一種新型光照培養(yǎng)箱的設計原理
隨著科技的發(fā)達，光照培養(yǎng)箱和人工氣候箱已經有了很多產品及功能,但都是比較固定的系列,對用戶的特殊要求很難滿足。為此,我們儀器室在這方面進行了試制改造,在其功能、性能和成本上都有一定的改進,并從中獲取了很多經驗,對進一步試制打下了基礎。在此介紹一下改造的構思、經驗和方法。
一、功能要求與整體布局
我們試制的氣候箱對容積和濕度要求比較側重,主要用于植物的病蟲害研究夕同時具有加熱、制冷、光照的功能,要求有一定的自控能力。從性能上看,要保持均勻的溫濕度,精度控制在士1.5”C范圍內,控溫范圍20oC~50OC,控濕度范圍30%一90%。
在整體布局上,一方面遵循熱學原理(如熱氣上升夕冷氣下降)夕同時考慮安裝結構、外表美觀、方便操作等。把蒸發(fā)器裝在箱體的頂部,用銅管配合傳熱性能良好的鋁板,這樣既堅固、傳熱效果又較好。加熱元件為通用的電熱絲,集中盤繞在箱體的風道內,適當增長電熱絲的長度,使發(fā)熱緩慢、均勻,且由于爐絲阻值增大,無明火使用更加安全。在風道內裝有一臺220V的軸流風機,它噪音小、性能好,整機一經通便開始工作,始終保持箱內空氣循環(huán)。為增加采光性能,箱體用雙層玻璃配用鋁合金材料制成夕將日光燈裝在箱外以減少箱內的熱負荷。一該設備的全部電控部分安裝在箱體下方,四側面板可裝卸夕維修方便。為增加保溫性能在箱體的非采光區(qū)貼有泡沫板,門邊加有密封條。箱體側面?zhèn)溆行￠T,方便加濕器的取出加水保養(yǎng)。整個箱體下而配有四個萬向輪,移動方便。
二、主要部件的選擇
1.制冷壓縮機 從幾個方而綜合考慮:溫度控制要求,在夏季室內環(huán)境溫度最高時,需要控制的最低溫度;?注意箱體的密封性能和箱體熱傳導性能的好壞;?箱內實驗材料是否是個熱源箱內的有效容積。
壓縮機的選擇指標主要是它的功率。如太小,會造成長期運轉或不停機夕壓機損耗過大;壓機選擇過大夕價格昂貴夕也是浪費。但從實際情況看夕選擇大點的機器比較安全、可靠。根據經驗,在通常情況下(指保溫良好、體積在250一50OL,實驗材料為非熱源,最高環(huán)境溫度小于35OC),當控制的最低溫度為25“C時少需要壓機的功率范田是125W~151W;20“C時,需151W一i83w;15“C日寸,需大于Zo0w。
2.冷凝器、蒸發(fā)器而積的確定冷凝器、蒸發(fā)器分別是散熱、制冷的部件,一般說來面積越大越好,但要考慮節(jié)省材料和保證要求。一般傳熱而積應以壓機功率為參考,從經驗上看,應使冷凝器末端溫度<40OC,蒸發(fā)器末端不結霜為宜。對于178W壓機冷凝面積在lm“左右,蒸發(fā)器面0.7,�！白笥�。
3.加濕器選擇目前常用的加濕方法有超聲波加濕法、電熱蒸氣法、離心粉碎法。
電熱法是用二個金屬電極板通上220V電壓用水作為介質使水沸騰產生蒸氣,這種方法特點是成本低、功率大、不安全、產生的是熱蒸氣。離心粉碎法是用一個高速離心電機由負壓產生虹吸效應吸出的水,由電機葉輪粉碎產生水霧,這種方法噪音大、霧滴大。
超聲波法是一種比較好的方法,它利用超聲波振蕩,通過電子器件的功率放大使換能器振動使水霧化。這種方法比較科學,噪音低、霧化效果好、加濕量大、清潔干凈,便于控制。
三、電器控制部分
箱內的控制對象主要是溫度和濕度,因此需用二套控制系統(tǒng)。溫度是由Pt傳感器經控溫儀同預選溫度比較來控制制冷或加熱,濕度由導電表控制繼電器的通斷來加濕。一般實驗室都有這類儀器,只需對其電路經過改造就可滿足要求。光控部分有手動與自動兩部分,自動可用外加定時器控制。下面介紹部分電。
