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高低温试验箱的一般性能

发布日期:2012-06-12 10:10:48

    高低温箱的工作腔容积至少应是试产品外廓体积的3~5倍。作出这种规定的理由有以下几点:气候箱工作腔内环境参数〔如温度、湿度、盐雾沉降率等〕的精度指标都是在空载状态下检测的结果,一旦置入试验件后,对试验箱工作腔内环境参数的均匀性将产生影响,试验件占有的空间越大,这种影响也就越严重。

    根据热传导的原理,箱壁附近气流的温度通常与流场中心温度相差2~3℃,在高低温的上下限时,还可能达到5℃。箱壁的温度与箱壁附近流场的温度又相差 2~3℃(视箱壁的结构和材料而定)试验温度与外界大气环境相差越大,上述温差也越大,因此,距箱壁(100~150mm)距离内的空间是不可利用空间。
    实测试验数据表明,流场中迎风面与背风面的温差可达到3~8℃,严重时可大到10℃以上。因此,必须尽量满足两项要求,以保证试产品周围环境参数的均匀性。这些温度范围通常可以满足国内绝大多数军用、民用产品温度试验的需要,除非确有特殊需要,如安装位置靠近发动机等热源的产品外,不可盲目提高温度上限。因为上限温度越高,箱体内外的温差越大,箱体内部流场的均匀性也越差。高低温箱可利用的工作室体积也就越小。

    另一方面,上限温度值越高,对箱壁夹层中保温材料(如玻璃棉等 )的耐热性要求越高。箱体密封性的要求也越高,使箱体的制作成本增加。 高低温箱实现高温、高湿只需要往箱体空气中喷水蒸汽或雾化的水珠,进行加湿。低温低湿则相对难于控制,因为此时的绝对含湿量很低,有时比大气中的绝对含湿量低很多,需要对箱体内流动的空气除湿,使空气变得干燥。目前国内外绝大多数的温湿度箱都采用制冷除湿的原理,是在箱体的空气预调室内加一组制冷光管。当湿空气经过冷管时,其相对湿度会达到100%RH,因空气饱和在光管上结露,使空气变得更干燥。这种除湿方式理论上可达到零度以下的露点温度,但是当冷点表面温度到达0℃时,光管表面结露的水滴会结冰,从而影响光管表面的热交换,使除湿能力下降。又因为箱体不可能绝对密封,大气中的湿空气会渗入到箱体内,使露点温度回升。

    另一方面,在光管间流动的湿空气只是在和光管(冷点)接触的瞬间达到饱和状态而析出水蒸汽,因此这种除湿方法很难使箱体内的露点温度在到 0℃以下。实际所达到的最低露点温度为5~7℃。露点温度5℃相当于绝对含湿量为0.0055g/Kg,对应相对湿度20%RH的温度为30℃。如果要求温度 20℃进相对湿度达到20%RH,此时的露点温度为-3℃,采用致冷方式除湿是很困难的,必须选用空气干燥系统才能实现。

    普通的高低温试验箱一般指的是恒定高低温试验箱,其控制方式为:设定一个目标温度,试验箱具有自动恒温到目标温度点的能力。恒定温湿度试验箱的控制控制方式也类似,设定一个目标温度、湿度点,试验箱具有自动恒温到目标温度、湿度点的能力。高、低温交变试验箱具有设定一条或者多条高低温变化、循环的程序,试验箱有能力根据预置的曲线完成试验过程,并且可以在最大升温、降温速率能力的范围内,精确控制升温、降温的速率,即可以根据设定的曲线的斜率控制升温、降温速率。

    同样,高低温交变湿热试验箱也具有预置温度、湿度曲线,并且根据预置进行控制的能力。高低温箱交变试验箱都具有恒定试验箱的功能,但交变试验箱的制造成本较高,因为交变试验箱需配置有曲线自动记录装置、程序控制仪,还须解决试验箱在工作室内温度较高的情况下开启制冷机等问题,因此,交变试验箱的价格比恒定试验箱的价格一般要高20%以上。因此,我们应当实事求是的以试验方法的需要为出发点,选用恒定试验箱或者是交变试验箱。国内外环境试验箱给出的湿度指标大都是20~98%RH或30~98%RH,如果湿热试验箱没有除湿系统,则湿度范围为 60~98%,这一类试验箱只能做高湿试验,但它的价格低得多。

     值得注意的是在湿度指标后面应该注明相应的温度范围,或给出最低露点温度。因为相对湿度是与温度直接相关的,对于同样的绝对含湿量,温度越高,相对湿度就越小,如绝对含湿量为5g/Kg(指1公斤干空气中含有5克的水蒸汽),当温度为29℃ 时,相对湿度为20%RH,温度为 6℃时,相对湿度为90%RH,当温度降至4℃以下,相对湿度超过100%,在箱体内会出现结露现象。

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