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恒溫恒濕試驗機選擇注意事項

日期:2022-01-14 12:54
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摘要:

恒溫恒濕試驗機選擇注意事項

恒溫恒濕試驗機選擇注意事項 0769-23320461
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容積的選擇(恒溫恒濕機選擇注意事項)
1.將被試產品(元器件、組件、部件或整機)置入氣候環境箱進行試驗時,為了保證被試產品周圍氣氛能滿足試驗規范所規定的環境條件,氣候箱工作空間尺寸與被試產品外廓尺寸之間應遵循以下幾點規定:
2.被試產品的體積(W×D×H)不得超過試驗箱有效工作空間的(20-35)%(推薦選用20%)。對于在試驗中發熱的產品推薦選用不大于30%。被試產品的迎風斷面積與該斷面上試驗箱工作腔總面積之比不大于(35-50)%(推薦選用35%)。
3.被試產品外廓表面距試驗箱壁的距離至少應保持100-150mm。
上述三點規定實際上是相互依存和統一的。以1立方米正立方體箱子為例,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。
總括上述三點規定,恒溫恒濕機的工作腔容積至少就是被試產品外廓體積的3~5倍,作出這種規定的理由有以下幾點:
a.被試驗件置入箱體后擠占了流場中氣流的通道,通道變窄將導致氣流流速的嗇。加速氣流與被試驗件之間的熱交換,這與環境條件的再現性不符,因為在有關標準中對涉及溫度環境試驗都規定試驗箱內試驗樣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生不符合實際的熱傳導,在空載時試驗箱內平均風速為0.6~0.8m不超過1m/s,滿足a、b)兩點要求所規定的空間及面積比時,流場的風速可能增大(50~100)%,平均*高風速為(1.17)m/s,滿足標準規定的要求。如果在試驗中不加限制地加大試驗件的體積或迎風斷面積,則實際試驗時氣流風速將增大到超出試驗標準所規定的*高風速,其試驗結果的有效性將受到懷疑。
b.氣候箱工作腔內環境參數(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,一旦置入被試驗件后,對試驗箱工作腔內環境參數的均勻性將產生影響,試驗件占有的空間越大,這種影響也就越嚴重。實測試驗數據表明,流場中迎風面與背風面的溫差可達到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,以保證被試產品周圍環境參數的均勻性。
c.根據熱傳導的原理,箱壁附近氣流的溫度通常與流場中心溫度相差2~3℃,在高低溫的上下限時,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℃(視箱壁的結構和材料而定)。試驗溫度與外界大氣環境溫度相差越大,上述溫差也越大,因此,距箱壁(100~150mm)距離內的空間是不可利用空間。
溫度范圍(恒溫恒濕試驗機選擇注意事項)
目前,國外恒溫恒濕試驗箱的溫度范圍大體上為(-73~+177℃),或(-70~+180℃)。國內多數廠家為(-70~+120℃),也有高溫到150℃。這個溫度范圍通常可以滿足輛絕大多數軍用、民用產品溫度試驗的需要,除非確有特殊需要,如安裝位置靠近發動機等熱源的產品外,不可盲目利用的工作腔體積也就越小。另一方面,上限溫度越高,對箱壁夾層中保溫材料(如玻璃棉等)的耐熱性要求也越高。箱體密封性的要求也越高,使箱體的制作成本增加。
為了更正確地模擬產品在自然界所遭受的實際環境狀況,在環境試驗中必須保證被試產品的周邊能處在同一溫度環境條件下,為此,必須對試驗箱內的溫度梯度和溫度的波動度加以限制。在國軍標GJB150.1-86軍用設備環境試驗方法總則中明確規定“試驗樣品附近測量系統的溫度應在試驗溫度的±2℃以內,其溫度梯度不超過1℃/m或總的*大值為2.2℃(試驗樣品不工作)”。如上面所述,對溫度場的要求包括三個方面:
1.溫度量值的準確性。
試驗規范給定的是試驗溫度名義值(標稱溫度值),試驗設備測出的是溫度場中心蹼(或出風口、回風口)試驗溫度實際值(工作空間指示點溫度),這兩者之間存在一個誤差。
2.溫度波動度。
溫度實際值的數據不是一個常值,是一個隨時間的延續上下波動的量,用時間統計平均可以得到一個數學期望值(均值),和一個標準差。
按試驗規范的要求,上述兩項,即包含數學期望值與名義值的誤差即系統誤差)加上標準差(即隨機誤差)的總和(溫度控制精度)不大于所規定的誤差范圍,GJB150.1-86中規定為±2℃。
