高低溫濕熱試驗(yàn)箱的選型和使用注意事項(xiàng)

高低溫濕熱試驗(yàn)箱的選型和使用注意事項(xiàng)

　　高低溫恒溫恒濕試驗(yàn)箱的選型，觸及到多方面的參數(shù)，以及需求抵達(dá)的實(shí)驗(yàn)請(qǐng)求，需求很全面的理解它。下面上海博翎工程師就濕熱實(shí)驗(yàn)箱作細(xì)致的闡明，以利于用戶(hù)恰當(dāng)?shù)倪x擇：

　　一、首先是濕度范圍的選擇

　　國(guó)內(nèi)外環(huán)境實(shí)驗(yàn)箱給出的濕度指標(biāo)大都是20～98％RH或30～98％RH，假如溫濕度實(shí)驗(yàn)箱沒(méi)有除濕系統(tǒng)，則濕度范圍為60～98％，這一類(lèi)實(shí)驗(yàn)箱只能做上下溫實(shí)驗(yàn)箱，但它的價(jià)錢(qián)低得多。值得留意的是在濕度指標(biāo)后面應(yīng)該注明相應(yīng)的溫度范圍，或給出zui低露點(diǎn)溫度。由于相對(duì)濕度是與溫度直接相關(guān)的，關(guān)于同樣的含濕量，溫度越高，相對(duì)濕度就越小，如含濕量為5g/Kg（指1公斤干空氣中含有5克的水蒸汽），當(dāng)溫度為29℃時(shí)，相對(duì)濕度為20％RH，溫度為6℃時(shí)，相對(duì)濕度為90％RH，當(dāng)溫度降至4℃以下，相對(duì)濕度超越100％，在箱體內(nèi)會(huì)呈現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。

　　完成高溫、高濕只需求往箱體空氣中噴水蒸汽或霧化的水珠，停止加濕。低溫低濕則相對(duì)難于控制，由于此時(shí)的含濕量很低，有時(shí)比大氣中的含濕量低很多，需求對(duì)箱體內(nèi)活動(dòng)的空氣除濕，使空氣變得枯燥。目前國(guó)內(nèi)外絕大多數(shù)的溫濕度實(shí)驗(yàn)箱都采用制冷除濕的原理，是在箱體的空氣預(yù)調(diào)室內(nèi)加一組制冷光管。當(dāng)濕空氣經(jīng)過(guò)冷管時(shí)，其相對(duì)濕度會(huì)到達(dá)100％RH，因空氣飽和在光管上結(jié)露，使空氣變得更枯燥。這種除濕方式理論上可到達(dá)零度以下的露點(diǎn)溫度，但是當(dāng)冷點(diǎn)外表溫度抵達(dá)0℃時(shí)，光管外表結(jié)露的水滴會(huì)結(jié)冰，從而影響光管外表的熱交流，使除濕才能降落。又由于箱體不可能密封，大氣中的濕空氣會(huì)滲入到箱體內(nèi)，使露點(diǎn)溫度上升。

　　另一方面，在光管間活動(dòng)的濕空氣只是在和光管（冷點(diǎn)）接觸的霎時(shí)到達(dá)飽和狀態(tài)而析出水蒸汽，因而這種除濕辦法很難使箱體內(nèi)的露點(diǎn)溫度在到0℃以下。實(shí)踐所到達(dá)的zui低露點(diǎn)溫度為5～7℃。露點(diǎn)溫度5℃相當(dāng)于含濕量為0.0055g/Kg，對(duì)應(yīng)相對(duì)濕度20％RH的溫度為30℃。假如請(qǐng)求溫度20℃時(shí)相對(duì)濕度到達(dá)20％RH，此時(shí)的露點(diǎn)溫度為－3℃，采用致冷方式除濕是很艱難的，所以在做低溫低濕環(huán)境測(cè)試時(shí)選用空氣枯燥系統(tǒng)。

