如何正確選擇溫濕度試驗箱的方法
溫濕度箱的選擇:
1、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。
2、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。
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。