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高低溫濕熱試驗箱選擇要點
點擊次數(shù)：1632 發(fā)布時間：2017-2-6
一,、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)境箱進行試驗時,，為了保證被試產(chǎn)品周圍氣氛能滿足試驗規(guī)范所規(guī)定的環(huán)境試驗條件,，氣候箱工作尺寸與被試產(chǎn)品外廓尺寸之間應遵循以下幾點規(guī)定： 被試產(chǎn)品的體積（W×D×H）不得超過試驗箱有效工作空間的（20～35）％（推薦選用20％）。對于在試驗中發(fā)熱的產(chǎn)品推薦選用不大于10％,。被試產(chǎn)品的迎風斷面積與該斷面上試驗箱工作室總面積之比不大于（35～50）％（推薦選用35％）,。被試產(chǎn)品外廓表面距試驗箱壁的距離至少保持100～150mm，（推薦選用150mm）,。上述三點規(guī)定實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）相當于體積之比為1：（0.207～0.354）,。距箱壁100～150mm相當于體積之比為1：（0.343～0.512）,。
總括上述三點規(guī)定,，氣候環(huán)境試驗箱的工作腔容積至少應是被試產(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：
1〕 被試驗件置入箱體后擠占了流暢的通道,，通道變窄將導致氣流流速的增加,。加速氣流與被試驗件之間的熱交換。這與環(huán)境條件的再現(xiàn)不符,，因為在有關標準中對涉及溫度環(huán)境試驗都規(guī)定試驗箱內(nèi)試驗樣件周圍的空氣流速不應超過1.7m/s,，以防止試驗樣件和周圍氣氛產(chǎn)生不符合實際的熱傳導。在空載時試驗箱內(nèi)平均風速為0.6～0.8m/s,，不超過1m/s,，滿足a)、b)兩點要求所規(guī)定的空間及面積比時,，流場的風速可能增大（50～100）％，平均zui高風速為（1～1.7）m/s,。滿足標準規(guī)定的要求,。如果在試驗中不加限制地加大試驗件的體積或迎風斷面積，則實際試驗時氣流風速將增大到超出試驗標準所規(guī)定的zui高風速,，其試驗結果的有效性將受到懷疑,。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〕的精度指標都是在空載狀態(tài)下檢測的結果,，一旦置入被試驗件后，對試驗箱工作腔內(nèi)環(huán)境參數(shù)的均勻性將產(chǎn)生影響,，試驗件占有的空間越大,，這種影響也就越嚴重。實測試驗數(shù)據(jù)表明,，流場中迎風面與背風面的溫差可達到3～8℃,，嚴重時可大到10℃以上。因此,，必須盡量滿足a〕,、b〕兩項要求，以保證被試產(chǎn)品周圍環(huán)境參數(shù)的均勻性,。
2〕 根據(jù)熱傳導的原理,，箱壁附近氣流的溫度通常與流場中心溫度相差2～3℃，在高低溫的上下*,，還可能達到5℃,。箱壁的溫度與箱壁附近流場的溫度又相差2～3℃（視箱壁的結構和材料而定）試驗溫度與外界大氣環(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,。
二、溫度范圍的選擇：
目前,，國外溫度試驗箱的范圍大體上為－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)品溫度試驗的需要,，除非確有特殊需要,，如安裝位置靠近發(fā)動機等熱源的產(chǎn)品外，不可盲目提高溫度上限,。因為上限溫度越高,，箱體內(nèi)外的溫差越大，箱體內(nèi)部流場的均勻性也越差,?？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,。
