您可以將其理解為一個(gè)技術(shù)增強(qiáng)版的生化培養(yǎng)箱，它的核心任務(wù)是創(chuàng)造一個(gè)用戶設(shè)定的、長(zhǎng)期穩(wěn)定且高度均勻的溫度和濕度環(huán)境，并能精確模擬各種復(fù)雜條件。其工作原理是制冷、加熱、加濕、除濕四大系統(tǒng)在智能控制器的指揮下協(xié)同工作的結(jié)果。

以下是其核心系統(tǒng)的工作原理：

??? 1. 溫度控制系統(tǒng)

溫度控制是基礎(chǔ)，通常通過加熱和制冷兩個(gè)途徑來實(shí)現(xiàn)。

• 加熱系統(tǒng)：通常采用高性能的電加熱絲。當(dāng)控制器檢測(cè)到箱內(nèi)溫度低于設(shè)定值時(shí)，會(huì)輸出功率給加熱絲，使其發(fā)熱。熱量通過空氣循環(huán)系統(tǒng)均勻散布到箱內(nèi)各個(gè)角落。

• 制冷系統(tǒng)：這是實(shí)現(xiàn)低溫恒溫和除濕功能的關(guān)鍵。通常采用機(jī)械壓縮機(jī)制冷（型號(hào)采用變頻壓縮機(jī)），其原理與空調(diào)、冰箱類似：

1. 壓縮機(jī)將氣態(tài)制冷劑壓縮為高溫高壓氣體。

2. 經(jīng)冷凝器散熱后，變?yōu)橹袦馗邏阂后w。

3. 通過毛細(xì)管或膨脹閥節(jié)流，變?yōu)榈蜏氐蛪旱撵F狀液體。

4. 在蒸發(fā)器中，制冷劑吸收箱內(nèi)空氣的熱量并汽化，從而實(shí)現(xiàn)降溫。

5. 汽化后的制冷劑回到壓縮機(jī)，完成一個(gè)循環(huán)。

• 控制核心——PID控制器：溫度控制絕非簡(jiǎn)單的“開和關(guān)"。EYELA采用先進(jìn)的PID（比例-積分-微分）控制算法，它能夠：

• P（比例）：快速響應(yīng)，縮小當(dāng)前溫度與設(shè)定值的差距。

• I（積分）：消除靜差。即使溫差很小但持續(xù)存在，它會(huì)逐漸加大調(diào)節(jié)力度，直到消除誤差。

• D（微分）：預(yù)測(cè)未來。根據(jù)溫度變化趨勢(shì)提前進(jìn)行調(diào)節(jié)，防止溫度過沖（overshoot）或下沖（undershoot）。
  通過自整定（Auto-tuning） 功能，控制器能自動(dòng)找到最佳的PID參數(shù)，實(shí)現(xiàn)±0.1℃ ~ ±1.0℃的高精度溫度穩(wěn)定性。

?? 2. 濕度控制系統(tǒng)

這是恒溫恒濕箱區(qū)別于普通烘箱或培養(yǎng)箱的核心。濕度控制相對(duì)溫度控制更為復(fù)雜，因?yàn)樗c溫度緊密耦合（空氣的相對(duì)濕度RH會(huì)隨溫度變化而劇烈變化）。

• 加濕系統(tǒng)：

•  boiler蒸汽加濕（常見于EYELA等品牌）：配備一個(gè)獨(dú)立的水箱和加熱裝置（鍋爐）。當(dāng)需要加濕時(shí)，控制器加熱鍋爐內(nèi)的水，產(chǎn)生純凈的蒸汽，然后通過管道將蒸汽注入到空氣循環(huán)通道中。這種方式加濕速度快、控制精度高、波動(dòng)小。

• 少數(shù)設(shè)備采用超聲波加濕（通過超聲波霧化片產(chǎn)生水霧），但蒸汽加濕是更主流和可靠的方式。

• 除濕系統(tǒng)：

• 制冷凝露除濕：這是最核心的除濕方式。當(dāng)濕度過高時(shí)，系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)壓縮機(jī)制冷，使蒸發(fā)器的翅片溫度降至露點(diǎn)溫度以下。箱內(nèi)潮濕的空氣流過冰冷的蒸發(fā)器時(shí)，空氣中的水蒸氣會(huì)冷凝成水珠，附著在蒸發(fā)器上并流向下方的排水孔，從而有效降低箱內(nèi)的絕對(duì)含水量。之后，空氣再被加熱到設(shè)定溫度，其相對(duì)濕度也就顯著降低了。

??? 3. 空氣循環(huán)與均勻系統(tǒng)

