恒溫恒濕試驗箱自動補水裝置的工作原理

一、引言

二、自動補水裝置的基本構成

1. 儲水箱：這是自動補水裝置的水源儲存部分，通常具有一定的容量，以滿足試驗箱在一段時間內的補水需求。儲水箱的材質一般選用耐腐蝕、密封性好的材料，如不銹鋼或工程塑料，以防止水箱內的水受到污染或泄漏。其容量大小根據試驗箱的規格和使用頻率而定，一般小型試驗箱的儲水箱容量可能在幾升到幾十升不等，而大型試驗箱的儲水箱容量可能會更大。

2. 水位傳感器：水位傳感器是自動補水裝置的關鍵監測元件。它主要有浮子式、電極式等多種類型。浮子式水位傳感器通過浮子的上下浮動來感知水位的變化，當水位上升或下降時，浮子的位置相應改變，通過機械連桿或磁性感應等方式將水位信號轉換為電信號輸出。電極式水位傳感器則是利用水的導電性，當水位接觸到不同高度的電極時，電路的導通狀態發生變化，從而產生水位信號。水位傳感器的精度對于自動補水的準確性至關重要，一般其精度可達到 ± 幾毫米，能夠精確地監測水箱內水位的微小變化。

3. 補水電磁閥：補水電磁閥是控制補水通道開閉的執行元件。當接收到來自控制器的補水信號時，電磁閥打開，儲水箱中的水在壓力差的作用下流入試驗箱內的加濕系統或直接補充到試驗箱的水槽中。電磁閥的開閉速度和密封性直接影響補水的及時性和準確性。一般來說，補水電磁閥的響應時間在幾秒以內，能夠快速地開啟和關閉，并且其密封性能良好，可防止漏水現象的發生。

4. 控制器：控制器是自動補水裝置的核心控制單元，它接收水位傳感器傳來的水位信號，并根據預設的水位閾值進行判斷。當水位低于下限閾值時，控制器發出補水信號，驅動補水電磁閥打開進行補水；當水位達到上限閾值時，控制器則發出停止補水信號，使電磁閥關閉。控制器通常采用微處理器或可編程邏輯控制器（PLC），具有良好的穩定性和可靠性，能夠精確地控制補水過程，并且可以與試驗箱的整體控制系統進行集成，實現智能化的控制和管理。

三、工作原理流程

1. 水位監測與信號傳輸：在恒溫恒濕試驗箱運行過程中，水位傳感器持續監測儲水箱內的水位高度。例如，浮子式水位傳感器的浮子隨著水位的升降而上下移動，通過內部的機械結構將浮子的位置變化轉換為電信號，或者電極式水位傳感器根據水與電極的接觸情況產生相應的電信號。這些水位信號被實時傳輸到控制器。

2. 控制器判斷與決策：控制器接收到水位信號后，將其與預設的水位上下限閾值進行比較。假設預設的下限閾值為水箱容量的 20%，當水位傳感器傳來的信號表明水位低于這一閾值時，控制器判定需要進行補水操作。反之，如果水位高于上限閾值（如水箱容量的 80%），則控制器決定停止補水。

3. 補水執行：當控制器確定需要補水時，它向補水電磁閥發出開啟信號。補水電磁閥接收到信號后迅速打開，儲水箱中的水在重力或壓力差（如果有額外的加壓裝置）的作用下，通過管道流向試驗箱內的加濕系統或水槽。在補水過程中，水位傳感器繼續監測水位變化，并將實時信號反饋給控制器。例如，如果是向加濕系統補水，水會進入加濕蒸發器，被加熱蒸發成水蒸氣，從而增加試驗箱內的濕度。

4. 補水停止：隨著補水的進行，當水位上升到上限閾值時，水位傳感器將信號傳送給控制器，控制器立即發出停止補水信號，補水電磁閥關閉，停止補水過程。這樣就完成了一次自動補水循環，之后自動補水裝置繼續監測水位，等待下一次補水需求的觸發。

四、與試驗箱濕度控制的關聯

五、維護與常見問題處理

1. 定期檢查儲水箱：儲水箱應定期進行清洗和檢查，防止水中的雜質沉淀在水箱底部或附著在水箱壁上，影響水位傳感器的正常工作和水的質量。一般建議每隔幾個月對儲水箱進行一次清洗，具體時間間隔可根據試驗箱的使用頻率和當地水質情況而定。

2. 水位傳感器校準：由于水位傳感器的精度對于自動補水的準確性至關重要，所以需要定期進行校準。校準的方法一般是將水位傳感器從儲水箱中取出，在已知水位高度的標準容器中進行測試，調整傳感器的參數，使其輸出的信號與實際水位高度相符。校準周期一般為每年一次或根據試驗箱的使用情況適當調整。

3. 電磁閥維護：補水電磁閥應定期檢查其密封性和開閉靈活性。如果發現電磁閥有漏水現象或開閉不及時，可能是電磁閥內部的密封件損壞或有雜質堵塞，需要及時更換密封件或清洗電磁閥。一般可每隔半年對電磁閥進行一次檢查和維護。

4. 常見問題處理：如果自動補水裝置出現不補水或補水過多的情況，首先應檢查水位傳感器是否正常工作，包括檢查傳感器的連接線路是否松動、傳感器是否被污染等。其次，檢查補水電磁閥是否正常，如電磁閥是否通電、是否有異物卡住等。如果是控制器出現故障，可能需要專業人員對其進行維修或更換。例如，如果水位傳感器的浮子被雜質卡住，導致其無法準確感知水位變化，就可能會出現不補水或補水異常的情況，此時只需清理浮子和傳感器周圍的雜質即可解決問題。

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