1、容積的選擇
將被(bèi)測產品(元器件、組件、部件或整機)置入(rù)試驗箱進行試驗時,為了保證被測(cè)產品周圍氣氛(fēn)能滿足試驗規範所規定的環境試驗條(tiáo)件,試驗箱工作尺寸與被測產(chǎn)品外廓尺寸之間應遵循以下幾點規定:
a)被測產品的體積(W×D×H)不得超過試驗(yàn)箱(xiāng)有效工(gōng)作(zuò)空間的(20~35)%(推薦選(xuǎn)用20%)。對於在試驗中發熱的產品推薦選用不大於(yú)10%。
b)被測產品的迎風斷麵積與該斷麵上試(shì)驗箱工作室總麵積之比不大於(35~50)%(推薦選用35%)。
c)被測產品外廓表麵距試驗箱壁的距離至(zhì)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立方米正方體箱子為例,麵積比為1:(0.35~0.5)相當於體積之比為(wéi)1:(0.207~0.354)。距箱壁100~150mm相當於(yú)體積之比為1:(0.343~0.512)。
總括上述三點規定,環境試驗(yàn)設備的工作室容積至少應是被測(cè)產品外廓體積的3~5倍(bèi)。
2、溫度範圍的選擇
目(mù)前,國外溫度試驗箱的範圍大體上為(wéi)-73~+177℃,或(huò)-70~+180℃。國內多數廠家一般為-80~+130℃,-60~+130℃,-40~+130℃,也有高溫到150℃。這些溫度範圍通常(cháng)可以滿足國內(nèi)絕大多數軍用、民用產品溫度試驗的需要(yào),除非確有特(tè)殊需要(yào),如安裝位(wèi)置靠近發動機等熱源的(de)產品外(wài),不可盲目提高溫度上限。因為上限溫度越(yuè)高,箱(xiāng)體內(nèi)外的溫差越大,箱體內部流場的均(jun1)勻性也越差。可利用(yòng)的工(gōng)作室(shì)體積也就越小(xiǎo)。另一方麵,上限溫度值越高,對箱壁夾層中(zhōng)保溫材料(如玻(bō)璃棉等)的耐(nài)熱性要求(qiú)越高。箱(xiāng)體密封性的要求(qiú)也越高(gāo),使箱體(tǐ)的製作成本增加。
3、濕度範圍的選擇
國內外(wài)環(huán)境試驗箱給(gěi)出的濕度指標大都(dōu)是20~98%RH或30~98%RH,如果濕熱試驗箱沒有(yǒu)除濕係統,則(zé)濕度範圍為60~98%,這一類試(shì)驗箱隻(zhī)能做高濕試驗,但它的價格(gé)低得多。值得(dé)注意的是在濕度指標後麵應(yīng)該注(zhù)明相應的溫度範圍,或給出低露(lù)點溫度。因為相對(duì)濕度是與溫度直(zhí)接相關的,對於同樣的含濕量,溫度越高,相對濕度就越(yuè)小,如含濕(shī)量為5g/Kg(指1公斤幹空氣中含有5克的水蒸汽),當溫度為29℃時,相(xiàng)對濕度為20%RH,溫度為6℃時,相對濕度為90%RH,當溫度降(jiàng)至4℃以下,相對濕度超過100%,在(zài)箱體內會出現結露現象。
實現高溫、高(gāo)濕隻需要往(wǎng)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(xiàng)對難於控製,因為(wéi)此時的含濕量很低,有時比大氣中的含濕量低很多,需要對箱體內流動的空氣除濕,使空氣變(biàn)得幹燥。
