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如何正確選擇溫濕度試驗(yàn)箱的方法
閱讀：2589 發(fā)布時(shí)間：2017-2-10
溫濕度箱的選擇
1,、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)境箱進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),，為了保證被試產(chǎn)品周圍氣氛能滿足試驗(yàn)規(guī)范所規(guī)定的環(huán)境試驗(yàn)條件,，氣候箱工作尺寸與被試產(chǎn)品外廓尺寸之間應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)規(guī)定：
a）被試產(chǎn)品的體積（W×D×H）不得超過試驗(yàn)箱有效工作空間的（20～35）％（推薦選用20％）。對(duì)于在試驗(yàn)中發(fā)熱的產(chǎn)品推薦選用不大于10％,。
b）被試產(chǎn)品的迎風(fēng)斷面積與該斷面上試驗(yàn)箱工作室總面積之比不大于（35～50）％（推薦選用35％）,。
c）被試產(chǎn)品外廓表面距試驗(yàn)箱壁的距離至少保持100～150mm,，（推薦選用150mm）。
上述三點(diǎn)規(guī)定實(shí)際上是相互依存和統(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(diǎn)規(guī)定,，氣候環(huán)境試驗(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)定的理由有以下幾點(diǎn)：
（1）被試驗(yàn)件置入箱體后擠占了流暢的通道,，通道變窄將導(dǎo)致氣流流速的增加,。加速氣流與被試驗(yàn)件之間的熱交換。這與環(huán)境條件的再現(xiàn)不符,，因?yàn)樵谟嘘P(guān)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)涉及溫度環(huán)境試驗(yàn)都規(guī)定試驗(yàn)箱內(nèi)試驗(yàn)樣件周圍的空氣流速不應(yīng)超過1.7m/s,，以防止試驗(yàn)樣件和周圍氣氛產(chǎn)生不符合實(shí)際的熱傳導(dǎo)。在空載時(shí)試驗(yàn)箱內(nèi)平均風(fēng)速為0.6～0.8m/s,，不超過1m/s,，滿足a)、b)兩點(diǎn)要求所規(guī)定的空間及面積比時(shí),，流場(chǎng)的風(fēng)速可能增大（50～100）％,，平均高風(fēng)速為（1～1.7）m/s。滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求,。如果在試驗(yàn)中不加限制地加大試驗(yàn)件的體積或迎風(fēng)斷面積,，則實(shí)際試驗(yàn)時(shí)氣流風(fēng)速將增大到超出試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的高風(fēng)速，其試驗(yàn)結(jié)果的有效性將受到懷疑,。
（2）氣候箱工作腔內(nèi)環(huán)境參數(shù)〔如溫度,、濕度、鹽霧沉降率等〕的精度指標(biāo)都是在空載狀態(tài)下檢測(cè)的結(jié)果,，一旦置入被試驗(yàn)件后,，對(duì)試驗(yàn)箱工作腔內(nèi)環(huán)境參數(shù)的均勻性將產(chǎn)生影響，試驗(yàn)件占有的空間越大,，這種影響也就越嚴(yán)重,。實(shí)測(cè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，流場(chǎng)中迎風(fēng)面與背風(fēng)面的溫差可達(dá)到3～8℃,，嚴(yán)重時(shí)可大到10℃以上,。因此，盡量滿足a〕,、b〕兩項(xiàng)要求,，以保證被試產(chǎn)品周圍環(huán)境參數(shù)的均勻性。
（3）根據(jù)熱傳導(dǎo)的原理,，箱壁附近氣流的溫度通常與流場(chǎng)中心溫度相差2～3℃,，在高低溫的上下*,，還可能達(dá)到5℃。箱壁的溫度與箱壁附近流場(chǎng)的溫度又相差2～3℃（視箱壁的結(jié)構(gòu)和材料而定）試驗(yàn)溫度與外界大氣環(huán)境相差越大,，上述溫差也越大,，因此，距箱壁（100～150mm）距離內(nèi)的空間是不可利用空間,。
2,、溫度范圍的選擇
目前，國外溫度試驗(yàn)箱的范圍大體上為－73～＋177℃,，或－70～＋180℃,。國內(nèi)多數(shù)廠家一般為－80～＋130℃，－60～＋130℃,，－40～＋130℃，也有高溫到150℃,。這些溫度范圍通?？梢詽M足國內(nèi)絕大多數(shù)軍用、民用產(chǎn)品溫度試驗(yàn)的需要,，除非確有需要,，如安裝位置靠近發(fā)動(dòng)機(jī)等熱源的產(chǎn)品外，不可盲目提高溫度上限,。因?yàn)樯舷逌囟仍礁?，箱體內(nèi)外的溫差越大，箱體內(nèi)部流場(chǎng)的均勻性也越差,?？衫玫墓ぷ魇殷w積也就越小。另一方面,，上限溫度值越高,，對(duì)箱壁夾層中保溫材料（如玻璃棉等 ）的耐熱性要求越高。箱體密封性的要求也越高,，使箱體的制作成本增加,。