　　二、實(shí)驗(yàn)箱工作室內(nèi)的環(huán)境

　　參數(shù)〔如溫度、濕度等〕的精度指標(biāo)都是在空載狀態(tài)下檢測(cè)的結(jié)果，一旦置入被實(shí)驗(yàn)件后，對(duì)實(shí)驗(yàn)箱工作腔內(nèi)環(huán)境參數(shù)的平均性將產(chǎn)生影響，實(shí)驗(yàn)件占有的空間越大，這種影響也就越嚴(yán)重。實(shí)測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)明，流場(chǎng)中頂風(fēng)面與背風(fēng)面的溫差可到達(dá)3～8℃，嚴(yán)重時(shí)可大到10℃以上。因而，必需盡量滿(mǎn)足a〕、b〕兩項(xiàng)請(qǐng)求，以保證被試產(chǎn)品四周環(huán)境參數(shù)的平均性。依據(jù)熱傳導(dǎo)的原理，箱壁左近氣流的溫度通常與流場(chǎng)中心溫度相差2～3℃，在上下溫的上下xian時(shí)，還可能到達(dá)5℃。箱壁的溫度與箱壁左近流場(chǎng)的溫度又相差2～3℃（視箱壁的構(gòu)造和資料而定）實(shí)驗(yàn)溫度與外界大氣環(huán)境相差越大，上述溫差也越大，因而，距箱壁（100～150mm）間隔內(nèi)的空間是不可應(yīng)用空間。溫度范圍的選擇目前，國(guó)外溫度實(shí)驗(yàn)箱的范圍大致上為－73～＋177℃，或－70～＋180℃。國(guó)內(nèi)多數(shù)廠(chǎng)家普通為－80～＋130℃，－60～＋130℃，－40～＋130℃，也有高溫到150℃。這些溫度范圍通常能夠滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)民用產(chǎn)品溫度實(shí)驗(yàn)的需求，除非確有特殊需求，如裝置位置靠近發(fā)起機(jī)等熱源的產(chǎn)品外，不可自覺(jué)進(jìn)步溫度上限。

　　由于上限溫度越高，箱體內(nèi)外的溫差越大，箱體內(nèi)部流場(chǎng)的平均性也越差。可應(yīng)用的工作室體積也就越小。另一方面，上限溫度值越高，對(duì)箱壁夾層中保溫資料（如玻璃棉等）的耐熱性請(qǐng)求越高。箱體密封性的請(qǐng)求也越高，使箱體的制造本錢(qián)增加。

　　三、實(shí)驗(yàn)箱容積的選擇

　　將被試產(chǎn)品（元器件、組件、部件或整機(jī)）置入氣候環(huán)境箱停止實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了保證被試產(chǎn)品四周氛圍能滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)則的環(huán)境實(shí)驗(yàn)條件，氣候箱工作尺寸與被試產(chǎn)品外廓尺寸之間應(yīng)遵照以下幾點(diǎn)規(guī)則：

　　1.被試產(chǎn)品的體積（W×D×H）不得超越實(shí)驗(yàn)箱有效工作空間的（20～35）％（引薦選用20％）。關(guān)于在實(shí)驗(yàn)中發(fā)熱的產(chǎn)品引薦選用不大于10％。

　　2.被試產(chǎn)品的頂風(fēng)斷面積與該斷面上實(shí)驗(yàn)箱工作室總面積之比不大于（35～50）％（引薦選用35％）。

　　3.被試產(chǎn)品外廓外表距實(shí)驗(yàn)箱壁的間隔至少堅(jiān)持100～150mm，（引薦選用150mm）。

　　上述三點(diǎn)規(guī)則實(shí)踐上是互相依存和統(tǒng)一的。以1立方米正方體箱子為例，面積比為1：（0.35～0.5）相當(dāng)于體積之比為1：（0.207～0.354）。距箱壁100～150mm相當(dāng)于體積之比為1：（0.343～0.512）?？偫ㄉ鲜鋈c(diǎn)規(guī)則，氣候環(huán)境實(shí)驗(yàn)箱的工作腔容積至少應(yīng)是被試產(chǎn)品外廓體積的3～5倍。

