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，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，以利于用戶恰當的選擇：

　　一、首先是濕度范圍的選擇

　　國內外環(huán)境實驗箱給出的濕度指標大都是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后面應該注明相應的溫度范圍，或給出zui低露點溫度。由于相對濕度是與溫度直接相關的，關于同樣的含濕量，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，相對濕度超越100％，在箱體內會呈現結露現象。

　　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，需求對箱體內活動的空氣除濕，使空氣變得枯燥。目前國內外絕大多數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，其相對濕度會到達100％RH，因空氣飽和在光管上結露，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，但是當冷點外表溫度抵達0℃時，光管外表結露的水滴會結冰，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，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℃相當于含濕量為0.0055g/Kg，對應相對濕度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、實驗箱工作室內的環(huán)境

　　參數〔如溫度、濕度等〕的精度指標都是在空載狀態(tài)下檢測的結果，一旦置入被實驗件后，對實驗箱工作腔內環(huán)境參數的平均性將產生影響，實驗件占有的空間越大，這種影響也就越嚴重。實測實驗數據標明，流場中頂風面與背風面的溫差可到達3～8℃，嚴重時可大到10℃以上。因而，必需盡量滿足a〕、b〕兩項請求，以保證被試產品四周環(huán)境參數的平均性。依據熱傳導的原理，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）間隔內的空間是不可應用空間。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℃。國內多數廠家普通為－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絕大多數民用產品溫度實驗的需求，除非確有特殊需求，如裝置位置靠近發(fā)起機等熱源的產品外，不可自覺進步溫度上限。

　　由于上限溫度越高，箱體內外的溫差越大，箱體內部流場的平均性也越差。可應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，為了保證被試產品四周氛圍能滿足實驗標準所規(guī)則的環(huán)境實驗條件，氣候箱工作尺寸與被試產品外廓尺寸之間應遵照以下幾點規(guī)則：

　　1.被試產品的體積（W×D×H）不得超越實驗箱有效工作空間的（20～35）％（引薦選用20％）。關于在實驗中發(fā)熱的產品引薦選用不大于10％。

　　2.被試產品的頂風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）?？偫ㄉ鲜鋈c規(guī)則，氣候環(huán)境實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)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)境條件的再現不符，由于在有關規(guī)范中對觸及溫度環(huán)境實驗都規(guī)則實驗箱內實驗樣件四周的空氣流速不應超越1.7m/s，以避免實驗樣件和四周氛圍產生不契合實踐的熱傳導。在空載時實驗箱內均勻風速為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，流場的風速可能增大（50～100）％，均勻zui高風速為（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斷面積，則實踐實驗時氣流風速將增大到超出實驗規(guī)范所規(guī)則的zui高風速，其實驗結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，實驗箱有才能依據預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，控制升溫、降溫的速率，即能夠依據設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置溫度、濕度曲線，并且依據預置停止控制的才能。

　　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，從環(huán)境溫度降溫到標稱的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，在此速率的范圍內速度可調。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)境實驗設備消費廠家提供的變溫速率的技術參數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，可以保證的變溫速率。而實踐上關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關鍵的一段是，在降溫段zui后的一個5min的時間段內，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。因而實驗設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。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，一切環(huán)境實驗設備廠家消費的多數的實驗箱實踐的溫度動搖都能夠控制在±0.3℃的范圍以內。

　　七、風速

　　有關規(guī)范規(guī)則，停止環(huán)境實驗時溫濕箱內的風速應小于1.7m/s，關于實驗自身來說，風速越小越好，風速過大會加速實驗件外表與箱體內活動氣流的熱交流，于實驗的真實性不利。但為了保證實驗箱工作室內的平均性，實驗箱內具有循環(huán)風是必需的。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，必需加快箱體內循環(huán)氣流的流速，風速通常在2～3m/s。因而，關于不同的運用目的，風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是采用干濕球法，環(huán)境實驗設備的制造規(guī)范GB請求，相對濕度偏向應在±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。