3、濕度范圍的選擇
國內(nèi)外環(huán)境試驗(yàn)箱給出的濕度指標(biāo)大都是20～98％RH或30～98％RH,，如果濕熱試驗(yàn)箱沒有除濕系統(tǒng),，則濕度范圍為60～98％，這一類試驗(yàn)箱只能做高濕試驗(yàn),，但它的價(jià)格低得多,。值得注意的是在濕度指標(biāo)后面應(yīng)該注明相應(yīng)的溫度范圍，或給出低露點(diǎn)溫度,。因?yàn)橄鄬?duì)濕度是與溫度直接相關(guān)的,，對(duì)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)濕度超過100％,，在箱體內(nèi)會(huì)出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。
實(shí)現(xiàn)高溫,、高濕只需要往箱體空氣中噴水蒸汽或霧化的水珠,，進(jìn)行加濕。低溫低濕則相對(duì)難于控制,，因?yàn)榇藭r(shí)的含濕量很低,，有時(shí)比大氣中的含濕量低很多，需要對(duì)箱體內(nèi)流動(dòng)的空氣除濕,，使空氣變得干燥,。目前國內(nèi)外絕大多數(shù)的溫濕度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(shí),，其相對(duì)濕度會(huì)達(dá)到100％RH，因空氣飽和在光管上結(jié)露,，使空氣變得更干燥,。這種除濕方式理論上可達(dá)到零度以下的露點(diǎn)溫度，但是當(dāng)冷點(diǎn)表面溫度到達(dá)0℃時(shí),，光管表面結(jié)露的水滴會(huì)結(jié)冰,，從而影響光管表面的熱交換，使除濕能力下降,。又因?yàn)橄潴w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)溫度回升,。另一方面,，在光管間流動(dòng)的濕空氣只是在和光管（冷點(diǎn)）接觸的瞬間達(dá)到飽和狀態(tài)而析出水蒸汽，因此這種除濕方法很難使箱體內(nèi)的露點(diǎn)溫度在到0℃以下,。實(shí)際所達(dá)到的低露點(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℃。如果要求溫度20℃進(jìn)相對(duì)濕度達(dá)到20％RH,，此時(shí)的露點(diǎn)溫度為－3℃,，采用致冷方式除濕是很困難的，選用空氣干燥系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn),。
4,、控制方式的選擇
溫度、濕度試驗(yàn)箱有恒定試驗(yàn)箱,、交變?cè)囼?yàn)箱兩種情況,。
普通的高低溫試驗(yàn)箱一般指的是恒定高低溫試驗(yàn)箱，其控制方式為：設(shè)定一個(gè)目標(biāo)溫度,，試驗(yàn)箱具有自動(dòng)恒溫到目標(biāo)溫度點(diǎn)的能力,。恒定溫濕度試驗(yàn)箱的控制控制方式也類似，設(shè)定一個(gè)目標(biāo)溫度,、濕度點(diǎn),，試驗(yàn)箱具有自動(dòng)恒溫到目標(biāo)溫度、濕度點(diǎn)的能力,。高,、低溫交變?cè)囼?yàn)箱具有設(shè)定一條或者多條高低溫變化、循環(huán)的程序,，試驗(yàn)箱有能力根據(jù)預(yù)置的曲線完成試驗(yàn)過程，并且可以在大升溫,、降溫速率能力的范圍內(nèi),，控制升溫、降溫的速率,，即可以根據(jù)設(shè)定的曲線的斜率控制升溫,、降溫速率。同樣,，高低溫交變濕熱試驗(yàn)箱也具有預(yù)置溫度,、濕度曲線，并且根據(jù)預(yù)置進(jìn)行控制的能力,。當(dāng)然,，交變?cè)囼?yàn)箱都具有恒定試驗(yàn)箱的功能，但交變?cè)囼?yàn)箱的制造成本較高,，因?yàn)榻蛔冊(cè)囼?yàn)箱需配置有曲線自動(dòng)記錄裝置,、程序控制儀，還須解決試驗(yàn)箱在工作室內(nèi)溫度較高的情況下開啟制冷機(jī)等問題,，因此,，交變?cè)囼?yàn)箱的價(jià)格比恒定試驗(yàn)箱的價(jià)格一般要高20%以上。因此，我們應(yīng)當(dāng)實(shí)事求是的以試驗(yàn)方法的需要為出發(fā)點(diǎn),，選用恒定試驗(yàn)箱或者是交變?cè)囼?yàn)箱,。
5、變溫速率的選擇
普通的高低溫試驗(yàn)箱沒有降溫速度的指標(biāo),，從環(huán)境溫度降溫到標(biāo)稱的低溫度的時(shí)間一般為90～120min,。高低溫交變?cè)囼?yàn)箱、高低溫交變濕熱試驗(yàn)箱都有變溫速度的要求,，其變溫速率一般要求1℃/min,，在此速率的范圍內(nèi)速度可調(diào)。而快速溫度變化試驗(yàn)箱的變溫速率較快,，升溫,、降溫速率可以達(dá)到3℃/min～15℃/min，在某些溫度段升溫,、降溫速率甚至可以達(dá)到30℃/min以上,。
各種規(guī)格、速度的快速溫度變化試驗(yàn)箱的溫度范圍一般都是相同的,，即－60～＋130℃,，但考核降溫速度的變溫范圍卻不盡相同，根據(jù)試驗(yàn)不同的試驗(yàn)要求,，快速溫度變化試驗(yàn)箱變溫范圍有的是－55～＋80℃,，而有的是－40～＋80℃。