高低溫濕熱試驗箱的選型和使用注意事項

　　高低溫恒溫恒濕試驗箱的選型，觸及到多方面的參數(shù)，以及需求抵達的實驗請求，需求很全面的理解它。下面上海博翎工程師就濕熱實驗箱作細致的闡明，以利于用戶恰當(dāng)?shù)倪x擇：

　　一、首先是濕度范圍的選擇

　　國內(nèi)外環(huán)境實驗箱給出的濕度指標(biāo)大都是20～98％RH或30～98％RH，假如溫濕度實驗箱沒有除濕系統(tǒng)，則濕度范圍為60～98％，這一類實驗箱只能做上下溫實驗箱，但它的價錢低得多。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低露點溫度。由于相對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，相對濕度為20％RH，溫度為6℃時，相對濕度為90％RH，當(dāng)溫度降至4℃以下，相對濕度超越100％，在箱體內(nèi)會呈現(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。低溫低濕則相對難于控制，由于此時的含濕量很低，有時比大氣中的含濕量低很多，需求對箱體內(nèi)活動的空氣除濕，使空氣變得枯燥。目前國內(nèi)外絕大多數(shù)的溫濕度實驗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)過冷管時，其相對濕度會到達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零度以下的露點溫度，但是當(dāng)冷點外表溫度抵達0℃時，光管外表結(jié)露的水滴會結(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，大氣中的濕空氣會滲入到箱體內(nèi)，使露點溫度上升。

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

　　二、實驗箱工作室內(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)下檢測的結(jié)果，一旦置入被實驗件后，對實驗箱工作腔內(nèi)環(huán)境參數(shù)的平均性將產(chǎn)生影響，實驗件占有的空間越大，這種影響也就越嚴(yán)重。實測實驗數(shù)據(jù)標(biāo)明，流場中頂風(fēng)面與背風(fēng)面的溫差可到達3～8℃，嚴(yán)重時可大到10℃以上。因而，必需盡量滿足a〕、b〕兩項請求，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中心溫度相差2～3℃，在上下溫的上下xian時，還可能到達5℃。箱壁的溫度與箱壁左近流場的溫度又相差2～3℃（視箱壁的構(gòu)造和資料而定）實驗溫度與外界大氣環(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，國外溫度實驗箱的范圍大致上為－73～＋177℃，或－70～＋180℃。國內(nèi)多數(shù)廠家普通為－80～＋130℃，－60～＋130℃，－40～＋130℃，也有高溫到150℃。這些溫度范圍通常能夠滿足國內(nèi)絕大多數(shù)民用產(chǎn)品溫度實驗的需求，除非確有特殊需求，如裝置位置靠近發(fā)起機等熱源的產(chǎn)品外，不可自覺進步溫度上限。

　　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，對箱壁夾層中保溫資料（如玻璃棉等）的耐熱性請求越高。箱體密封性的請求也越高，使箱體的制造本錢增加。

　　三、實驗箱容積的選擇

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

　　1.被試產(chǎn)品的體積（W×D×H）不得超越實驗箱有效工作空間的（20～35）％（引薦選用20％）。關(guān)于在實驗中發(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驗箱工作室總面積之比不大于（35～50）％（引薦選用35％）。

　　3.被試產(chǎn)品外廓外表距實驗箱壁的間隔至少堅持100～150mm，（引薦選用150mm）。

　　上述三點規(guī)則實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）。總括上述三點規(guī)則，氣候環(huán)境實驗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驗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。加速氣流與被實驗件之間的熱交流。這與環(huán)境條件的再現(xiàn)不符，由于在有關(guān)規(guī)范中對觸及溫度環(huán)境實驗都規(guī)則實驗箱內(nèi)實驗樣件四周的空氣流速不應(yīng)超越1.7m/s，以避免實驗樣件和四周氛圍產(chǎn)生不契合實踐的熱傳導(dǎo)。在空載時實驗箱內(nèi)均勻風(fēng)速為0.6～0.8m/s，不超越1m/s，滿足a）、b）兩點請求所規(guī)則的空間及面積比時，流場的風(fēng)速可能增大（50～100）％，均勻zui高風(fēng)速為（1～1.7）m/s。滿足規(guī)范規(guī)則的請求。假如在實驗中不加限制地加大實驗件的體積或頂風(fēng)斷面積，則實踐實驗時氣流風(fēng)速將增大到超出實驗規(guī)范所規(guī)則的zui高風(fēng)速，其實驗結(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-即單點式和可程式）

