介紹選擇恒溫恒濕試驗箱的方法

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(jìn)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(yīng)遵循以下幾點規(guī)定：
  1.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％。
  2.被試產(chǎn)品的迎風(fēng)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％）,。
  3.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(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)定,，氣候環(huán)境試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)定的理由是因為被試驗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(guān)標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)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(dǎo),。在空載時試驗箱內(nèi)平均風(fēng)速為0.6～0.8m/s，不超過1m/s,，滿足a）,、b）兩點要求所規(guī)定的空間及面積比時，流場的風(fēng)速可能增大（50～100）％,，平均最高風(fēng)速為（1～1.7）m/s,。滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。如果在試驗中不加限制地加大試驗件的體積或迎風(fēng)斷面積,，則實際試驗時氣流風(fēng)速將增大到超出試驗標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的最高風(fēng)速,，其試驗結(jié)果的有效性將受到懷疑。
二、濕度范圍的選擇
   國內(nèi)外環(huán)境試驗箱給出的濕度指標(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(biāo)后面應(yīng)該注明相應(yīng)的溫度范圍，或給出露點溫度,。因為相對濕度是與溫度直接相關(guān)的,，對于同樣的絕對含濕量，溫度越高,，相對濕度就越小,，如絕對含濕量為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,，相對濕度超過100％，在箱體內(nèi)會出現(xiàn)結(jié)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(jìn)行加濕,。低溫低濕則相對難于控制,，因為此時的絕對含濕量很低，有時比大氣中的絕對含濕量低很多,，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(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)到零度以下的露點溫度,，但是當(dāng)冷點表面溫度到達(dá)0℃時,，光管表面結(jié)露的水滴會結(jié)冰，從而影響光管表面的熱交換,，使除濕能力下降,。又因為箱體不可能絕對密封,，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(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)的露點溫度在到0℃以下,。實際所達(dá)到的露點溫度為5～7℃,。露點溫度5℃相當(dāng)于絕對含濕量為0.0055g/Kg，對應(yīng)相對濕度20％RH的溫度為30℃,。如果要求溫度20℃進(jìn)相對濕度達(dá)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,，所高天公司在做低溫低濕環(huán)境測試時選用空氣干燥系統(tǒng),。
三、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)下檢測的結(jié)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(yán)重,。實測試驗數(shù)據(jù)表明,，流場中迎風(fēng)面與背風(fēng)面的溫差可達(dá)到3～8℃，嚴(yán)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。根據(jù)熱傳導(dǎo)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(dá)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(jié)構(gòu)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,。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℃,。這些溫度范圍通常可以滿足國內(nèi)絕大多數(shù)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,。
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(shè)定一個目標(biāo)溫度,，試驗箱具有自動恒溫到目標(biāo)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(shè)定一個目標(biāo)溫度,、濕度點，試驗箱具有自動恒溫到目標(biāo)溫度,、濕度點的能力,。高、低溫交變試驗箱具有設(shè)定一條或者多條高低溫變化,、循環(huán)的程序,，試驗箱有能力根據(jù)預(yù)置的曲線完成試驗過程，并且可以在最大升溫,、降溫速率能力的范圍內(nèi),，精確控制升溫、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。
五,、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(biāo),，從環(huán)境溫度降溫到標(biāo)稱的溫度的時間一般為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(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(guān)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5min平均速度）,。全程平均速度是指在試驗箱的變溫范圍內(nèi),，最高溫度與溫度之差值與時間之比。目前國外各環(huán)境試驗設(shè)備生產(chǎn)廠家提供的變溫速率的技術(shù)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5min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最大、最關(guān)鍵的一段是,，在降溫段最后的一個5min的時間段內(nèi),，試驗箱可以達(dá)到的降溫速率。從某種角度講,，線形升降溫速度（每5min平均速度）更科學(xué),。因此試驗設(shè)備最好具有全程平均升降溫速度和線形升降溫速度（每5min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(fēng)速
   有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，進(jìn)行環(huán)境試驗時溫濕箱內(nèi)的風(fēng)速應(yīng)小于1.7m/s,，對于試驗本身來說,，風(fēng)速越小越好，風(fēng)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(fēng)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(fēng)速通常在2～3m/s,。因此,，對于不同的使用目的，風(fēng)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(shè)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,、溫度場均勻度
   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。在標(biāo)GJB150.1－86設(shè)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(yīng)在試驗溫度的±2℃以內(nèi),，其溫度工不超過1℃/m或總的最大值為2.2℃（試驗樣品不工作）",。
九、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(shè)備的制造標(biāo)準(zhǔn)GB10586要求,，相對濕度偏差應(yīng)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(dá)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(jìn)行冷卻。試驗箱有風(fēng)冷,、水冷兩種形式,。