高低溫試驗箱（xiāng），恒溫恒濕箱的選型建議

（高低溫試驗箱，恒溫恒濕箱的選型建議）

　　高低（dī）溫試驗箱，低溫（wēn）箱（xiāng），恒溫恒濕箱的選型建議做環境試驗設備的廠家，現在給各位采購們一點建議：一、設備選擇依據存在於（yú）地球表麵及大氣層空間中的自然（rán）環境因素和誘發環境因素的種類，目（mù）前還無法統計出一個確切的數目，其中對（duì）工程產品（設備）的使用及壽命影響較大的因素不下十幾種。從事工程產品環境條件研究的工程師（shī）們將自然界存在（zài）以及（jí）人類活動所誘發的環境條件整理歸納為一係列的試驗標準和規範，用以指導工程產品的環境及可靠（kào）性試驗。如指導軍工產品進行環境試驗GJB150――中華人民共和（hé）國國家軍用標準《軍用設備環境試驗方法》，指導電工電子產（chǎn）品進行環境試（shì）驗的GB2423――中華人民共和國國（guó）家標準《電工電子產品環境試驗方法（fǎ）指南》等。因（yīn）此，我們選擇（zé）環境（jìng）及可靠性試驗設備時（shí）主要的依據（jù）是工程產品的試驗規範和試驗標準。其（qí）次，為了規範試驗設備中環境試（shì）驗條件的容差，保證環境參數的控製精度，國家技術監督機（jī）構及各工業部門還製（zhì）訂了一係列的環境試驗設備及檢測儀器儀表的檢定規（guī）程。如（rú）中華人民共和國國家標準GB5170《電（diàn）工電子產品（pǐn）環境試驗設備基本參數檢定方法》，又如國家技術監督局（jú）頒布實施的JJG190－89《電動振動（dòng）試驗台係統試行（háng）檢定規（guī）程》等（děng）。這些檢定規程也是選（xuǎn）擇環境及可靠性試驗設備的重要依據，不符合（hé）這些檢定規程要求的試驗設（shè）備是不允（yǔn）許投入使用的。二、設備選擇基本原則環境及可靠性試驗設備的選擇應遵循以下五條基本原則：1、環境條件的再現性在試驗室內完整而精確（què）地再現自然界存在的環境條件是可望而不可及的事（shì）情。但（dàn）是，在一定的容差範圍之內，人們完全可以正確而（ér）近似地模擬工程產品在使用、貯存、運輸等過程中所經（jīng）受的（de）外界環境條件。這段話用工程（chéng）的（de）語（yǔ）言概括（kuò），就是（shì）“試驗設備所創造的圍繞被試產（chǎn）品周邊的環境條件（含平台環境）應該（gāi）滿足產品試驗規範所規定的環境條件及其（qí）容差的要求（qiú）”。如用於軍工產品（pǐn）試驗的溫度箱不僅要滿足國軍標（biāo）GJB150.3－86、GJB150.4－86中根據不同的均（jun1）勻（yún）性和溫度控製精度的要求。隻有這樣，才能（néng）保證在環境試驗中環境條（tiáo）件的再現性。2、環境條件的可重複性一台環（huán）境試（shì）驗（yàn）設備可能用於同一（yī）類型產品的多（duō）次（cì）試驗，而一台被試的工程產品也可能在不同的（de）環境試驗設備中進行試（shì）驗（yàn），為了保證同一台產品在同（tóng）一試驗規範所規定的環境（jìng）試驗條件下所得試驗（yàn）結（jié）果的可比較性，必然要求環境試驗設備所（suǒ）提供的環境條件具有可重（chóng）複性。這也就是說，環境試（shì）驗設備施用於被試驗產品的應力水平（如熱應（yīng）力、振動應力、電應力等）對於同一試驗規範的要求是一致的。環境試驗設（shè）備所（suǒ）提供環境條件（jiàn）的可重複（fù）性是由國家計量檢定部（bù）門依據國家技術監督機構所製（zhì）定（dìng）的（de）檢定規程檢定合格後提供保證。為此，必須要求環境試驗設備能滿足檢定（dìng）規程中的各項技術指標及精度指標的（de）要求，並且（qiě）在使用時間上不超過檢定周期所規定的時限。如使用非常普遍的電動振（zhèn）動台(YSZD-TF)除（chú）滿足激振力、頻（pín）率範圍、負載能（néng）力（lì）等技術指標外，還必須滿足檢定規程中規定的橫向振動比、台麵加速度（dù）均勻性、諧（xié）波失真度等精（jīng）度指標（biāo）的要求，而且每（měi）次檢定後的（de）使用周期為二（èr）年，超過二年必須重新檢定（dìng）合格後才（cái）能投入使用（yòng）。