試驗箱的選用
“*好的不一定是*適合的”但在現(xiàn)實生活中人們的選擇往往不一定準確,當客戶對我們的設(shè)備有需求時,我們?nèi)绾蜗蛴脩敉扑]產(chǎn)品，并幫助用戶選擇*適合其需要的、經(jīng)濟的試驗箱?這需要建立在我們對產(chǎn)品有深入的了解上。
1、容積的選擇
將被試產(chǎn)品（元器件、組件、部件或整機）置入氣候環(huán)境箱進行試驗時，為了保證被試產(chǎn)品周圍環(huán)境能滿足試驗規(guī)范所規(guī)定的環(huán)境試驗條件，氣候箱工作尺寸與被試產(chǎn)品外廓尺寸之間應(yīng)遵循以下幾點規(guī)定：
體積：被試產(chǎn)品的體積不得超過試驗箱有效工作空間的（20～35）%。
被試產(chǎn)品的*大尺寸不能超出試驗箱的測試區(qū)域。（測試區(qū)域為：測試點距離試驗壁的距離為該方向尺寸的1/10）
a）截面積：被試產(chǎn)品的迎風(fēng)斷面積與該斷面上試驗箱工作室面積之比不大于35%
b）被試產(chǎn)品外廓表面距試驗箱壁的距離至少保持100～150mm，（推薦選用150mm）。
上述三點規(guī)定實際上是相互依存和統(tǒng)一的。以1立方米正方體箱子為例，面積比為1：(0.35～0.5）相當于體積之比為1：（0.207～0.354）。距箱壁100～150mm相當于體積之比為1：（0.343～0.512）。
總括上述三點規(guī)定，氣候環(huán)境試驗箱的工作室容積至少應(yīng)是被試產(chǎn)品外廓體積的3～5倍。作出這種規(guī)定的理由有以下幾點：
1〕被試驗件置入箱體后擠占了流暢的通道，通道變窄將導(dǎo)致氣流流速的增加。加速氣流與被試驗件之間的熱交換。這與環(huán)境條件的再現(xiàn)不符，因為在有關(guān)標準中對涉及溫度環(huán)境試驗都規(guī)定試驗箱內(nèi)試驗樣件周圍的空氣流速不應(yīng)超過1.7m/s，以防止試驗樣件和周圍氣氛產(chǎn)生不符合實際的熱傳導(dǎo)。在空載時試驗箱內(nèi)平均風(fēng)速為0.6～0.8m/s，不超過1m/s，滿足a)、b)兩點要求所規(guī)定的空間及面積比時，流場的風(fēng)速可能增大（50～100）％，平均*高風(fēng)速為（1～1.7）m/s。滿足標準規(guī)定的要求。如果在試驗中不加限制地加大試驗件的體積或迎風(fēng)斷面積，則實際試驗時氣流風(fēng)速將增大到超出試驗標準所規(guī)定的*高風(fēng)速，其試驗結(jié)果的有效性將受到懷疑。
2〕氣候箱工作腔內(nèi)環(huán)境參數(shù)〔如溫度、濕度、鹽霧沉降率等〕的精度指標都是在空載狀態(tài)下檢測的結(jié)果，一旦置入被試驗件后，對試驗箱工作腔內(nèi)環(huán)境參數(shù)的均勻性將產(chǎn)生影響，試驗件占有的空間越大，這種影響也就越嚴重。實測試驗數(shù)據(jù)表明，流場中迎風(fēng)面與背風(fēng)面的溫差可達到3～8℃，嚴重時可大到10℃以上。因此，必須盡量滿足a〕、b〕兩項要求，以保證被試產(chǎn)品周圍環(huán)境參數(shù)的均勻性。
3〕根據(jù)熱傳導(dǎo)的原理，箱壁附近氣流的溫度通常與流場中心溫度相差2～3℃，在高低溫的上下，還可能達到5℃。箱壁的溫度與箱壁附近流場的溫度又相差2～3℃（視箱壁的結(jié)構(gòu)和材料而定）試驗溫度與外界大氣環(huán)境相差越大，上述溫差也越大，因此，距箱壁（100～150mm）距離內(nèi)的空間是不可利用空間。
2、溫度范圍的選擇
目前，國外低溫試驗箱的范圍大體上為－73～＋177℃，或－70～＋180℃。國內(nèi)多數(shù)廠家一般為－80～＋100℃，－70～＋100℃，－40～＋100℃，也有高溫到150℃。這些溫度范圍通常可以滿足國內(nèi)絕大多數(shù)、民用產(chǎn)品溫度試驗的需要，除非確有特殊需要，如安裝位置靠近發(fā)動機等熱源的產(chǎn)品外，不可盲目提高溫度上限。因為上限溫度越高，箱體內(nèi)外的溫差越大，箱體內(nèi)部流場的均勻性也越差。可利用的工作室體積也就越小。
