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技術(shù)文章

高低溫濕熱試驗(yàn)箱的選型和使用注意事項(xiàng)

閱讀:827          發(fā)布時(shí)間:2022-7-18

    高低溫恒溫恒濕試驗(yàn)箱的選型,觸及到多方面的參數(shù),以及需求抵達(dá)的實(shí)驗(yàn)請(qǐng)求,需求很全面的理解它。下面上海博翎工程師就濕熱實(shí)驗(yàn)箱作細(xì)致的闡明,以利于用戶恰當(dāng)?shù)倪x擇:

    一、首先是濕度范圍的選擇 

    國(guó)內(nèi)外環(huán)境實(shí)驗(yàn)箱給出的濕度指標(biāo)大都是20~98%RH或30~98%RH,假如溫濕度實(shí)驗(yàn)箱沒有除濕系統(tǒng),則濕度范圍為60~98%,這一類實(shí)驗(yàn)箱只能做上下溫實(shí)驗(yàn)箱,但它的價(jià)錢低得多。值得留意的是在濕度指標(biāo)后面應(yīng)該注明相應(yīng)的溫度范圍,或給出zui低露點(diǎn)溫度。由于相對(duì)濕度是與溫度直接相關(guān)的,關(guān)于同樣的含濕量,溫度越高,相對(duì)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(shí),相對(duì)濕度為20%RH,溫度為6℃時(shí),相對(duì)濕度為90%RH,當(dāng)溫度降至4℃以下,相對(duì)濕度超越100%,在箱體內(nèi)會(huì)呈現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)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(duì)難于控制,由于此時(shí)的含濕量很低,有時(shí)比大氣中的含濕量低很多,需求對(duì)箱體內(nèi)活動(dòng)的空氣除濕,使空氣變得枯燥。目前國(guó)內(nèi)外絕大多數(shù)的溫濕度實(shí)驗(yàn)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(shí),其相對(duì)濕度會(huì)到達(dá)100%RH,因空氣飽和在光管上結(jié)露,使空氣變得更枯燥。這種除濕方式理論上可到達(dá)零度以下的露點(diǎn)溫度,但是當(dāng)冷點(diǎn)外表溫度抵達(dá)0℃時(shí),光管外表結(jié)露的水滴會(huì)結(jié)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(huì)滲入到箱體內(nèi),使露點(diǎn)溫度上升。


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    另一方面,在光管間活動(dòng)的濕空氣只是在和光管(冷點(diǎn))接觸的霎時(shí)到達(dá)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(nèi)的露點(diǎn)溫度在到0℃以下。實(shí)踐所到達(dá)的zui低露點(diǎn)溫度為5~7℃。露點(diǎn)溫度5℃相當(dāng)于含濕量為0.0055g/Kg,對(duì)應(yīng)相對(duì)濕度20%RH的溫度為30℃。假如請(qǐng)求溫度20℃時(shí)相對(duì)濕度到達(dá)20%RH,此時(shí)的露點(diǎn)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(cè)試時(shí)選用空氣枯燥系統(tǒng)。

二、實(shí)驗(yàn)箱工作室內(nèi)的環(huán)境

      參數(shù)〔如溫度、濕度等〕的精度指標(biāo)都是在空載狀態(tài)下檢測(cè)的結(jié)果,一旦置入被實(shí)驗(yàn)件后,對(duì)實(shí)驗(yàn)箱工作腔內(nèi)環(huán)境參數(shù)的平均性將產(chǎn)生影響,實(shí)驗(yàn)件占有的空間越大,這種影響也就越嚴(yán)重。實(shí)測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)明,流場(chǎng)中頂風(fēng)面與背風(fēng)面的溫差可到達(dá)3~8℃,嚴(yán)重時(shí)可大到10℃以上。因而,必需盡量滿足a〕、b〕兩項(xiàng)請(qǐng)求,以保證被試產(chǎn)品四周環(huán)境參數(shù)的平均性。依據(jù)熱傳導(dǎo)的原理,箱壁左近氣流的溫度通常與流場(chǎng)中心溫度相差2~3℃,在上下溫的上下xian時(shí),還可能到達(dá)5℃。箱壁的溫度與箱壁左近流場(chǎng)的溫度又相差2~3℃(視箱壁的構(gòu)造和資料而定)實(shí)驗(yàn)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(nèi)的空間是不可應(yīng)用空間。溫度范圍的選擇目前,國(guó)外溫度實(shí)驗(yàn)箱的范圍大致上為-73~+177℃,或-70~+180℃。國(guó)內(nèi)多數(shù)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(guó)內(nèi)絕大多數(shù)民用產(chǎn)品溫度實(shí)驗(yàn)的需求,除非確有特殊需求,如裝置位置靠近發(fā)起機(jī)等熱源的產(chǎn)品外,不可自覺進(jìn)步溫度上限。