目前國內外絕大(dà)多數的溫濕度試驗箱都采用製冷除濕(shī)的原(yuán)理,是在箱體的空(kōng)氣預調室內加一組製冷光管。當濕空氣經過冷管時,其(qí)相對濕度(dù)會達到100%RH,因空氣飽和(hé)在光管上結露,使空氣(qì)變得更幹燥。這種除濕方式理論(lùn)上可達到零度(dù)以下的露點(diǎn)溫度,但是當冷點表麵溫度到達0℃時,光管表麵結露(lù)的水滴會結冰,從而影響光管表麵的熱交換,使除濕能力下降。又(yòu)因(yīn)為箱體不可能密封,大(dà)氣中的濕空氣會滲(shèn)入到箱體內,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(guǎn)(冷點)接觸的瞬間達到飽(bǎo)和狀態而(ér)析出水蒸汽,因此這種除(chú)濕方法很難使箱體內的露點溫度在到0℃以下(xià)。實(shí)際所(suǒ)達到的低露點溫度為5~7℃。露(lù)點溫度5℃相當於含濕量為0.0055g/Kg,對應(yīng)相對濕度20%RH的溫度為30℃。如果要(yào)求溫度20℃進相對濕度達(dá)到20%RH,此時的露點溫度為-3℃,采用製冷方式除濕是很困難的,必須選用空氣(qì)幹燥係統才能實現。
4、控製方(fāng)式的選擇
溫度、濕度試驗箱有恒定(dìng)試驗箱、交變試驗箱兩種情況。
普通的高低溫試驗(yàn)箱一般指的是(shì)恒定高低溫試驗箱,其控製方式為:設定一個目標(biāo)溫度,試驗箱具有自動恒(héng)溫(wēn)到目標溫度(dù)點的能力。恒定溫濕度試驗箱的控製(zhì)控製方式也類似,設(shè)定一個目標溫度值、濕(shī)度值(zhí),試驗(yàn)箱具(jù)有自動恒溫(wēn)到目標溫度值、濕度值的能力。
高、低溫交變試驗箱(xiāng)具有設定一條(tiáo)或者(zhě)多條高低溫變化、循環的程序,試驗箱可(kě)以根據預置的曲線完成試(shì)驗過程,並且可以在大升溫、降溫速率能力的範圍內,控製(zhì)升溫、降溫的速率,即可以根據(jù)設定(dìng)的(de)曲線的斜率控製升溫、降溫速率。同樣,高低溫交變濕熱試驗箱也具(jù)有預置溫度、濕度曲線,並且根據預置進行控製的能(néng)力。
雖然交變試驗(yàn)箱都具有(yǒu)恒定試驗箱的功(gōng)能,但交(jiāo)變試驗(yàn)箱(xiāng)的製造成本較高,因為交變試驗箱需配置有曲線自動記錄裝置、程序控製器,還須解決試驗箱在工作室內溫度較高的情(qíng)況下開啟製冷壓縮機等問題。因此,交變試驗(yàn)箱的價格(gé)比恒定試驗箱的價格一般要高20%以上。因(yīn)此,我們應(yīng)當實事求是的以試驗方法的需要為出發點,選用恒(héng)定試驗箱或者是交變試驗箱。
5、溫(wēn)度變化速率的選擇
普通的高低溫(wēn)試驗箱沒有降溫速度的指標,從環境溫度降溫到標(biāo)稱的低溫度的時間一般為90~120min。高低溫交變試驗箱、高低(dī)溫交變濕熱試驗箱都(dōu)有變溫速度的要求,其變溫速率一般要求1℃/min,在此速率的範圍內速度可調。而快速溫度(dù)變化試驗箱的變溫速率較快,升溫(wēn)、降溫速率(lǜ)可以達到3℃/min~15℃/min,在某些溫度段升溫、降溫(wēn)速率甚至(zhì)可以達到30℃/min以上。
各(gè)種規格、速度的快速溫度變(biàn)化試驗箱的溫度(dù)範圍一般都是相同的,即-60~+130℃,但考(kǎo)核溫度變化(huà)速度的(de)變溫範圍卻不盡相同,根據試驗不同的試驗要求,快速溫度變化試驗箱變溫範圍有的是-55~+80℃,而有的是-40~+80℃。