　　作出這種規(guī)則的理由是由于被實(shí)驗(yàn)件置入箱體后擠占了流利的通道，通道變窄將招致氣流流速的增加。加速氣流與被實(shí)驗(yàn)件之間的熱交流。這與環(huán)境條件的再現(xiàn)不符，由于在有關(guān)規(guī)范中對(duì)觸及溫度環(huán)境實(shí)驗(yàn)都規(guī)則實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)實(shí)驗(yàn)樣件四周的空氣流速不應(yīng)超越1.7m/s，以避免實(shí)驗(yàn)樣件和四周氛圍產(chǎn)生不契合實(shí)踐的熱傳導(dǎo)。在空載時(shí)實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)均勻風(fēng)速為0.6～0.8m/s，不超越1m/s，滿(mǎn)足a）、b）兩點(diǎn)請(qǐng)求所規(guī)則的空間及面積比時(shí)，流場(chǎng)的風(fēng)速可能增大（50～100）％，均勻zui高風(fēng)速為（1～1.7）m/s。滿(mǎn)足規(guī)范規(guī)則的請(qǐng)求。假如在實(shí)驗(yàn)中不加限制地加大實(shí)驗(yàn)件的體積或頂風(fēng)斷面積，則實(shí)踐實(shí)驗(yàn)時(shí)氣流風(fēng)速將增大到超出實(shí)驗(yàn)規(guī)范所規(guī)則的zui高風(fēng)速，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果的有效性將遭到疑心。

　　四、控制方式的選擇：（恒定溫濕度和溫濕度交變-即單點(diǎn)式和可程式）

　　溫濕度實(shí)驗(yàn)箱有上下溫實(shí)驗(yàn)箱、高低溫恒溫恒濕試驗(yàn)箱兩種狀況。普通的上下溫實(shí)驗(yàn)箱普通指的是上下溫實(shí)驗(yàn)箱，其控制方式為：設(shè)定一個(gè)目的溫度，實(shí)驗(yàn)箱具有自動(dòng)恒溫到目的溫度點(diǎn)的才能。高低溫恒溫恒濕試驗(yàn)箱的控制控制方式也相似，設(shè)定一個(gè)目的溫度、濕度點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)箱具有自動(dòng)恒溫到目的溫度、濕度點(diǎn)的才能。上下溫交變實(shí)驗(yàn)箱具有設(shè)定一條或者多條上下溫變化、循環(huán)的程序，實(shí)驗(yàn)箱有才能依據(jù)預(yù)置的曲線(xiàn)完成實(shí)驗(yàn)過(guò)程，并且能夠在zui大升溫、降溫速率才能的范圍內(nèi)，控制升溫、降溫的速率，即能夠依據(jù)設(shè)定的曲線(xiàn)的斜率控制升溫、降溫速率。同樣，高低溫恒溫恒濕試驗(yàn)箱也具有預(yù)置溫度、濕度曲線(xiàn)，并且依據(jù)預(yù)置停止控制的才能。

　　五、變溫速率的選擇

　　普通的上下溫實(shí)驗(yàn)箱沒(méi)有降溫速度的指標(biāo)，從環(huán)境溫度降溫到標(biāo)稱(chēng)的zui低溫度的時(shí)間普通為90～120min。上下溫沖擊實(shí)驗(yàn)箱、高低溫恒溫恒濕試驗(yàn)箱都有變溫速度的請(qǐng)求，其變溫速率普通請(qǐng)求1℃/min，在此速率的范圍內(nèi)速度可調(diào)。而快速溫度變化實(shí)驗(yàn)箱的變溫速率較快，升溫、降溫速率能夠到達(dá)3℃/min～15℃/min，在某些溫度段升溫、降溫速率以至能夠到達(dá)30℃/min以上。各種規(guī)格、速度的高低溫恒溫恒濕試驗(yàn)箱的溫度范圍普通都是相同的，即－60～＋130℃，但考核降溫速度的變溫范圍卻不盡相同，依據(jù)實(shí)驗(yàn)不同的實(shí)驗(yàn)請(qǐng)求，高低溫恒溫恒濕試驗(yàn)箱變溫范圍有的是－55～＋80℃，而有的是－40～＋80℃。關(guān)于快速溫度變化實(shí)驗(yàn)箱的變溫速率有兩種提法。