    由于上限溫度越高,箱體內(nèi)外的溫差越大,箱體內(nèi)部流場(chǎng)的平均性也越差??蓱?yīng)用的工作室體積也就越小。另一方面,上限溫度值越高,對(duì)箱壁夾層中保溫資料(如玻璃棉等)的耐熱性請(qǐng)求越高。箱體密封性的請(qǐng)求也越高,使箱體的制造本錢增加。

三、實(shí)驗(yàn)箱容積的選擇

    將被試產(chǎn)品(元器件、組件、部件或整機(jī))置入氣候環(huán)境箱停止實(shí)驗(yàn)時(shí),為了保證被試產(chǎn)品四周氛圍能滿足實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)則的環(huán)境實(shí)驗(yàn)條件,氣候箱工作尺寸與被試產(chǎn)品外廓尺寸之間應(yīng)遵照以下幾點(diǎn)規(guī)則:

  1.被試產(chǎn)品的體積(W×D×H)不得超越實(shí)驗(yàn)箱有效工作空間的(20~35)%(引薦選用20%)。關(guān)于在實(shí)驗(yàn)中發(fā)熱的產(chǎn)品引薦選用不大于10%。

  2.被試產(chǎn)品的頂風(fēng)斷面積與該斷面上實(shí)驗(yàn)箱工作室總面積之比不大于(35~50)%(引薦選用35%)。

  3.被試產(chǎn)品外廓外表距實(shí)驗(yàn)箱壁的間隔至少堅(jiān)持100~150mm,(引薦選用150mm)。

上述三點(diǎn)規(guī)則實(shí)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(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)??偫ㄉ鲜鋈c(diǎn)規(guī)則,氣候環(huán)境實(shí)驗(yàn)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)則的理由是由于被實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)件之間的熱交流。這與環(huán)境條件的再現(xiàn)不符,由于在有關(guān)規(guī)范中對(duì)觸及溫度環(huán)境實(shí)驗(yàn)都規(guī)則實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)實(shí)驗(yàn)樣件四周的空氣流速不應(yīng)超越1.7m/s,以避免實(shí)驗(yàn)樣件和四周氛圍產(chǎn)生不契合實(shí)踐的熱傳導(dǎo)。在空載時(shí)實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)均勻風(fēng)速為0.6~0.8m/s,不超越1m/s,滿足a)、b)兩點(diǎn)請(qǐng)求所規(guī)則的空間及面積比時(shí),流場(chǎng)的風(fēng)速可能增大(50~100)%,均勻zui高風(fēng)速為(1~1.7)m/s。滿足規(guī)范規(guī)則的請(qǐng)求。假如在實(shí)驗(yàn)中不加限制地加大實(shí)驗(yàn)件的體積或頂風(fēng)斷面積,則實(shí)踐實(shí)驗(yàn)時(shí)氣流風(fēng)速將增大到超出實(shí)驗(yàn)規(guī)范所規(guī)則的zui高風(fēng)速,其實(shí)驗(yàn)結(jié)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(diǎn)式和可程式)

   溫濕度實(shí)驗(yàn)箱有上下溫實(shí)驗(yàn)箱、高低溫恒溫恒濕試驗(yàn)箱兩種狀況。普通的上下溫實(shí)驗(yàn)箱普通指的是上下溫實(shí)驗(yàn)箱,其控制方式為:設(shè)定一個(gè)目的溫度,實(shí)驗(yàn)箱具有自動(dòng)恒溫到目的溫度點(diǎn)的才能。高低溫恒溫恒濕試驗(yàn)箱的控制控制方式也相似,設(shè)定一個(gè)目的溫度、濕度點(diǎn),實(shí)驗(yàn)箱具有自動(dòng)恒溫到目的溫度、濕度點(diǎn)的才能。上下溫交變實(shí)驗(yàn)箱具有設(shè)定一條或者多條上下溫變化、循環(huán)的程序,實(shí)驗(yàn)箱有才能依據(jù)預(yù)置的曲線完成實(shí)驗(yàn)過程,并且能夠在zui大升溫、降溫速率才能的范圍內(nèi),控制升溫、降溫的速率,即能夠依據(jù)設(shè)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(yàn)箱也具有預(yù)置溫度、濕度曲線,并且依據(jù)預(yù)置停止控制的才能。

