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選擇溫濕度環(huán)境試驗箱的5個要點——選型指南之一
我們選擇滿足自己產(chǎn)品試驗條件的環(huán)境試驗箱（溫濕度環(huán)境試驗設(shè)備），面對各家供應(yīng)商提供的技術(shù)參數(shù)，從文字上很難判斷哪個廠家的產(chǎn)品質(zhì)量更優(yōu)更好，只能了解到每家供應(yīng)商提供的設(shè)備的價位，對于公司起步較晚、成立時間較短的供應(yīng)商，技術(shù)儲備相對薄弱，能力就是能按期完成客戶的訂單；對于為你提供的這臺溫濕度環(huán)境試驗箱，壽命多長、能用多久、能一次性連續(xù)工作多長時間、能否到達該設(shè)備的極限溫度，老實說都是未知數(shù)，只能拍胸脯保證，沒有成熟的案例和完整的數(shù)據(jù)說明和支持。又由于中國的市場上同類產(chǎn)品同質(zhì)化非常嚴(yán)重，包括溫濕度環(huán)境試驗箱的鈑金結(jié)構(gòu)用材林、控制系統(tǒng)及成套電氣材料、制冷的壓縮機機組等部品部件，選擇的品牌都近乎相同，讓我們的用戶無所適從。每選擇一臺試驗設(shè)備，都需要花大力氣去考察供應(yīng)商、去看廠驗廠、去體驗設(shè)備、甚至需要供應(yīng)商安排到其他客戶那里參觀考察，費時費力。
基于以上問題的考慮，特別針對溫濕度環(huán)境試驗箱的選型，我想推薦以下5個方面的要點：
1、溫濕度環(huán)境試驗箱容積的選擇；
2、溫濕度環(huán)境試驗箱溫度范圍的選擇；
3、溫濕度環(huán)境試驗箱濕度范圍的選擇；
4、溫濕度環(huán)境試驗箱控制系統(tǒng)的選擇；
5、溫濕度環(huán)境試驗箱溫度變化速率的選擇。
希望對光臨深圳市富易達儀器有限公司官方網(wǎng)站的朋友有所幫助。
1、溫濕度環(huán)境試驗箱容積的選擇 ——fuyidatest.com 富易達儀器推薦
試品（電子元器件、組件、部品部件或整機）置入溫濕度環(huán)境環(huán)境箱進行試驗時，為了保證試品周圍空氣環(huán)境能滿足產(chǎn)品試驗規(guī)范所規(guī)定的環(huán)境試驗條件，溫濕度環(huán)境試驗箱的內(nèi)部工作室尺寸與試品外廓尺寸之間應(yīng)遵循以下3點原則規(guī)定：
第一、試品總體積。被試產(chǎn)品的體積（富易達習(xí)慣描述尺寸按照深寬高進行表述D×W×H）不得超過試驗箱有效工作空間的三分之一（33）％（推薦選用小于33％）。對于在試驗中發(fā)熱的產(chǎn)品推薦選用不大于20％。
第二、試品縱橫截面。被試產(chǎn)品的迎風(fēng)斷面（縱向和橫向斷面）與該斷面上試驗箱工作室總截面（縱向和橫向斷面）之比不大于三分之一（一般客戶可以選擇35～50）％（推薦選用35％）。
第三、試品距離箱壁的絕對距離。不管溫濕度環(huán)境試驗箱有多大或者有多小，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）。總括上述三點規(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）％，平均最高風(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)定的最高風(fēng)速，其試驗結(jié)果的有效性將受到懷疑。
2〕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(yán)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(yán)重時可大到10℃以上。因此，必須盡量滿足前面兩項要求，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(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、溫濕度環(huán)境試驗箱溫度范圍的選擇——fuyidatest.com 富易達儀器推薦
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?？梢詽M足國內(nèi)絕大多數(shù)軍用、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?？衫玫墓ぷ魇殷w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。
3、溫濕度環(huán)境試驗箱濕度范圍的選擇——fuyidatest.com 富易達儀器推薦
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，或給出最低露點溫度。因為相對濕度是與溫度直接相關(guān)的，對于同樣的絕對含濕量，溫度越高，相對濕度就越小，如絕對含濕量為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)高溫高濕條件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，因為此時的絕對含濕量很低，有時比大氣中的絕對含濕量低很多，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。又因為箱體不可能絕對密封，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。實際所達到的最低露點溫度為5～7℃。露點溫度5℃相當(dāng)于絕對含濕量為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)。
4、溫濕度環(huán)境試驗箱控制系統(tǒng)的選擇——fuyidatest.com 富易達儀器推薦
溫濕度環(huán)境試驗箱有恒溫恒濕試驗箱、高低溫交變濕熱試驗箱兩種情況。
恒定試驗箱：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。
交變試驗箱：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，并且可以在最大升溫、降溫速率能力的范圍內(nèi)，精確控制升溫、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。
5、溫濕度環(huán)境試驗箱溫度變化速率的選擇——fuyidatest.com 富易達儀器推薦
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)稱的最低溫度的時間一般為60～120min。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。
不同規(guī)格、不同容積的快速溫度變化試驗箱，其需要試驗的快速溫度變化的溫度范圍一般都是相同的（即－60～＋125℃），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，一種是線性升降溫速度（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)，最高溫度與最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。
線性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，保證線性升降溫速度的難度最大、最關(guān)鍵的一段是，在降溫段最后的一個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，線性升降溫速度（每5min平均速度）更科學(xué)。因此試驗設(shè)備最好具有全程平均升降溫速度和線性升降溫速度（每5min平均速度）這兩個參數(shù)。一般來說，線性升降溫速度（每5 min平均速度）是全程平均升降溫速度的1/2。
2015-4-28 整理發(fā)布。
