您可以將其理解為一個技術增強版的生化培養(yǎng)箱，它的核心任務是創(chuàng)造一個用戶設定的、長期穩(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，通常通過加熱和制冷兩個途徑來實現(xiàn)。

• 加熱系統(tǒng)：通常采用高性能的電加熱絲。當控制器檢測到箱內(nèi)溫度低于設定值時，會輸出功率給加熱絲，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)各個角落。

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

1. 壓縮機將氣態(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，從而實現(xiàn)降溫。

5. 汽化后的制冷劑回到壓縮機，完成一個循環(huán)。

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

• P（比例）：快速響應，縮小當前溫度與設定值的差距。

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

• D（微分）：預測未來。根據(jù)溫度變化趨勢提前進行調(diào)節(jié)，防止溫度過沖（overshoot）或下沖（undershoot）。
  通過自整定（Auto-tuning） 功能，控制器能自動找到最佳的PID參數(shù)，實現(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。濕度控制相對溫度控制更為復雜，因為它與溫度緊密耦合（空氣的相對濕度RH會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）：配備一個獨立的水箱和加熱裝置（鍋爐）。當需要加濕時，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、波動小。

• 少數(shù)設備采用超聲波加濕（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。當濕度過高時，系統(tǒng)會啟動壓縮機制冷，使蒸發(fā)器的翅片溫度降至露點溫度以下。箱內(nèi)潮濕的空氣流過冰冷的蒸發(fā)器時，空氣中的水蒸氣會冷凝成水珠，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)的絕對含水量。之后，空氣再被加熱到設定溫度，其相對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)每一個點的溫濕度都高度一致，避免出現(xiàn)局部偏差，空氣循環(huán)設計至關重要。

• 風扇：箱內(nèi)裝有強制對流風扇，提供穩(wěn)定的氣流。

• 風道設計：EYELA通常采用側(cè)面或背面出風、正面回風的立體循環(huán)風道。被調(diào)節(jié)好的溫濕空氣通過風扇送入風道，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，最后從正面回風口吸入，形成一個循環(huán)。這種設計確保了工作室內(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

這是整個設備的“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，能準確測量相對濕度（RH%）。

• 微電腦控制器：接收傳感器的信號，與用戶設定值進行比對，通過內(nèi)置的PID算法，精確計算并輸出指令，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（可設定不同時間段的溫濕度值）、數(shù)據(jù)記錄、故障報警和歷史查詢等功能。

?? 協(xié)同工作流程總結(jié)

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

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

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

• 若溫度低，則啟動加熱器。

• 若溫度高，則啟動壓縮機制冷。

• 若濕度低，則啟動鍋爐產(chǎn)生蒸汽加濕。

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

4. 均勻擴散：風扇將經(jīng)過調(diào)節(jié)的空氣通過精心設計的風道均勻地送入工作室的每個角落。

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

?? EYELA恒溫恒濕箱的典型應用領域

由于其的性能，它被廣泛應用于：

• 穩(wěn)定性測試：制藥行業(yè)（符合ICH指南）對藥品在長期（25℃/60%RH）、加速（40℃/75%RH）條件下的儲存測試。

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

• 科學研究：昆蟲飼養(yǎng)、植物生長研究、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）的耐候性試驗和保質(zhì)期評估。

總而言之，東京理化EYELA恒溫恒濕箱通過其精密的硬件設計和智能的控制軟件，實現(xiàn)了對溫度和濕度這兩個耦合參數(shù)的高精度、高均勻性解耦控制，是現(xiàn)代科研和工業(yè)領域的關鍵設備。