五、變溫速率的選擇

   普通的上下溫實(shí)驗(yàn)箱沒有降溫速度的指標(biāo),從環(huán)境溫度降溫到標(biāo)稱的zui低溫度的時(shí)間普通為90~120min。上下溫沖擊實(shí)驗(yàn)箱、高低溫恒溫恒濕試驗(yàn)箱都有變溫速度的請(qǐng)求,其變溫速率普通請(qǐng)求1℃/min,在此速率的范圍內(nèi)速度可調(diào)。而快速溫度變化實(shí)驗(yàn)箱的變溫速率較快,升溫、降溫速率能夠到達(dá)3℃/min~15℃/min,在某些溫度段升溫、降溫速率以至能夠到達(dá)30℃/min以上。各種規(guī)格、速度的高低溫恒溫恒濕試驗(yàn)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(jù)實(shí)驗(yàn)不同的實(shí)驗(yàn)請(qǐng)求,高低溫恒溫恒濕試驗(yàn)箱變溫范圍有的是-55~+80℃,而有的是-40~+80℃。關(guān)于快速溫度變化實(shí)驗(yàn)箱的變溫速率有兩種提法。

    目前國(guó)外各環(huán)境實(shí)驗(yàn)設(shè)備消費(fèi)廠家提供的變溫速率的技術(shù)參數(shù)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(shí)間段內(nèi),可以保證的變溫速率。而實(shí)踐上關(guān)于快速溫度變化實(shí)驗(yàn)箱來說,保證線形升降溫速度的難度zui大、zui關(guān)鍵的一段是,在降溫段zui后的一個(gè)5min的時(shí)間段內(nèi),實(shí)驗(yàn)箱能夠到達(dá)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(xué)。因而實(shí)驗(yàn)設(shè)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(gè)參數(shù)。普通來說,線形升降溫速度(每5 min均勻速度)是全程均勻升降溫速度的1/2。

六、溫度動(dòng)搖度

   溫度動(dòng)搖是一個(gè)比擬容易完成的參數(shù),一切環(huán)境實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠家消費(fèi)的多數(shù)的實(shí)驗(yàn)箱實(shí)踐的溫度動(dòng)搖都能夠控制在±0.3℃的范圍以內(nèi)。

七、風(fēng)速

   有關(guān)規(guī)范規(guī)則,停止環(huán)境實(shí)驗(yàn)時(shí)溫濕箱內(nèi)的風(fēng)速應(yīng)小于1.7m/s,關(guān)于實(shí)驗(yàn)自身來說,風(fēng)速越小越好,風(fēng)速過大會(huì)加速實(shí)驗(yàn)件外表與箱體內(nèi)活動(dòng)氣流的熱交流,于實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性不利。但為了保證實(shí)驗(yàn)箱工作室內(nèi)的平均性,實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)具有循環(huán)風(fēng)是必需的。但是快速溫度變化實(shí)驗(yàn)箱以及溫度、濕度、振動(dòng)等多要素綜合環(huán)境實(shí)驗(yàn)箱,為追求變溫速率,必需加快箱體內(nèi)循環(huán)氣流的流速,風(fēng)速通常在2~3m/s。因而,關(guān)于不同的運(yùn)用目的,風(fēng)速的限制是不一樣的。 

八、溫度場(chǎng)平均度

   為了更正確地模仿產(chǎn)品在自然界所遭受的實(shí)踐環(huán)境情況,在環(huán)境實(shí)驗(yàn)中必需保證被試產(chǎn)品的周邊處在同一溫度環(huán)境條件下,為此,必需對(duì)實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的溫度梯度和溫度的動(dòng)搖度加以限制。

九、冷卻方式選擇

     實(shí)驗(yàn)箱假如帶有制冷系統(tǒng),制冷系統(tǒng)需求停止冷卻。實(shí)驗(yàn)箱有風(fēng)冷、水冷兩種方式。

十、濕度的精度控制

   環(huán)境實(shí)驗(yàn)箱中丈量濕度多數(shù)是采用干濕球法,環(huán)境實(shí)驗(yàn)設(shè)備的制造規(guī)范GB10586請(qǐng)求,相對(duì)濕度偏向應(yīng)在±2%RH。為滿足濕度控制精度的請(qǐng)求,溫濕度實(shí)驗(yàn)箱的溫度控制精度較高,溫度動(dòng)搖普通小于±0.2℃。否則很難到達(dá)濕度控制精度的請(qǐng)求。


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