3、環（huán）境條件參數（shù）的（de）可測控性任何一台環境試驗設（shè）備所提供（gòng）的環境條（tiáo）件必須是可觀測的（de）和可控（kòng）製的，這不僅是為了使環境參數（shù）限（xiàn）製在一定的容（róng）差範圍之內，保證（zhèng）試驗條件的再現性和重複性的（de）要求，而且從產品試驗的安全出發也是必須（xū）的，以便防止環境（jìng）條件失控導致被試（shì）產品的（de）損壞，帶來不必要的損失。目前各種試驗規範中大體要求參數測試的精度不應低（dī）於試（shì）驗條件允許（xǔ）的誤差的三分之一。4、環境試驗條件的排它性每一次進行環境（jìng）或可靠性試驗，對環境因素的（de）類別、量值及容差都有嚴格的（de）規定，並排除非（fēi）試驗所需的環境（jìng）因素滲透其中，以便在試驗中（zhōng）或試驗結（jié）束後判（pàn）斷和分析產品失效與故障（zhàng）模式時，提供確（què）切的依據（jù），故（gù）要（yào）求環境試驗設備除提供所規定（dìng）的環境條件外，不允許對被試產（chǎn）品附加其它的環境應力幹擾。如電動振（zhèn）動台（tái）檢定規程中所限（xiàn）定的台麵漏磁，加速度信（xìn）噪比、帶內帶（dài）外（wài）加速度（dù）總均方根值比。隨（suí）機信號的檢驗、諧波失（shī）真度等精度指標都是為（wéi）了保證環境試驗（yàn）條件的（de）唯一性而製定（dìng）的檢定項目。5、試驗設備的安全可靠（kào）性環境試驗，特別是可靠性試驗，試驗周期長，試驗的對象有時是價值很高的軍（jun1）工（gōng）產品，試驗過程中，試驗人員經常要在現場周圍操作巡視或測試工作，因此要求環境試驗設備（bèi）必須具有運（yùn）行安全、操作方便、使用可（kě）靠、工作壽命長等特點，以確保試驗本身的正常進行。試（shì）驗設備的各種保護、告警措施及安全連鎖（suǒ）裝置應（yīng）該完善（shàn）可靠，以保證試驗人員、被試產品和（hé）試驗設備本身的安全可靠性。三、溫濕度箱（xiāng）的選擇1、容積的選擇將被試產品（元器件、組件、部件或整機）置入氣（qì）候環境箱YSGDW-100進行試驗時，為了保證被試產品周圍氣氛能滿足試驗規範所規定（dìng）的環境試驗條件，氣候箱工（gōng）作尺（chǐ）寸與被（bèi）試（shì）產品外廓尺寸之間應遵循（xún）以下幾（jǐ）點（diǎn）規定（dìng）：a）被試產品的（de）體積（W×D×H）不得超過（guò）試驗箱有YSGDS-150效工作空間的（20～35）％（推薦選用20％）。對於在試驗（yàn）中發熱的產品推薦選用不大於10％。b）被試產品的迎（yíng）風斷麵積與該斷麵上試驗箱工作室總麵積（jī）之比不大於（35～50）％（推（tuī）薦選用35％）。c）被試產品外廓表麵距試驗箱壁的距離至少（shǎo）保持100～150mm，（推薦選用150mm）。上述三點規定實際上（shàng）是相互依存和統一的。以1立方米正方體箱子為例，麵積比為1：(0.35～0.5）相（xiàng）當（dāng）於體積之比為1：（0.207～0.354）。距箱壁100～150mm相當於體積之比為1：（0.343～0.512）。總括上述（shù）三點規定，氣候環境試（shì）驗箱的工作腔容積至少應是被試產品外廓體積的3～5倍。作出這種規定的（de）理由有以下幾點：1〕被試驗件置入箱體後擠占了流暢的（de）通道，通道變窄將導致氣（qì）流流速的增（zēng）加。加速氣流與被試驗件之間的熱交換（huàn）。這與（yǔ）環境條件的再現不（bú）符，因為在有關標準中（zhōng）對涉及溫度環境（jìng）試驗都規定試驗箱內試驗樣件周圍的空（kōng）氣流速不應超（chāo）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（kōng）載時試驗箱內平均（jun1）風速為0.6～0.8m/s，不超過1m/s，滿足a)、b)兩點要求所規定的空間及麵積比時，流場的（de）風速可能增大（50～100）％，平均最高（gāo）風速為（1～1.7）m/s。滿足（zú）標準規定的（de）要求。如果在試（shì）驗（yàn）中不加限製地加大試驗件的體積或迎風斷麵積，則實際試驗時氣流風速（sù）將增（zēng）大到超出試（shì）驗標（biāo）準所規定的最高風速，其試驗結果的有效性將（jiāng）受到懷疑（yí）。