如何選擇高低溫試驗箱

如何選擇高低溫試驗箱

1 、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(cong) 環境溫度降溫到標稱的zui低溫度的時間一般為(wei) 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，在此速率的範圍內(nei) 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。 
　　各種規格、速度的快速溫度變化試驗箱的溫度範圍一般都是相同的，即－60～＋130℃，但考核降溫速度的變溫範圍卻不盡相同，根據試驗不同的試驗要求，快速溫度變化試驗箱變溫範圍有的是－55～＋80℃，而有的是－40～＋80℃。 
　　關(guan) 於(yu) 快速溫度變化試驗箱的變溫速率有兩(liang) 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範圍內(nei) ，zui高溫度與(yu) zui低溫度之差值與(yu) 時間之比。目前國外各環境試驗設備生產(chan) 廠家提供的變溫速率的技術參數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(nei) ，能夠保證的變溫速率。而實際上對於(yu) 快速溫度變化試驗箱來說，保證線形升降溫速度的難度zui大、zui關(guan) 鍵的一段是，在降溫段zui後的一個(ge) 5 min的時間段內(nei) ，試驗箱可以達到的降溫速率。從(cong) 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(liang) 個(ge) 參數。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。
控製方式的選擇 
　2、溫度、濕度試驗箱有恒定試驗箱、交變試驗箱兩(liang) 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，其控製方式為(wei) ：設定一個(ge) 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製控製方式也類似，設定一個(ge) 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、循環的程序，試驗箱有能力根據預置的曲線完成試驗過程，並且可以在zui大升溫、降溫速率能力的範圍內(nei) ，控製升溫、降溫的速率，即可以根據設定的曲線的斜率控製升溫、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，並且根據預置進行控製的能力。當然，交變試驗箱都具有恒定試驗箱的功能，但交變試驗箱的製造成本較高，因為(wei) 交變試驗箱需配置有曲線自動記錄裝置、程序控製儀(yi) ，還須解決(jue) 試驗箱在工作室內(nei) 溫度較高的情況下開啟製冷機等問題，因此，交變試驗箱的價(jia) 格比恒定試驗箱的價(jia) 格一般要高20%以上。因此，我們(men) 應當實事求是的以試驗方法的需要為(wei) 出發點，選用恒定試驗箱或者是交變試驗箱
3 、濕度範圍的選擇 
　　國內(nei) 外環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係統，則濕度範圍為(wei) 60～98％，這一類試驗箱隻能做高濕試驗，但它的價(jia) 格低得多。值得注意的是在濕度指標後麵應該注明相應的溫度範圍，或給出zui低露點溫度。因為(wei) 相對濕度是與(yu) 溫度直接相關(guan) 的，對於(yu) 同樣的含濕量，溫度越高，相對濕度就越小，如含濕量為(wei) 5g/Kg（指1公斤幹空氣中含有5克的水蒸汽），當溫度為(wei) 29℃時，相對濕度為(wei) 20％RH，溫度為(wei) 6℃時，相對濕度為(wei) 90％RH，當溫度降至4℃以下，相對濕度超過100％，在箱體(ti) 內(nei) 會(hui) 出現結露現象。 
　　實現高溫、高濕隻需要往箱體(ti) 空氣中噴水蒸汽或霧化的水珠，進行加濕。低溫低濕則相對難於(yu) 控製，因為(wei) 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(ti) 內(nei) 流動的空氣除濕，使空氣變得幹燥。目前國內(nei) 外絕大多數的溫濕度箱都采用製冷除濕的原理，是在箱體(ti) 的空氣預調室內(nei) 加一組製冷光管。當濕空氣經過冷管時，其相對濕度會(hui) 達到100％RH，因空氣飽和在光管上結露，使空氣變得更幹燥。這種除濕方式理論上可達到零度以下的露點溫度，但是當冷點表麵溫度到達0℃時，光管表麵結露的水滴會(hui) 結冰，從(cong) 而影響光管表麵的熱交換，使除濕能力下降。又因為(wei) 箱體(ti) 不可能密封，大氣中的濕空氣會(hui) 滲入到箱體(ti) 內(nei) ，使露點溫度回升。另一方麵，在光管間流動的濕空氣隻是在和光管（冷點）接觸的瞬間達到飽和狀態而析出水蒸汽，因此這種除濕方法很難使箱體(ti) 內(nei) 的露點溫度在到0℃以下。實際所達到的zui低露點溫度為(wei) 5～7℃。露點溫度5℃相當於(yu) 含濕量為(wei) 0.0055g/Kg，對應相對濕度20％RH的溫度為(wei) 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(wei) －3℃，采用致冷方式除濕是很困難的，必須選用空氣幹燥係統才能實現
