恒溫恒濕試驗(yàn)箱：皓天鑫自主技術(shù)破解均勻性與防結(jié)露難題

我國(guó)制造業(yè)始終將產(chǎn)品質(zhì)量視為企業(yè)生存與發(fā)展的根本。如今，隨著新能源汽車、半導(dǎo)體、航空航天等制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，以及消費(fèi)電子、家用電器等行業(yè)對(duì)產(chǎn)品可靠性要求的日益提升，產(chǎn)品在研發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中需經(jīng)歷各種嚴(yán)苛自然環(huán)境的模擬測(cè)試。恒溫恒濕試驗(yàn)箱，作為航空、汽車、家電、科研等領(lǐng)域檢測(cè)設(shè)備，用于測(cè)試和確定電工、電子及其他產(chǎn)品及材料在進(jìn)行高溫、低溫、交變濕熱等試驗(yàn)后的參數(shù)及性能。如何確保環(huán)境模擬設(shè)備自身長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行并帶來(lái)控制精度，是制造業(yè)企業(yè)保障產(chǎn)品質(zhì)量的一道重要課題。

市場(chǎng)增長(zhǎng)與國(guó)產(chǎn)替代

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2025年中國(guó)恒溫恒濕試驗(yàn)箱市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)8.6億元，同比增速12.5%，較全球平均水平高出3.8個(gè)百分點(diǎn)，新能源汽車、半導(dǎo)體及生物醫(yī)藥領(lǐng)域的需求增速尤為突出，分別達(dá)15.3%和11.5%。全球環(huán)境試驗(yàn)儀器檢測(cè)設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)485億美元，恒溫恒濕試驗(yàn)箱作為核心細(xì)分品類，占據(jù)整體份額約19%。

在國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程中，國(guó)產(chǎn)品牌憑借性價(jià)比優(yōu)勢(shì)和快速響應(yīng)能力持續(xù)擴(kuò)大份額。截至2025年，國(guó)產(chǎn)品牌在常規(guī)溫度范圍設(shè)備領(lǐng)域已具備進(jìn)口替代能力，國(guó)產(chǎn)設(shè)備市占率提升至約75%，精密控制器本土替代率已達(dá)67%。皓天鑫作為國(guó)產(chǎn)品牌代表之一，扎根于東莞制造業(yè)基地，以自主研發(fā)能力為核心驅(qū)動(dòng)力，在恒溫恒濕試驗(yàn)設(shè)備領(lǐng)域形成了涵蓋恒溫恒濕試驗(yàn)箱、高低溫濕熱試驗(yàn)箱、快速溫度變化試驗(yàn)箱、冷熱沖擊試驗(yàn)箱等品類的產(chǎn)品矩陣。

復(fù)雜環(huán)境模擬背后的技術(shù)挑戰(zhàn)

恒溫恒濕試驗(yàn)箱能夠模擬高低溫交變、濕熱循環(huán)等多種自然環(huán)境，對(duì)產(chǎn)品及材料的耐寒、耐熱、耐濕、耐干性能進(jìn)行評(píng)估。其工作原理涉及調(diào)溫（加溫、制冷）和增濕兩大部分協(xié)同工作：通過(guò)安裝在箱體內(nèi)頂部的旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇實(shí)現(xiàn)空氣循環(huán)，由內(nèi)置溫濕度傳感器采集數(shù)據(jù)，經(jīng)控制器處理分析，通過(guò)空氣加熱單元、冷凝管以及水槽內(nèi)加熱蒸發(fā)單元來(lái)完成溫濕度調(diào)節(jié)。溫度調(diào)節(jié)是通過(guò)溫度傳感器采集數(shù)據(jù)，經(jīng)控制器調(diào)節(jié)接通空氣加熱單元或制冷電磁閥來(lái)實(shí)現(xiàn)；濕度調(diào)節(jié)則通過(guò)濕度傳感器控制水槽加熱元件增加箱內(nèi)濕度或調(diào)節(jié)制冷電磁閥進(jìn)行除濕。

但在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，恒溫恒濕試驗(yàn)箱面臨著一些共性技術(shù)難題。濕度傳感器長(zhǎng)期處于高濕、粉塵環(huán)境下工作時(shí)，表面易附著水垢、灰塵與雜質(zhì)，可能導(dǎo)致傳感數(shù)據(jù)失真、反饋偏差，引發(fā)設(shè)備加濕和除濕程序誤判-。電子式濕度傳感器年漂移量一般約為±2%，溫度傳感器年漂移量也在此量級(jí)，長(zhǎng)期運(yùn)行后檢測(cè)精度下降，直接影響了試驗(yàn)結(jié)果的可信度-。此外，試驗(yàn)箱在高濕低溫工況下運(yùn)行時(shí)，蒸發(fā)器表面可能出現(xiàn)結(jié)霜現(xiàn)象。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到蒸發(fā)器表面溫度接近露點(diǎn)閾值時(shí)，需啟動(dòng)除霜程序；若除霜過(guò)程控制不當(dāng)或傳感器信號(hào)漂移嚴(yán)重，可能導(dǎo)致霜層持續(xù)累積，堵塞循環(huán)風(fēng)道，使設(shè)備無(wú)法正常工作-。