2〕氣候箱YSHS-150工作腔內環境參數〔如溫（wēn）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（dàn）置入被試驗件後，對試（shì）驗箱工作腔內環境參數的均勻性將產生影響，試驗件占（zhàn）有的空間越大，這種影響也就越嚴重。實測試（shì）驗數據表明，流場中迎風麵與（yǔ）背風麵的溫差可達到3～8℃，嚴重時可（kě）大到10℃以上。因（yīn）此，必須盡量滿足a〕、b〕兩項要求，以保證被試產品周圍環（huán）境參數的（de）均勻性（xìng）。3〕根據熱傳（chuán）導的原理，箱壁附近氣流的溫度通常與流（liú）場中（zhōng）心溫度相（xiàng）差2～3℃，在高低溫的（de）上（shàng）下限時，還（hái）可（kě）能達到（dào）5℃。箱壁的溫度與箱壁附近流場的（de）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相（xiàng）差越大，上述溫差也越大，因此，距箱壁（100～150mm）距（jù）離內的空間是不可利用空間。2、溫度範圍的（de）選擇目前，國外溫度試驗（yàn）箱的範（fàn）圍大體上為－73～＋177℃，或－70～＋180℃。國內多數（shù）廠家一（yī）般為－80～＋130℃，－60～＋130℃，－40～＋130℃，也有高溫（wēn）到150℃。這些（xiē）溫度範圍通常可以滿足國內絕大多（duō）數軍用、民用產品溫度試驗的需要，除非確有特殊（shū）需（xū）要，如安裝位置靠近（jìn）發動機等熱源的產（chǎn）品（pǐn）外（wài），不可盲目提高溫度上限。因為上限（xiàn）溫（wēn）度越高，箱體內外的溫差越大，箱體內部（bù）流場的均勻性也越差。可利用的工作室體積也就越小。另（lìng）一方麵，上限溫度值越高，對箱壁（bì）夾層中（zhōng）保溫材料（liào）（如玻璃棉等）的耐熱性要（yào）求（qiú）越高。箱體密封性的（de）要求也越高，使箱體的製作成本增加。3、濕度範圍的選擇國內外（wài）環境試驗箱YSHS-250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60～98％，這一類試驗箱隻能做高濕試驗，但它的價格低得（dé）多。值（zhí）得注意的（de）是在濕（shī）度指標（biāo）後麵應該注明相應的溫度範圍，或給出最低露（lù）點（diǎn）溫度。因為（wéi）相對濕度是與溫（wēn）度直接相（xiàng）關的，對於同（tóng）樣的絕（jué）對含濕量，溫度（dù）越高，相對濕度就越小，如絕對含濕量為5g/Kg（指1公斤幹空氣中（zhōng）含有5克的水蒸汽），當溫度（dù）為29℃時，相對濕度為20％RH，溫度為6℃時，相對濕度（dù）為90％RH，當溫度降至4℃以下，相對濕（shī）度超過100％，在箱體內會出現結露現象。實現高溫、高濕（shī）YSGDS-150隻需要往箱體空氣中噴水蒸汽或霧化的水珠，進行加濕。低溫低濕則相對難於控製，因為此時的絕對含濕量很低，有時比大氣中的絕對含濕量（liàng）低（dī）很多，需要（yào）對箱體內流（liú）動的空氣除濕，使空氣變（biàn）得幹燥。目（mù）前國內外絕大多數的溫濕度（dù）箱都（dōu）采用製冷（lěng）除濕的原理，是（shì）在箱體的（de）空氣預調室內加一組製冷光管（guǎn）。當濕空氣經過冷管時，其相對濕度（dù）會（huì）達到100％RH，因空（kōng）氣飽和在（zài）光管（guǎn）上結露，使空氣變得更幹燥。這種（zhǒng）除濕方式理論上可達到零（líng）度以下的露點溫度，但是（shì）當冷（lěng）點表（biǎo）麵溫度到達0℃時，光管表麵結露的水滴會結冰，從而影響光管表麵的熱交換，使（shǐ）除濕能力下降（jiàng）。又因為箱體不可能絕對密封（fēng），大氣（qì）中的濕空氣會滲（shèn）入到箱體內，使（shǐ）露點溫度（dù）回升。另一（yī）方麵，在光管（guǎn）間流動的濕空氣隻是在和光管（冷點）接觸的瞬（shùn）間達到飽和（hé）狀態而析出水蒸汽，因此這種除濕方法很難使箱體內的露點溫度在到0℃以下。實際所達到的最低露點（diǎn）溫度為5～7℃。露點溫度5℃相當於絕對含濕量為0.0055g/Kg，對應相對濕（shī）度20％RH的（de）溫度為（wéi）

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