4、溫度範圍的選擇 
　　目前，國外溫度試驗箱的範圍大體(ti) 上為(wei) －73～＋177℃，或－70～＋180℃。國內(nei) 多數廠家一般為(wei) －80～＋130℃，－60～＋130℃，－40～＋130℃，也有高溫到150℃。這些溫度範圍通常可以滿足國內(nei) 絕大多數軍(jun) 用、民用產(chan) 品溫度試驗的需要，除非確有特殊需要，如安裝位置靠近發動機等熱源的產(chan) 品外，不可盲目提高溫度上限。因為(wei) 上限溫度越高，箱體(ti) 內(nei) 外的溫差越大，箱體(ti) 內(nei) 部流場的均勻性也越差。可利用的工作室體(ti) 積也就越小。另一方麵，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(ti) 密封性的要求也越高，使箱體(ti) 的製作成本增加
5 、容積的選擇 
　　將被試產(chan) 品（元器件、組件、部件或整機）置入氣候環境箱進行試驗時，為(wei) 了保證被試產(chan) 品周圍氣氛能滿足試驗規範所規定的環境試驗條件，氣候箱工作尺寸與(yu) 被試產(chan) 品外廓尺寸之間應遵循以下幾點規定： 
　　a） 被試產(chan) 品的體(ti) 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％）。對於(yu) 在試驗中發熱的產(chan) 品推薦選用不大於(yu) 10％。 
　　b） 被試產(chan) 品的迎風斷麵積與(yu) 該斷麵上試驗箱工作室總麵積之比不大於(yu) （35～50）％（推薦選用35％）。 
　　c） 被試產(chan) 品外廓表麵距試驗箱壁的距離至少保持100～150mm，（推薦選用150mm）。 
上述三點規定實際上是相互依存和統一的。以1立方米正方體(ti) 箱子為(wei) 例，麵積比為(wei) 1：（0.35～0.5）相當於(yu) 體(ti) 積之比為(wei) 1：（0.207～0.354）。距箱壁100～150mm相當於(yu) 體(ti) 積之比為(wei) 1：（0.343～0.512）。 
　　總括上述三點規定，氣候環境試驗箱的工作腔容積至少應是被試產(chan) 品外廓體(ti) 積的3～5倍。作出這種規定的理由有以下幾點：
　　1〕 被試驗件置入箱體(ti) 後擠占了流暢的通道，通道變窄將導致氣流流速的增加。加速氣流與(yu) 被試驗件之間的熱交換。這與(yu) 環境條件的再現不符，因為(wei) 在有關(guan) 標準中對涉及溫度環境試驗都規定試驗箱內(nei) 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(chan) 生不符合實際的熱傳(chuan) 導。在空載時試驗箱內(nei) 平均風速為(wei) 0.6～0.8m/s，不超過1m/s，滿足a）、b）兩(liang) 點要求所規定的空間及麵積比時，流場的風速可能增大（50～100）％，平均zui高風速為(wei) （1～1.7）m/s。滿足標準規定的要求。如果在試驗中不加限製地加大試驗件的體(ti) 積或迎風斷麵積，則實際試驗時氣流風速將增大到超出試驗標準所規定的zui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(nei) 環境參數〔如溫度、濕度、鹽霧沉降率等〕的精度指標都是在空載狀態下檢測的結果，一旦置入被試驗件後，對試驗箱工作腔內(nei) 環境參數的均勻性將產(chan) 生影響，試驗件占有的空間越大，這種影響也就越嚴(yan) 重。實測試驗數據表明，流場中迎風麵與(yu) 背風麵的溫差可達到3～8℃，嚴(yan) 重時可大到10℃以上。因此，必須盡量滿足a〕、b〕兩(liang) 項要求，以保證被試產(chan) 品周圍環境參數的均勻性。 
　　3〕 根據熱傳(chuan) 導的原理，箱壁附近氣流的溫度通常與(yu) 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(yu) 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(yu) 外界大氣環境相差越大，上述溫差也越大，因此，距箱壁（100～150mm）距離內(nei) 的空間是不可利用空間