三、濕度范圍的選擇：
國內(nèi)外環(huán)境試驗箱給出的濕度指標大都是20～98％RH或30～98％RH,，如果濕熱試驗箱沒有除濕系統(tǒng),，則濕度范圍為60～98％，這一類試驗箱只能做高濕試驗,，但它的價格低得多,。值得注意的是在濕度指標后面應該注明相應的溫度范圍，或給出zui低露點溫度,。因為相對濕度是與溫度直接相關的,，對于同樣的含濕量，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，當溫度降至4℃以下,，相對濕度超過100％,，在箱體內(nèi)會出現(xiàn)結露現(xiàn)象。實現(xiàn)高溫,、高濕只需要往箱體空氣中噴水蒸汽或霧化的水珠,，進行加濕。低溫低濕則相對難于控制,，因為此時的含濕量很低,，有時比大氣中的含濕量低很多，需要對箱體內(nèi)流動的空氣除濕,，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，是在箱體的空氣預調(diào)室內(nèi)加一組制冷光管,。當濕空氣經(jīng)過冷管時,，其相對濕度會達到100％RH，因空氣飽和在光管上結露,，使空氣變得更干燥。這種除濕方式理論上可達到零度以下的露點溫度,，但是當冷點表面溫度到達0℃時,，光管表面結露的水滴會結冰，從而影響光管表面的熱交換,，使除濕能力下降,。又因為箱體不可能密封，大氣中的濕空氣會滲入到箱體內(nèi),，使露點溫度回升,。另一方面，在光管間流動的濕空氣只是在和光管（冷點）接觸的瞬間達到飽和狀態(tài)而析出水蒸汽,，因此這種除濕方法很難使箱體內(nèi)的露點溫度在到0℃以下,。實際所達到的zui低露點溫度為5～7℃。露點溫度5℃相當于含濕量為0.0055g/Kg,，對應相對濕度20％RH的溫度為30℃,。如果要求溫度20℃進相對濕度達到20％RH，此時的露點溫度為－3℃,，采用致冷方式除濕是很困難的,，必須選用空氣干燥系統(tǒng)才能實現(xiàn)。
四,、控制方式的選擇：
溫度,、濕度試驗箱有恒定試驗箱,、交變試驗箱兩種情況。普通的高低溫試驗箱一般指的是恒定高低溫試驗箱,，其控制方式為：設定一個目標溫度,，試驗箱具有自動恒溫到目標溫度點的能力。恒定溫濕度試驗箱的控制控制方式也類似,，設定一個目標溫度,、濕度點，試驗箱具有自動恒溫到目標溫度,、濕度點的能力,。高、低溫交變試驗箱具有設定一條或者多條高低溫變化,、循環(huán)的程序,，試驗箱有能力根據(jù)預置的曲線完成試驗過程，并且可以在zui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箱也具有預置溫度,、濕度曲線，并且根據(jù)預置進行控制的能力,。當然,，交變試驗箱都具有恒定試驗箱的功能，但交變試驗箱的制造成本較高,，因為交變試驗箱需配置有曲線自動記錄裝置,、程序控制儀，還須解決試驗箱在工作室內(nèi)溫度較高的情況下開啟制冷機等問題,，因此,，交變試驗箱的價格比恒定試驗箱的價格一般要高20%以上。因此,，我們應當實事求是的以試驗方法的需要為出發(fā)點,，選用恒定試驗箱或者是交變試驗箱。
五,、溫變速率的選擇：
