减小加湿器输出，避免超调。
- 稳定状态：湿度稳定在设定值附近（如RH 65%±1%），系统进入保持模式。
- 异常处理：若湿度持续偏离设定值，控制系统触发报警并提示故障原因（如加湿器故障、传感器损坏）。
七、关键注意事项
- 水质要求：加湿用水需为纯净水或去离子水，避免水垢堵塞加湿器或污染箱内环境。
- 设备校准：定期对湿度传感器进行校准，确保测量准确性。
- 维护保养：定期清洁加湿器、除湿器、风道和传感器，延长设备使用寿命。
- 环境影响：避免将设备放置在阳光直射、通风不良或温度波动大的环境中，以免影响湿度控制精度。