單級壓縮機制冷的試驗的低溫極限溫度為-40℃（制冷劑蒸發(fā)溫度為-44℃左右），使用溫度與蒸發(fā)溫度之間的溫差只有幾度，因此單級壓縮機制冷的試驗箱如果在-40℃使用，制冷能力基本沒有余量，接近-40℃時制冷量很小，降溫的速率也會大大降低。
如果用戶長期使用-40℃的溫度點，或者使用-40℃的溫度點時被試驗的產(chǎn)品發(fā)熱，或者是-40℃的溫度點有降溫速率的要求，則可以推薦采用復(fù)疊制冷系統(tǒng)的壓縮機。
如果冷凝效果或者制冷系統(tǒng)工況下降，達到-40℃的溫度點可能比較困難。雙級復(fù)疊制冷系統(tǒng)的低溫極限溫度為-80℃（制冷劑蒸發(fā)溫度為-84℃左右），但為了提供較大的制冷量，結(jié)合多數(shù)用戶的實際使用情況，一般對蒸發(fā)壓力進行了調(diào)整，因此許多的試驗箱的低溫下限為-70℃。
3、濕度范圍的選擇
國內(nèi)外環(huán)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系統(tǒng)，則濕度范圍為60～98％，這一類試驗箱只能做高濕試驗，但它的價格低得多。值得注意的是在濕度指標后面應(yīng)該注明相應(yīng)的溫度范圍，或給出*低露點溫度。
相對濕度是與溫度直接相關(guān)的，對于同樣的優(yōu)良含濕量，溫度越高，相對濕度就越小
如：優(yōu)良含濕量為5g/Kg（指1公斤干空氣中含有5克的水蒸汽），當溫度為29℃時，相對濕度為20%RH，溫度為6℃時，相對濕度為90%RH，當溫度降至4℃以下，相對濕度超過99% RH，箱體內(nèi)會出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象
實現(xiàn)高溫、高濕只需要往箱體空氣中噴水蒸汽或霧化的水珠，進行加濕。低溫低濕則相對難于控制，因為此時的優(yōu)良含濕量很低，有時比大氣中的優(yōu)良含濕量低很多，需要對箱體內(nèi)流動的空氣除濕，使空氣變得干燥。目前國內(nèi)外絕大多數(shù)的溫濕度箱都采用制冷除濕的原理，是在箱體的空氣預(yù)調(diào)室內(nèi)加一組制冷光管。當濕空氣經(jīng)過冷管時，其相對濕度會達到100％RH，因空氣飽和在光管上結(jié)露，使空氣變得更干燥。這種除濕方式理論上可達到零度以下的露點溫度，但是當冷點表面溫度到達0℃時，光管表面結(jié)露的水滴會結(jié)冰，從而影響光管表面的熱交換，使除濕能力下降。又因為箱體不可能優(yōu)良密封，大氣中的濕空氣會滲入到箱體內(nèi)，使露點溫度回升。另一方面，在光管間流動的濕空氣只是在和光管（冷點）接觸的瞬間達到飽和狀態(tài)而析出水蒸汽，因此這種除濕方法很難使箱體內(nèi)的露點溫度在到0℃以下。實際所達到的*低露點溫度為5～7℃。露點溫度5℃相當于優(yōu)良含濕量為0.0055g/Kg，對應(yīng)相對濕度20％RH的溫度為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－3℃，采用致冷方式除濕是很困難的，必須選用空氣干燥系統(tǒng)才能實現(xiàn)。可以利用“吸附式除濕系統(tǒng)”，生產(chǎn)濕度為5%、10%的試驗箱。一般方式是充壓縮干空氣，或增添轉(zhuǎn)輪除濕機。
4、控制方式的選擇
溫度、濕度試驗箱有恒定試驗箱、交變試驗箱兩種情況。