為了保證箱體內(nèi)每一個(gè)點(diǎn)的溫濕度都高度一致，避免出現(xiàn)局部偏差，空氣循環(huán)設(shè)計(jì)至關(guān)重要。

• 風(fēng)扇：箱內(nèi)裝有強(qiáng)制對(duì)流風(fēng)扇，提供穩(wěn)定的氣流。

• 風(fēng)道設(shè)計(jì)：EYELA通常采用側(cè)面或背面出風(fēng)、正面回風(fēng)的立體循環(huán)風(fēng)道。被調(diào)節(jié)好的溫濕空氣通過風(fēng)扇送入風(fēng)道，然后從箱壁兩側(cè)或后部的孔隙中均勻、柔和地吹入工作室，最后從正面回風(fēng)口吸入，形成一個(gè)循環(huán)。這種設(shè)計(jì)確保了工作室內(nèi)部沒有氣流死角，溫濕度均勻性佳。

?? 4. 智能控制系統(tǒng)與傳感器

這是整個(gè)設(shè)備的“大腦"和“感覺器官"。

• 溫度傳感器：通常采用高精度的鉑電阻（Pt100），提供準(zhǔn)確的溫度反饋。

• 濕度傳感器：通常采用電容式高分子薄膜濕度傳感器，能準(zhǔn)確測(cè)量相對(duì)濕度（RH%）。

• 微電腦控制器：接收傳感器的信號(hào)，與用戶設(shè)定值進(jìn)行比對(duì)，通過內(nèi)置的PID算法，精確計(jì)算并輸出指令，協(xié)調(diào)加熱、制冷、加濕、除濕四大執(zhí)行元件的工作。現(xiàn)代恒溫恒濕箱通常配備彩色觸摸屏，支持多段程序編程（可設(shè)定不同時(shí)間段的溫濕度值）、數(shù)據(jù)記錄、故障報(bào)警和歷史查詢等功能。

?? 協(xié)同工作流程總結(jié)

1. 用戶設(shè)定：通過觸摸屏設(shè)定目標(biāo)溫度（如40℃）和濕度（如93%RH），并可能編寫一個(gè)多段程序。

2. 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：Pt100溫度傳感器和電容式濕度傳感器持續(xù)監(jiān)測(cè)箱內(nèi)環(huán)境。

3. 智能決策：控制器將監(jiān)測(cè)值與設(shè)定值比較，通過PID算法決定如何操作：

• 若溫度低，則啟動(dòng)加熱器。

• 若溫度高，則啟動(dòng)壓縮機(jī)制冷。

• 若濕度低，則啟動(dòng)鍋爐產(chǎn)生蒸汽加濕。

• 若濕度高，則啟動(dòng)壓縮機(jī)制冷（使蒸發(fā)器結(jié)露）進(jìn)行除濕，同時(shí)可能需要配合加熱器來精確控制除濕后的溫度。

4. 均勻擴(kuò)散：風(fēng)扇將經(jīng)過調(diào)節(jié)的空氣通過精心設(shè)計(jì)的風(fēng)道均勻地送入工作室的每個(gè)角落。

5. 持續(xù)循環(huán)與記錄：這個(gè)過程24小時(shí)不間斷循環(huán)，控制器持續(xù)進(jìn)行微秒級(jí)的微調(diào)，以抵抗外界干擾，并記錄全部運(yùn)行數(shù)據(jù)和曲線。

?? EYELA恒溫恒濕箱的典型應(yīng)用領(lǐng)域

由于其的性能，它被廣泛應(yīng)用于：

• 穩(wěn)定性測(cè)試：制藥行業(yè)（符合ICH指南）對(duì)藥品在長(zhǎng)期（25℃/60%RH）、加速（40℃/75%RH）條件下的儲(chǔ)存測(cè)試。

• 材料測(cè)試：測(cè)試電子產(chǎn)品、塑料、涂料、紡織品等在特定溫濕度環(huán)境下的老化、性能變化和壽命測(cè)試。

• 科學(xué)研究：昆蟲飼養(yǎng)、植物生長(zhǎng)研究、微生物在不同濕度下的培養(yǎng)等。

• 質(zhì)量控制：各種工業(yè)產(chǎn)品（食品、化妝品等）的耐候性試驗(yàn)和保質(zhì)期評(píng)估。

總而言之，東京理化EYELA恒溫恒濕箱通過其精密的硬件設(shè)計(jì)和智能的控制軟件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫度和濕度這兩個(gè)耦合參數(shù)的高精度、高均勻性解耦控制，是現(xiàn)代科研和工業(yè)領(lǐng)域的關(guān)鍵設(shè)備。