　　目前國(guó)外各環(huán)境實(shí)驗(yàn)設(shè)備消費(fèi)廠(chǎng)家提供的變溫速率的技術(shù)參數(shù)都是指的全程均勻速率。線(xiàn)形升降溫速度指在恣意的每5min時(shí)間段內(nèi)，可以保證的變溫速率。而實(shí)踐上關(guān)于快速溫度變化實(shí)驗(yàn)箱來(lái)說(shuō)，保證線(xiàn)形升降溫速度的難度zui大、zui關(guān)鍵的一段是，在降溫段zui后的一個(gè)5min的時(shí)間段內(nèi)，實(shí)驗(yàn)箱能夠到達(dá)的降溫速率。從某種角度講，線(xiàn)形升降溫速度（每5min均勻速度）更科學(xué)。因而實(shí)驗(yàn)設(shè)備具有全程均勻升降溫速度和線(xiàn)形升降溫速度（每5min均勻速度）這兩個(gè)參數(shù)。普通來(lái)說(shuō)，線(xiàn)形升降溫速度（每5min均勻速度）是全程均勻升降溫速度的1/2。

　　六、溫度動(dòng)搖度

　　溫度動(dòng)搖是一個(gè)比擬容易完成的參數(shù)，一切環(huán)境實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠(chǎng)家消費(fèi)的多數(shù)的實(shí)驗(yàn)箱實(shí)踐的溫度動(dòng)搖都能夠控制在±0.3℃的范圍以?xún)?nèi)。

　　七、風(fēng)速

　　有關(guān)規(guī)范規(guī)則，停止環(huán)境實(shí)驗(yàn)時(shí)溫濕箱內(nèi)的風(fēng)速應(yīng)小于1.7m/s，關(guān)于實(shí)驗(yàn)自身來(lái)說(shuō)，風(fēng)速越小越好，風(fēng)速過(guò)大會(huì)加速實(shí)驗(yàn)件外表與箱體內(nèi)活動(dòng)氣流的熱交流，于實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性不利。但為了保證實(shí)驗(yàn)箱工作室內(nèi)的平均性，實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)具有循環(huán)風(fēng)是必需的。但是快速溫度變化實(shí)驗(yàn)箱以及溫度、濕度、振動(dòng)等多要素綜合環(huán)境實(shí)驗(yàn)箱，為追求變溫速率，必需加快箱體內(nèi)循環(huán)氣流的流速，風(fēng)速通常在2～3m/s。因而，關(guān)于不同的運(yùn)用目的，風(fēng)速的限制是不一樣的。

　　八、溫度場(chǎng)平均度

　　為了更正確地模仿產(chǎn)品在自然界所遭受的實(shí)踐環(huán)境情況，在環(huán)境實(shí)驗(yàn)中必需保證被試產(chǎn)品的周邊處在同一溫度環(huán)境條件下，為此，必需對(duì)實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的溫度梯度和溫度的動(dòng)搖度加以限制。

　　九、冷卻方式選擇

　　實(shí)驗(yàn)箱假如帶有制冷系統(tǒng)，制冷系統(tǒng)需求停止冷卻。實(shí)驗(yàn)箱有風(fēng)冷、水冷兩種方式。

　　十、濕度的精度控制

　　環(huán)境實(shí)驗(yàn)箱中丈量濕度多數(shù)是采用干濕球法，環(huán)境實(shí)驗(yàn)設(shè)備的制造規(guī)范GB請(qǐng)求，相對(duì)濕度偏向應(yīng)在±２％RH。為滿(mǎn)足濕度控制精度的請(qǐng)求，溫濕度實(shí)驗(yàn)箱的溫度控制精度較高，溫度動(dòng)搖普通小于±0.2℃。否則很難到達(dá)濕度控制精度的請(qǐng)求。