普通的高低溫試驗箱一般指的是恒定高低溫試驗箱，其控制方式為：設(shè)定一個目標溫度，試驗箱具有自動恒溫到目標溫度點的能力。恒定溫濕度試驗箱的控制方式也類似，設(shè)定一個目標溫度、濕度點，試驗箱具有自動恒溫到目標溫度、濕度點的能力。高、低溫交變試驗箱具有設(shè)定一條或者多條高低溫變化、循環(huán)的程序，試驗箱有能力根據(jù)預(yù)置的曲線完成試驗過程，并且可以在*大升溫、降溫速率能力的范圍內(nèi)，**控制升溫、降溫的速率，即可以根據(jù)設(shè)定的曲線的斜率控制升溫、降溫速率。同樣，高低溫交變濕熱試驗箱也具有預(yù)置溫度、濕度曲線，并且根據(jù)預(yù)置進行控制的能力。當然，交變試驗箱都具有恒定試驗箱的功能，但交變試驗箱的制造成本較高，因為交變試驗箱需配置有曲線自動記錄裝置、程序控制儀，還須解決試驗箱在工作室內(nèi)溫度較高的情況下開啟制冷機等問題，因此，交變試驗箱的價格比恒定試驗箱的價格一般要高20%以上。
試驗箱或者是交變試驗箱。我公司產(chǎn)品中一般以獨立儀表作為恒定試驗箱控制系統(tǒng)，PLC+觸摸屏作為交變試驗箱控制系統(tǒng)。
5、變溫速率的選擇
普通的高低溫試驗箱沒有降溫速度的指標，從環(huán)境溫度降溫到標稱的*低溫度的時間一般為90～120min。高低溫交變試驗箱、高低溫交變濕熱試驗箱都有變溫速度的要求，其變溫速率一般要求1℃/min，在此速率的范圍內(nèi)速度可調(diào)。而快速高低溫試驗箱的變溫速率較快，升溫、降溫速率可以達到3℃/min～15℃/min，在某些溫度段升溫、降溫速率甚至可以達到30℃/min以上。
各種規(guī)格、速度的快速高低溫試驗箱的溫度范圍一般都是相同的，即－70～＋100℃，但考核降溫速度的變溫范圍卻不盡相同，根據(jù)試驗不同的試驗要求，快速溫度變化試驗箱變溫范圍有的是－55～＋80℃，而有的是－40～＋80℃。
關(guān)于快速溫度變化試驗箱的變溫速率有二種提法。
一種是全程平均升降溫速度，一種是線性速度每5 min平均升降溫速度，
全程平均速度是指在試驗箱的變溫范圍內(nèi)，*高溫度與*低溫度之差值與時間之比。目前國外各環(huán)境試驗設(shè)備生產(chǎn)廠家提供的變溫速率的技術(shù)參數(shù)都是指的全程平均速率。
每5 min平均升降溫降溫速度指在任意的每5 min時間段內(nèi)，能夠保證的變溫速率。而實際上對于快速溫度變化試驗箱來說，難度*大、*關(guān)鍵的一段是，在降溫段*后的一個5 min的時間段內(nèi)，試驗箱可以達到的降溫速率。每5 min平均升降溫降溫是國標GB10589高低溫試驗箱技術(shù)條件上面的提法。
6、風(fēng)速
有關(guān)標準規(guī)定，進行環(huán)境試驗時溫濕箱內(nèi)的風(fēng)速應(yīng)小于1.7m/s，對于試驗本身來說，風(fēng)速越小越好，風(fēng)速過大會加速試驗件表面與箱體內(nèi)流動氣流的熱交換，于試驗的真實性不利。但為了保證試驗箱工作室內(nèi)的均勻性，試驗箱內(nèi)具有循環(huán)風(fēng)是必需的。但是快速溫度變化試驗箱以及溫度、濕度、振動等多因素綜合環(huán)境試驗箱，為追求變溫速率，必須加快箱體內(nèi)循環(huán)氣流的流速，風(fēng)速通常在2～3m/s。因此，對于不同的使用目的，風(fēng)速的限制是不一樣的。
7、溫度波動度
溫度波動是一個比較容易實現(xiàn)的參數(shù)，所有環(huán)境試驗設(shè)備廠家生產(chǎn)的多數(shù)的試驗箱實際的溫度波動都可以控制在±0.3℃的范圍以內(nèi)。
8、溫度均勻度
為了更正確地模擬產(chǎn)品在自然界所遭受的實際環(huán)境狀況，在環(huán)境試驗中必須保證被試產(chǎn)品的周邊處在同一溫度環(huán)境條件下，為此，必須對試驗箱內(nèi)的溫度梯度和溫度的波動度加以限制。在標GJB150.1－86設(shè)備環(huán)境試驗方法總則中明確規(guī)定“試驗樣品附近測量系統(tǒng)的溫度應(yīng)在試驗溫度的±2℃以內(nèi)，其溫度不超過1℃/m或總的*大值為2.2℃（試驗樣品不工作）”。
9、濕度的精度控制
