恒溫恒濕箱尺寸與溫濕度範圍如何選擇

更新時間：2022-06-27

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恒溫恒濕箱工作室尺寸的選擇

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，試驗箱工作尺寸與(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)不得超過恒溫恒濕箱有效工作空間的(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100～120mm，(推薦選用120mm)。

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，恒溫恒濕箱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)被測試件置入箱體(ti) 後會(hui) 擠占了循環風通道，通道變窄將導致循環風風速的增加。加速了氣流與(yu) 被測試件之間的熱交換。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)%，平均最高風速為(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最高風速，其試驗結果的有效性將受到懷疑。

(2)恒溫恒濕箱工作室內(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，一旦置入被測試件後，對試驗箱工作室內(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) 重時可達到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(100～120mm)距離內(nei) 的空間是不可利用空間。

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) -70～+120℃，-60～+120℃，-40～+120℃，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、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；而低溫則涉及產(chan) 品成本部分，低溫越低，則製冷係統功率及製冷量則越大，相應的設備成本也增加，且低溫係統成本占據了設備整體(ti) 成本的1/3左右，對此如實際試驗溫度為(wei) -20度，選購設備時低溫在-30度即可，不宜過低，否則對於(yu) 能源消耗也越大。

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) 同樣的絕對含濕量，溫度越高，相對濕度就越小，如絕對含濕量為(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(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) 加一組除濕製冷光管。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) 不可能絕對密封，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。實際所達到的低露點溫度為(wei) 5～7℃。露點溫度5℃相當於(yu) 絕對含濕量為(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。

由於(yu) 低溫低濕的特殊性，且不同廠家在此方麵的指標也不盡相同，故在選用設備濕度範圍時，不宜隻參照技術規格書(shu) 中標注的20～98%RH或多少，而是根據其低溫值時的濕度能力範圍。

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