標題生化實驗室實施恒溫設計可行性及常用控制法

恒溫恒濕實驗室在幾何量、熱學、力學、電學四大計量領域中，對計量環境溫度要求較高的主要是長度計量領域，即便在長度計量領域，大部分計量檢定規程／校準規范對環境溫度的要求是在20℃±2℃的范圍內，只有少部分對溫度要求較高，如JJGl46-2003《量塊》檢定規程，要求量塊檢定時的環境溫度為20℃；恒溫恒濕實驗室在熱學計量領域，普遍對環境溫度要求不高。

恒溫恒濕實驗室如果將計量的環境溫度設置為18℃和22℃，是可以滿足大部分檢定規程的要求的，對于少部分規程、少部分參數要求環境溫度靠近20℃的，我們可以采取局部二次恒溫措施實現，同樣可以滿足規程或參數要求的環境溫度。

生化實驗室恒溫恒濕系統所采用的控制方法一般有三種：位式調節法、PLC直方圖控制法、智能控制法。 

位式調節法：又稱開關量法，就是當指標高于設定值時關閉系統，當指標低時再打開系統。這種方法被大多數的恒溫恒濕實驗室機組所采用，但此方法的能量消耗較大，控制上明顯滯后，且備品備件價格昂貴。

PLC直方圖控制法：  又稱動態調節法。PLC單板機是比較常見的一種儀表控制方式，PLC單板機與計算機通過常規接口連接，有使用者錯認為是計算機在控制恒溫恒濕實驗室的指標運行，其實在PLC直方圖控制法中，計算機扮演的角色只是簡單的數據采集及參數修改，真正的運算控制只能通過PLC單板機來完成。  

在恒溫恒濕實驗室的控制中，此方法的控制原理是：空調壓縮機連續運轉（空調機組有制冷和除濕的功能），使實驗室內溫度及濕度指標低于實驗室正常指標要求，再分別加熱及加濕，最后達到加熱量約等于制冷量，除濕量約等于加濕量，使實驗室指標達到動態平衡。 

一邊制冷一邊加熱、一邊除濕一邊加濕，此種方法是通過能量的相互損耗達到指標平衡的，因此這種方法的能耗是三種控制方法中最高的。恒溫恒濕實驗室PLC單板機的運算相對簡單，造成系統對外界的抗干擾能力也較差。 

智能控制法 ： 是采用以計算機為核心的控制系統，并配備高精度傳感器。此控制方式打破了傳統恒溫恒濕實驗室采用動態平衡及靜態平衡的兩種高能耗運行方式，使恒溫恒濕實驗室真正實現節能、高效、環保及超低維護率。 

恒溫恒濕實驗室此方法采用空調變頻器調節空調制冷量，在溫度平衡后，空調加熱量只略高于新風干擾源及實驗室內各種散熱及熱損耗之和。計算機在線跟蹤并計算需要補充熱量的大小，通過加熱智能模塊改變電加熱運行的電壓，達到改變并控制電加熱功率的作用，使實恒溫恒濕驗室內指標不受到外界及室內干擾源的干擾，達到溫度平衡，系統的溫度控制波動范圍在±o.2℃以內。系統既提高了精度，降低了能耗，又解決了傳統恒溫恒濕實驗室的控制滯后問題。 

半導體公司的數字化溫度傳感器生產的新一代具有微型化、低功耗、高性能、抗干擾能力強、易配微處理器等優點，特別適合于構成多點溫度測控系統。恒溫恒濕實驗室該器件是將半導體溫敏元件、A／D轉換器、存儲器等做在－－4很小的集成電路芯片上，傳感器直接輸出的就是溫度信號數字值。信號傳輸采用兩芯電纜構成的單總線結構。恒溫恒濕實驗室微控制器通過對器件的尋址，就可以讀取某一個傳感器的溫度值，從而簡化了信號采集系統的電路結構。