選購恒溫恒濕試驗箱標(biāo)準(zhǔn)
如何選購一臺逞心如意的恒溫恒濕試驗箱
，是廣大采購人員或者使用人員的必須注重的問題
。東莞市勤卓環(huán)境測試設(shè)備有限公司根據(jù)多年的生產(chǎn)和市場經(jīng)驗，為大家總結(jié)了選購恒溫恒濕試驗箱的標(biāo)準(zhǔn)
。
標(biāo)準(zhǔn)1
、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。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(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
。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℃
。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。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。
標(biāo)準(zhǔn)2
、恒溫恒濕試驗箱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(yīng)遵循以下幾點規(guī)定：a）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％。b）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％）
。c）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）
?div id="m50uktp" class="box-center"> ？偫ㄉ鲜鋈c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(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)定的高風(fēng)速，其試驗結(jié)果的有效性將受到懷疑。
標(biāo)準(zhǔn)3
、恒溫恒濕試驗箱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，或給出低露點溫度。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(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(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到零度以下的露點溫度，但是當(dāng)冷點表面溫度到達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。實際所達到的低露點溫度為5～7℃。露點溫度5℃相當(dāng)于含濕量為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)。
標(biāo)準(zhǔn)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(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箱也具有預(yù)置溫度、濕度曲線，并且根據(jù)預(yù)置進行控制的能力。當(dāng)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(yīng)當(dāng)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
。
標(biāo)準(zhǔn)5
、恒溫恒濕試驗箱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(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)，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(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大
、關(guān)鍵的一段是
，在降溫段后的一個5min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5min平均速度）更科學(xué)。因此試驗設(shè)備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5min平均速度）是全程平均升降溫速度的1/2。
標(biāo)準(zhǔn)6
、風(fēng)速有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定
，進行環(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
。
標(biāo)準(zhǔn)7
、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)
。
標(biāo)準(zhǔn)8
、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。在國軍標(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或總的大值為2.2℃（試驗樣品不工作）”。
標(biāo)準(zhǔn)9
、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(fēng)冷
、水冷兩種形式
標(biāo)準(zhǔn)10、恒溫恒濕試驗箱濕度的精度控制環(huán)境試驗箱中測量濕度多數(shù)是采用干濕球法
，東莞市勤卓環(huán)境測試設(shè)備有限公司的制造標(biāo)準(zhǔn)GB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℃
。否則很難達到濕度控制精度的要求
。
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