環(huán)境試驗箱中測量濕度多數(shù)是采用干濕球法，環(huán)境試驗設(shè)備的制造標準GB10586要求，濕熱（指高濕）試驗時相對濕度偏差應(yīng)在±％RH。濕度控制精度與濕度的高低密切相關(guān)，75%以下為±5％RH。為滿足濕度控制精度的要求，濕度試驗箱的溫度控制精度較高，溫度波動一般小于±0.2℃。否則很難達到濕度控制精度的要求。
10、冷卻方式選擇
試驗箱如果帶有制冷系統(tǒng)，制冷系統(tǒng)需要進行冷卻。試驗箱有風(fēng)冷、水冷兩種形式。
| 對比項目 | 風(fēng)冷 | 水冷 |
| 使用條件 | 設(shè)備安裝簡便，只需要接通電源即可使用。 環(huán)境溫度應(yīng)低于28℃，如果環(huán)境溫度高于28℃對制冷效果有一定的影響（*好配備空調(diào)） | 需配置循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。 |
| 換熱效果 | 良好,受環(huán)境影響大 | 穩(wěn)定、良好 |
| 對使用環(huán)境的影響 | 會導(dǎo)致試驗箱周圍的空氣溫度上升。 | 不影響試驗箱周圍的溫度。 |
| 噪聲 | 較小 | 無 |
| 結(jié)論 | 1、選擇何種冷卻方式，應(yīng)結(jié)合試驗室的實際情況而定。 2、如果選用的常規(guī)試驗箱，可以優(yōu)先考慮選擇風(fēng)冷方式。 3、如果選用大型試驗箱,在條件允許的情況下，優(yōu)先考慮選擇水冷方式。 |
如果客戶需要非標準產(chǎn)品,我們還需了解客戶另外的需求（主要針對大型試驗箱、快速高低溫試驗箱、帶低溫的非標設(shè)備等）
常常有業(yè)務(wù)員向公司反饋客戶所需要的非標信息中只有溫度范圍和體積,需公司做方案報價,但這樣的價格很難報, 從技術(shù)的角度來說，影響方案報價的因素有很多,除去上面所說的外還包括,試品負載,安裝尺寸等,所以需要了解影響產(chǎn)品成本構(gòu)成的主要因素，了解這些因素有利于我們科學(xué)、快速的為用戶提供非標產(chǎn)品的報價。
下表是對試驗箱負載對功率大小影響程度的比例的一般情況：
| 負 載 | 對功率大小影響程度的比例 |
| 產(chǎn)品（試品）負載重量 | 40% |
| 產(chǎn)品（試品）負載發(fā)熱功率 | 20% |
| 試驗箱工作室內(nèi)膽（包括風(fēng)道的鋼板）重量 | 20% |
| 保溫層的傳導(dǎo)熱功率 | 10% |
| 工作室空氣的重量 | 5% |
| 門縫等縫隙的滲透熱功率 | 5% |
| |
l 我們不難看出，其中產(chǎn)品（試品）負載的重量是決定試驗箱壓縮機機組的*重要的要素，也是決定試驗箱成本、報價的關(guān)鍵因素。
尤其是容積比較大的試驗箱，大部分用戶都是在比較大的負載條件下使用，從過去所遇到的情況來看，2立方米以上的試驗箱的負載從幾十公斤到幾十噸都有，而許多用戶到要求在帶負載的情況下考核降溫時間，于是，負載的重量成為影響非標報價的關(guān)鍵因素。
因此，我們的業(yè)務(wù)員應(yīng)了解試驗箱的負載條件，并確定是否在負載條件下考核降溫時間，還是在空載條件下考核降溫時間。常常有業(yè)務(wù)員說“用戶沒有提到負載重量，或許沒有，就暫時不考慮吧”，事實上，一個大型的試驗箱放很輕的東西往往是不可能的。當然，也有部分用戶很明確的要求在空載條件下進行產(chǎn)品降溫時間或者降溫速度的驗收，那么我們也可以按照空載條件選擇配置壓縮機的大小。
l 由于我們的很多用戶將試驗箱用于電工電子產(chǎn)品的試驗，許多電器產(chǎn)品都是在通電狀態(tài)下進行試驗，因此，我們的業(yè)務(wù)員應(yīng)了解試驗箱的電器試品是否在通電情況下考核降溫時間，還是在不通電的情況下考核降溫時間。
l 另外我們還應(yīng)了解安裝場地的情況,以確定能否用常規(guī)的方法制造.
上一篇：相關(guān)標準
下一篇：故障類別
網(wǎng)站客服
