溫濕度試驗箱選擇

1,、容積的選擇 
　　將被試產品（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品外廓尺寸之間應遵循以下幾點規(guī)定： 
　　a） 被試產品的體積（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)熱的產品推薦選用不大于10％,。 
　　b） 被試產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％）。 
　　c） 被試產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生不符合實際的熱傳導,。在空載時試驗箱內平均風速為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)定的高風速,，其試驗結果的有效性將受到懷疑。 
　　2〕 氣候箱工作腔內環(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,，對試驗箱工作腔內環(huán)境參數(shù)的均勻性將產生影響,，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,，以保證被試產品周圍環(huán)境參數(shù)的均勻性,。 
　　3〕 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，國外溫度試驗箱的范圍大體上為－73～＋177℃,，或－70～＋180℃,。多數(shù)廠家一般為－80～＋130℃，－60～＋130℃,，－40～＋130℃,，也有高溫到150℃,。這些溫度范圍通常可以滿足絕大多數(shù)軍用,、民用產品溫度試驗的需要,，除非確有特殊需要，如安裝位置靠近發(fā)動機等熱源的產品外,，不可盲目提高溫度上限,。因為上限溫度越高，箱體內外的溫差越大,，箱體內部流場的均勻性也越差,。可利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 
　　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,，需要對箱體內流動的空氣除濕，使空氣變得干燥,。目前外絕大多數(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室內加一組制冷光管。當濕空氣經過冷管時,，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,，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的露點溫度在到0℃以下。實際所達到的低露點溫度為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),。 

　　4,、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,，并且可以在大升溫,、降溫速率能力的范圍內，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,。 

　　5,、變溫速率的選擇 
　　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,，在此速率的范圍內速度可調,。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，高溫度與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，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大、關鍵的一段是,，在降溫段后的一個5 min的時間段內,，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,。