風(fēng)道系統(tǒng)同樣是影響試驗(yàn)精度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)恒溫恒濕試驗(yàn)箱的風(fēng)道設(shè)計(jì)若存在氣流死角和渦流區(qū)域，會(huì)造成箱內(nèi)溫度場(chǎng)和濕度場(chǎng)分布不均，直接影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)的一致性和可比性。空氣循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)合理性直接決定了試驗(yàn)箱能否維持均勻穩(wěn)定的溫濕度環(huán)境-。

皓天鑫恒溫恒濕試驗(yàn)箱的核心技術(shù)應(yīng)對(duì)

為有效應(yīng)對(duì)上述行業(yè)共性難題，皓天鑫在核心技術(shù)上持續(xù)深耕，形成了多項(xiàng)自主創(chuàng)新成果。

在傳感器精度保障方面，皓天鑫恒溫恒濕試驗(yàn)箱搭載進(jìn)口微電腦溫濕度集成控制器，配合高精度PT100測(cè)溫傳感器，溫度均勻度可達(dá)±1℃，優(yōu)于國(guó)標(biāo)±2℃的精度要求。皓天鑫SMC-225PF經(jīng)典機(jī)型經(jīng)大量用戶實(shí)際驗(yàn)證，實(shí)測(cè)箱內(nèi)多點(diǎn)溫差不到0.8℃，滿足國(guó)標(biāo)及軍標(biāo)要求。其溫控波動(dòng)度控制在±0.3℃以內(nèi)，均勻度優(yōu)于±0.5℃，為用戶在嚴(yán)苛環(huán)境下的測(cè)試數(shù)據(jù)可靠性提供了有力保障。

在風(fēng)道優(yōu)化與溫濕度均勻性方面，皓天鑫通過(guò)流體力學(xué)仿真對(duì)風(fēng)道結(jié)構(gòu)進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化。采用頂部多風(fēng)口對(duì)稱送風(fēng)與底部雙側(cè)回風(fēng)的立體循環(huán)模式，在風(fēng)道內(nèi)壁做圓角過(guò)渡處理以消除直角渦流區(qū)，同時(shí)增設(shè)流線型導(dǎo)流板，引導(dǎo)氣流平穩(wěn)擴(kuò)散、實(shí)現(xiàn)全覆蓋-。經(jīng)第三方機(jī)構(gòu)按標(biāo)準(zhǔn)布點(diǎn)檢測(cè)，優(yōu)化后的腔內(nèi)溫度均勻性達(dá)到±0.5℃，濕度均勻性達(dá)到±2% RH，較優(yōu)化前分別提升40%和35%，能耗降低15%-。合理的風(fēng)道設(shè)計(jì)配合長(zhǎng)軸風(fēng)扇電機(jī)及不銹鋼多翼式葉輪，確保了箱內(nèi)氣流垂直對(duì)流循環(huán)的強(qiáng)度與穩(wěn)定性。

在防結(jié)露與除霜控制方面，皓天鑫恒溫恒濕試驗(yàn)箱采用了多重防結(jié)露設(shè)計(jì)。觀察窗采用多層中空鋼化玻璃，內(nèi)側(cè)膠合片式導(dǎo)電膜具備加熱除霜功能，可清晰觀察試驗(yàn)過(guò)程。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到蒸發(fā)器表面溫度接近露點(diǎn)閾值時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)微加熱除霜模式，通過(guò)PTC加熱片對(duì)蒸發(fā)器進(jìn)行30至60秒的脈沖式加熱，在不中斷主試驗(yàn)程序的前提下將表面溫度維持在5至8℃，有效防止霜層堆積，保障設(shè)備在低溫高濕工況下的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行-。

在節(jié)能降耗方面，皓天鑫推出了新一代節(jié)能試驗(yàn)箱，采用變頻壓縮機(jī)、智能保溫層和余熱回收系統(tǒng)等多維度節(jié)能技術(shù)。變頻壓縮機(jī)根據(jù)箱內(nèi)溫濕度變化自動(dòng)調(diào)節(jié)功率，減少頻繁啟停帶來(lái)的無(wú)效能耗；保溫層采用復(fù)合隔熱材料，熱損耗率下降28%。經(jīng)第三方機(jī)構(gòu)檢測(cè)，單臺(tái)設(shè)備年均節(jié)電可達(dá)4200度，能耗降低32%的同時(shí)測(cè)試精度符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備使用壽命也延長(zhǎng)15%-。

從2021年交付2臺(tái)設(shè)備到2026年的18臺(tái)復(fù)購(gòu)，皓天鑫已在國(guó)內(nèi)科研院所和制造業(yè)企業(yè)中獲得持續(xù)認(rèn)可。憑借扎實(shí)的硬件配置、嚴(yán)格的質(zhì)量管控和覆蓋全國(guó)的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，皓天鑫正以自主技術(shù)升級(jí)推動(dòng)中國(guó)環(huán)境模擬測(cè)試設(shè)備的品質(zhì)提升，助力制造業(yè)企業(yè)筑牢產(chǎn)品質(zhì)量的堅(jiān)實(shí)防線。