可程式恒温恒湿试验箱的湿度控制系统是实现环境模拟的关键。其技术核心在于精准产生湿气、可靠感知湿度以及智能调节平衡。以下从加湿原理、除湿机制及精准调节方法三个维度进行深度解析。
一、加湿原理：蒸汽发生与导入技术
试验箱普遍采用电极式或电热式蒸汽加湿方法，其本质是将水转化为水蒸气并引入箱体。
电极式加湿：利用水的导电性。加湿器内置不锈钢电极，通电后电流通过水本身产生焦耳热，使水沸腾汽化。水位高低直接影响导电截面积，从而调节加湿功率。其优点是结构简单、响应迅速。
电热式加湿：采用不锈钢电加热管浸没在水中，通过加热管表面高温使水蒸发。控制系统通过可控硅调节加热管通电时间，实现加湿量的无级调节。汽化产生的高温水蒸气经管道引入箱体风道，由循环风机均匀带入工作室。
二、除湿原理：制冷降湿与物理干燥
除湿通常依赖制冷系统的协同工作。
冷凝除湿：这是的方法。当箱内湿度较高时，控制系统启动制冷压缩机。制冷剂流经布置在风道内的蒸发器，使其表面温度远低于空气露点温度。高湿空气流经蒸发器时，水蒸气遇冷冷凝成水滴，汇入接水盘排出箱外，从而实现除湿。
平衡控制：除湿量由蒸发器温度与流经空气的湿度共同决定。控制系统通过调节制冷量或旁通阀，精确控制蒸发器表面温度，避免过度除湿导致湿度低于设定值。
三、湿度感知：传感器与信号处理
精准调节的前提是精准测量。
主流传感器：多采用电容式高分子湿度传感器。其感应元件为高分子聚合物薄膜电容，介质吸湿后介电常数发生变化，导致电容值改变。通过测量电容变化量，经内置线性放大电路转换为标准电压或频率信号。
干湿球法：部分传统机型仍采用干湿球湿度计。通过测量干球温度与湿球温度，利用公式换算相对湿度。该方法稳定可靠，但需定期更换湿球纱布并保证水槽清洁。
四、精准调节方法：PID算法与解耦控制
PID闭环控制：控制系统将湿度传感器实测值反馈至控制器，与用户设定值比较产生偏差。控制器通过PID算法运算，输出调节信号控制加湿器通电时间或制冷电磁阀开度，实现动态平衡。
温湿度解耦控制：温度和湿度相互耦合——加热会降低相对湿度，降温则会升高相对湿度。先进控制系统内置解耦算法，在调节温度时预判对湿度的影响，同步补偿加湿或除湿动作，保持湿度稳定。例如升温过程中同步增加加湿量，抵消相对湿度下降趋势。
分段控制策略：针对不同温湿度区间采用不同控制参数。在低温高湿区重点防凝露，在高温高湿区优化加湿效率，确保全量程控制精度。
五、日常维护要点
水质要求：必须使用蒸馏水或去离子水，防止矿物质结垢堵塞加湿器或污染传感器。
排水畅通：定期检查排水管路，确保冷凝水及时排出。
清洁保养：每月清洁加湿水盘，每季度检查湿度传感器有无污染，必要时按说明书进行清洁。
通过上述原理与方法的综合运用，可程式恒温恒湿试验箱能够在复杂环境条件下实现±2%RH乃至±1%RH的高精度湿度控制，为各类产品可靠性试验提供稳定可靠的湿度环境。