　　溫濕度實驗箱有上下溫實驗箱、高低溫恒溫恒濕試驗箱兩種狀況。普通的上下溫實驗箱普通指的是上下溫實驗箱，其控制方式為：設(shè)定一個目的溫度，實驗箱具有自動恒溫到目的溫度點的才能。高低溫恒溫恒濕試驗箱的控制控制方式也相似，設(shè)定一個目的溫度、濕度點，實驗箱具有自動恒溫到目的溫度、濕度點的才能。上下溫交變實驗箱具有設(shè)定一條或者多條上下溫變化、循環(huán)的程序，實驗箱有才能依據(jù)預(yù)置的曲線完成實驗過程，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)定的曲線的斜率控制升溫、降溫速率。同樣，高低溫恒溫恒濕試驗箱也具有預(yù)置溫度、濕度曲線，并且依據(jù)預(yù)置停止控制的才能。

　　五、變溫速率的選擇

　　普通的上下溫實驗箱沒有降溫速度的指標(biāo)，從環(huán)境溫度降溫到標(biāo)稱的zui低溫度的時間普通為90～120min。上下溫沖擊實驗箱、高低溫恒溫恒濕試驗箱都有變溫速度的請求，其變溫速率普通請求1℃/min，在此速率的范圍內(nèi)速度可調(diào)。而快速溫度變化實驗箱的變溫速率較快，升溫、降溫速率能夠到達3℃/min～15℃/min，在某些溫度段升溫、降溫速率以至能夠到達30℃/min以上。各種規(guī)格、速度的高低溫恒溫恒濕試驗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)實驗不同的實驗請求，高低溫恒溫恒濕試驗箱變溫范圍有的是－55～＋80℃，而有的是－40～＋80℃。關(guān)于快速溫度變化實驗箱的變溫速率有兩種提法。

　　目前國外各環(huán)境實驗設(shè)備消費廠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。線形升降溫速度指在恣意的每5min時間段內(nèi)，可以保證的變溫速率。而實踐上關(guān)于快速溫度變化實驗箱來說，保證線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5min的時間段內(nèi)，實驗箱能夠到達的降溫速率。從某種角度講，線形升降溫速度（每5min均勻速度）更科學(xué)。因而實驗設(shè)備具有全程均勻升降溫速度和線形升降溫速度（每5min均勻速度）這兩個參數(shù)。普通來說，線形升降溫速度（每5min均勻速度）是全程均勻升降溫速度的1/2。

　　六、溫度動搖度

　　溫度動搖是一個比擬容易完成的參數(shù)，一切環(huán)境實驗設(shè)備廠家消費的多數(shù)的實驗箱實踐的溫度動搖都能夠控制在±0.3℃的范圍以內(nèi)。

　　七、風(fēng)速

　　有關(guān)規(guī)范規(guī)則，停止環(huán)境實驗時溫濕箱內(nèi)的風(fēng)速應(yīng)小于1.7m/s，關(guān)于實驗自身來說，風(fēng)速越小越好，風(fēng)速過大會加速實驗件外表與箱體內(nèi)活動氣流的熱交流，于實驗的真實性不利。但為了保證實驗箱工作室內(nèi)的平均性，實驗箱內(nèi)具有循環(huán)風(fēng)是必需的。但是快速溫度變化實驗箱以及溫度、濕度、振動等多要素綜合環(huán)境實驗箱，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)于不同的運用目的，風(fēng)速的限制是不一樣的。

　　八、溫度場平均度

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

　　九、冷卻方式選擇

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

　　十、濕度的精度控制

　　環(huán)境實驗箱中丈量濕度多數(shù)是采用干濕球法，環(huán)境實驗設(shè)備的制造規(guī)范GB請求，相對濕度偏向應(yīng)在±２％RH。為滿足濕度控制精度的請求，溫濕度實驗箱的溫度控制精度較高，溫度動搖普通小于±0.2℃。否則很難到達濕度控制精度的請求。