普通的高低溫試驗箱沒有降溫速度的指標,，從環(huán)境溫度降溫到標稱的zui低溫度的時間一般為90～120min。高低溫交變試驗箱、高低溫交變濕熱試驗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箱的變溫速率較快,，升溫,、降溫速率可以達到3℃/min～15℃/min，在某些溫度段升溫,、降溫速率甚至可以達到30℃/min以上,。各種規(guī)格、速度的快速溫度變化試驗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)試驗不同的試驗要求,，快速溫度變化試驗箱變溫范圍有的是－55～＋80℃,，而有的是－40～＋80℃。關于快速溫度變化試驗箱的變溫速率有兩種提法,，一種是全程平均升降溫速度,，一種是線形升降溫速度（實際上是每5 min平均速度）。全程平均速度是指在試驗箱的變溫范圍內(nèi),，zui高溫度與zui低溫度之差值與時間之比,。目前國外各環(huán)境試驗設備生產(chǎn)廠家提供的變溫速率的技術參數(shù)都是指的全程平均速率。
線形升降溫速度指在任意的每5 min時間段內(nèi),，能夠保證的變溫速率,。而實際上對于快速溫度變化試驗箱來說，保證線形升降溫速度的難度zui大,、zui關鍵的一段是,，在降溫段zui后的一個5 min的時間段內(nèi),，試驗箱可以達到的降溫速率,。從某種角度講，線形升降溫速度（每5 min平均速度）更科學,。因此試驗設備具有全程平均升降溫速度和線形升降溫速度（每5 min平均速度）這兩個參數(shù),。一般來說，線形升降溫速度（每5 min平均速度）是全程平均升降溫速度的1/2,。
六,、風速：
風速有關標準規(guī)定，進行環(huán)境試驗時溫濕箱內(nèi)的風速應小于1.7m/s,，對于試驗本身來說,，風速越小越好，風速過大會加速試驗件表面與箱體內(nèi)流動氣流的熱交換，于試驗的真實性不利,。但為了保證試驗箱工作室內(nèi)的均勻性,，試驗箱內(nèi)具有循環(huán)風是必需的。但是快速溫度變化試驗箱以及溫度,、濕度,、振動等多因素綜合環(huán)境試驗箱，為追求變溫速率,，必須加快箱體內(nèi)循環(huán)氣流的流速,，風速通常在2～3m/s。因此,，對于不同的使用目的,，風速的限制是不一樣的。
七,、溫度波動度：
溫度波動是一個比較容易實現(xiàn)的參數(shù),，所有環(huán)境試驗設備廠家生產(chǎn)的多數(shù)的試驗箱實際的溫度波動都可以控制在±0.3℃的范圍以內(nèi)。
八,、溫度均勻度：
溫度均勻度為了更正確地模擬產(chǎn)品在自然界所遭受的實際環(huán)境狀況,，在環(huán)境試驗中必須保證被試產(chǎn)品的周邊處在同一溫度環(huán)境條件下，為此,，必須對試驗箱內(nèi)的溫度梯度和溫度的波動度加以限制,。在國軍標GJB150.1－86軍用設備環(huán)境試驗方法總則中明確規(guī)定“試驗樣品附近測量系統(tǒng)的溫度應在試驗溫度的±2℃以內(nèi)，其溫度工不超過1℃/m或總的zui大值為2.2℃（試驗樣品不工作）”,。
九,、濕度的精度控制：
濕度的精度控制環(huán)境試驗箱中測量濕度多數(shù)是采用干濕球法，環(huán)境試驗設備的制造標準GB10586要求,，相對濕度偏差應在±２３％RH,。為滿足濕度控制精度的要求，濕度試驗箱的溫度控制精度較高,，溫度波動一般小于±0.2℃,。否則很難達到濕度控制精度的要求。
十,、冷卻方式選擇：
試驗箱如果帶有制冷系統(tǒng),，制冷系統(tǒng)需要進行冷卻。試驗箱有風冷,、水冷兩種形式,。風冷水冷使用條件設備安裝簡便，只需要接通電源即可使用,。 環(huán)境溫度應低于28℃,，如果環(huán)境溫度高于28℃對制冷效果有一定的影響（配備空調(diào)）需配置循環(huán)冷卻水系統(tǒng),。換熱效果較差（相對于水冷方式）穩(wěn)定、良好對使用環(huán)境的影響會導致試驗箱周圍的空氣溫度上升,。不影響試驗箱周圍的溫度,。噪聲較大（相對于水冷方式）較小結論選擇何種冷卻方式，應結合試驗室的實際情況而定,。 在條件允許的情況下,，優(yōu)先考慮選擇水冷方式。 但如果選用的試驗箱的制冷系統(tǒng)很小,，也可以優(yōu)先考慮,。