按國標GB/T5170.1-1995規定試驗箱的溫度偏差是指試驗箱在穩定狀態下,工作空間各測試點在規定時間內實測*高溫度和*低溫度與標稱溫度的上下偏差。高溫溫度偏差不大于±2℃,低溫溫度偏差不大于±3℃。
濕度范圍(恒溫恒濕機選擇注意事項)
國內外環境試驗箱給出的溫度指標大體上都是20~95%RH或20~98%RH,其實這兩個指標是完全一致的,因為濕度控制精度通常為±3~5%RH,而*大濕度只可能是100%RH,值得注意的是在濕度指標后面應該注明相應的溫度范圍,或給出*低露點溫度.因為相對濕度是與溫度直接相關的,對于同樣的優良含濕量,溫度越高,相對濕度就越小,如優良含濕度量d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99%RH,當溫度降至4℃以下,相對濕度超過100%,在箱體內會出現結露現象。
實現高溫、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,因為此時的優良含濕量很低,有時比大氣中的優良含濕量低很多,需要對箱體內流動空氣除濕,使空氣變得更干燥。目前國內外絕大多數的溫濕度箱都是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,其相對濕度會達到100%RH,因空氣飽和在光管上結露,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,但是當冷點表面溫度到達0℃以下。實際所達到的*低露點溫度為5~7℃。露點溫度5℃相當于優良含濕量為0.0055g/kg,對應相對濕度20%RH的溫度為30℃。如果要求溫度20℃時相對濕度達到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才能實現。這個指標是控制箱體內溫度場的均勻性。也就是在空間的延拓上保證被試產品周邊的溫度具有一致性。國軍標GJB150中規定溫度梯度為1℃/m的要求通常用于3m3以上的試驗箱,而*大值為2.2℃則多用3m3以下的試驗箱。
濕度的精度控制:環境試驗箱中測量濕度多數是采用價格低廉的干濕球法,在高濕(80~100%RH)情況下,干濕球溫差1℃,對應于相對濕度相差5%左右。根據測試裝置的精度不應低于試驗條件允差三分之一原則(見國軍標GJB150.1-86),溫差1℃要求干球和濕球本身溫度測量的允差為±0.7℃,則溫度的測量精度液壓達到0.2℃。依此類推,相對濕度誤差為±3%RH。要求溫度測量精度應達到±0.1℃。故采用干濕球法測量相對濕度的誤差通常為±(3~5)%RH,溫度測量精度如此,濕度的控制精度也就可想而知了。
克服干濕球法測量精度不高,且受人為操作影響過大的缺點,近十幾年固體式濕度敏感頭(如電容式濕度傳感器)在解決了低溫(-55~70℃)下使用的問題后,已開始應用到環境試驗設備中,其測量精度可達到±1~3%RH。美國不測公司生產的溫濕度箱均已配置固體式濕度傳感器。
濕度的控制精度除了受測濕手段制約外,還與加濕方式有關,在環境試驗箱中加濕的方法很多,通用的有以下三種:
1.水盤式加濕。分為自然蒸發和電加熱蒸發,此種加濕方法加濕的速率慢。控制精度較低,多適合于恒溫恒濕箱。
2.噴蒸汽加濕。加濕的速率快,但加濕的波動度大,容易實現快速控制,控制精度較好,但由于噴入100℃蒸汽,對箱內的溫度狀態會產生少量的干擾。
3.噴霧化的水。霧化水的微粒直徑大體在10~50μ此種方法具有噴蒸汽加濕的優點,又不需要外置蒸汽鍋爐,并且可以調整噴水微粒的溫度和箱體內試驗溫度相同,是一種比較好的加濕方式。
風速(恒溫恒濕機選擇注意事項)
有關標準規定,進行環境試驗時溫濕箱內的風速應小于1.7m/s,風速過大會加速試驗件表面與箱體內流動氣流的熱交換,于試驗不利,但是在溫度、濕度、振動等多因素綜合環境試驗中,為追求高的變溫速率,必須加快箱體內循環氣流的流速,風速通常在2.5~3.0m/s。因此,對于不同的使用目的,風速的限制是不一樣的。
露點溫度選擇(恒溫恒濕機選擇注意事項)
露點溫度是指在給定的優良含濕量不變的條件下,使濕空氣冷卻到飽和狀態(相對溫度為100%RH)時的那個溫度。因此,給出了空氣狀態的露點溫度,也就給出了空氣的優良含濕量,從空氣的焓——濕圖就可以查到對應此優良含濕量時不同溫度下的相對溫度值。     
露點溫度越低,說明箱體內空氣的優良含濕量越小,對應同一溫度下的相對濕度也越小。一個溫濕度環境試驗箱所能達到的*低露點溫度與所采用除濕方式有關,通常采用的制冷除濕的辦法,*低露點溫度約為5~7℃,經過長時間的穩定除濕,露點溫度也可到達2~5℃,
若一定要求露點溫度到達0℃以下,則需要采用固體吸濕劑或液體吸濕劑等附加裝置,或其它干燥除濕裝置。如美國環測公司生產的恒溫恒濕試驗箱可選配露點溫度為-40℃的干空氣吹掃系統和空氣干燥系統。

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