關於快速溫度變化試驗箱的變溫速率有兩種提法,一種是全(quán)程平均升降溫速度,一種是線形升降溫速度(實際(jì)上是每(měi)5min平(píng)均速(sù)度)。全程平均速度是指在(zài)試驗箱的變溫範圍內,高溫度與低溫度之(zhī)差值與時間之比。目前國外各環境試驗設備生產廠家提供的變(biàn)溫速率的(de)技術參數都是指(zhǐ)的全程平均速率。線形升降溫速度指在任意的每5min時間段內,能夠保證的變溫速率。而(ér)實際上對於快速溫度變化試驗(yàn)箱來說,保證線形升降溫速度的難度(dù)大、關鍵的一段是,在(zài)降溫段後的一個5min的時(shí)間段內,試驗(yàn)箱(xiāng)可以達到的降(jiàng)溫速率(lǜ)。從某種角度講,線形升降溫速(sù)度(每5min平均速度)更科學。因(yīn)此試驗設備好具有全程平均升降溫速度(dù)和線形升降溫速度(每5min平均速度)這兩(liǎng)個參數。一般來(lái)說,線形升降溫速度(每5min平均速度(dù))是全程平均升降溫速度的1/2。
6、風速的選(xuǎn)擇(zé)
有關標準(zhǔn)規(guī)定,進行環境試(shì)驗時溫濕箱內的風速應小於1.7m/s,對(duì)於(yú)試(shì)驗本(běn)身來說,風速越小越好,風(fēng)速過大(dà)會加速試(shì)驗件表麵與箱體內(nèi)流動氣(qì)流的(de)熱交換,於試驗的真實性不(bú)利。但為了保證試驗箱工作室內的均勻性,試驗(yàn)箱內具有循環風是必需的。但是快速溫(wēn)度變化試驗箱以及溫度、濕度、振動等多因素綜合環(huán)境試驗(yàn)箱,為追求變溫(wēn)速(sù)率,必須加快箱體內循環氣流的(de)流速,風速通常在2~3m/s。因此(cǐ),對於不同的使用目的,風速的限製(zhì)是不一樣的。
7、溫度波動度(dù)
溫度波動是一個比較容易(yì)實現的參數,所有環境試驗(yàn)設備廠(chǎng)家(jiā)生(shēng)產的多數的試驗箱實際的溫度波動都可以控製在±0.3℃的範圍以內。
8、溫度(dù)場均勻度
為了更正確地模擬產品在自然界所遭受的(de)實(shí)際(jì)環境狀況(kuàng),在環(huán)境試驗(yàn)中必須保證(zhèng)被(bèi)測產品的周邊處在同一溫度(dù)環境條件下北京漢陽,為此,必須對試驗箱內的溫度梯度和溫度的波動度加以(yǐ)限製。在國軍標GJB150.1-86軍用設備環境試驗方法總則中明確規定“試驗樣品附近測量係統的溫度應在試驗(yàn)溫度的±2℃以內,其溫度工不超過1℃/m或(huò)總的大值為2.2℃(試驗樣品不工作)”。
9、濕度的精度
環境試驗(yàn)箱中測量濕度多數是采(cǎi)用(yòng)幹濕球法,環境試(shì)驗設備的製造標準GB10586要求(qiú),相對濕度偏差應在(zài)±23%RH。為滿(mǎn)足濕度(dù)控製精度的要(yào)求,濕度試驗箱的溫度控製精度較高,溫度波動(dòng)一般小於±0.2℃。否(fǒu)則很難(nán)達到濕度控製精度的要求。
10、製冷係統冷卻方式選(xuǎn)擇
試驗設備如果帶有製冷係統,製冷係統需要進行冷(lěng)卻。試驗箱有(yǒu)風冷、水冷兩種形式。
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