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如何正确选择温湿度试验箱的方法 温湿度试验箱选购指南

时间:2020-05-29    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     

如何正确选择温湿度试验箱的方法 
温湿度箱的选择:
1、容积的选择
将被试产品(元器件、组件、部件或整机)置入气候环境箱进行试验时,为了保证被试产品周围气氛能满足试验规范所规定的环境试验条件,气候箱工作尺寸与被试产品外廓尺寸之间应遵循以下几点规定:
a)被试产品的体积(W×D×H)不得超过试验箱有效工作空间的(20~35)%(推荐选用20%)。对于在试验中发热的产品推荐选用不大于10%。
b)被试产品的迎风断面积与该断面上试验箱工作室总面积之比不大于(35~50)%(推荐选用35%)。
c)被试产品外廓表面距试验箱壁的距离至少保持100~150mm,(推荐选用150mm)。
上述三点规定实际上是相互依存和统一的。以1立方米正方体箱子为例,面积比为1:(0.35~0.5)相当于体积之比为1:(0.207~0.354)。距箱壁100~150mm相当于体积之比为1:(0.343~0.512)。
总括上述三点规定,气候环境试验箱的工作腔容积至少应是被试产品外廓体积的3~5倍。作出这种规定的理由有以下几点:
(1)被试验件置入箱体后挤占了流畅的通道,通道变窄将导致气流流速的增加。加速气流与被试验件之间的热交换。这与环境条件的再现不符,因为在有关标准中对涉及温度环境试验都规定试验箱内试验样件周围的空气流速不应超过1.7m/s,以防止试验样件和周围气氛产生不符合实际的热传导。在空载时试验箱内平均风速为0.6~0.8m/s,不超过1m/s,满足a)、b)两点要求所规定的空间及面积比时,流场的风速可能增大(50~100)%,平均zui高风速为(1~1.7)m/s。满足标准规定的要求。如果在试验中不加限制地加大试验件的体积或迎风断面积,则实际试验时气流风速将增大到超出试验标准所规定的zui高风速,其试验结果的有效性将受到怀疑。
(2)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,一旦置入被试验件后,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。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a〕、b〕两项要求,以保证被试产品周围环境参数的均匀性。
(3)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。

2、温度范围的选择
目前,国外温度试验箱的范围大体上为-73~+177℃,或-70~+180℃。国内多数厂家一般为-80~+130℃,-60~+130℃,-40~+130℃,也有高温到150℃。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。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。
3、湿度范围的选择
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zui低露点温度。因为相对湿度是与温度直接相关的,对于同样的含湿量,温度越高,相对湿度就越小,如含湿量为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。
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,因为此时的含湿量很低,有时比大气中的含湿量低很多,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zui低露点温度为5~7℃。露点温度5℃相当于含湿量为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。

温湿度试验箱的选择应遵循的五条基本原则

    温湿度试验箱的选择应遵循以下五条基本原则:    1、试验设备的安全可靠性    环境试验,特别是可靠性试验,其试验周期长,试验的对象有时是价值很高的军工产品,试验过程中,试验人员经常要在现场周围操作巡视或测试工作,因此要求环境试验设备必须具有运行安全、操作方便、使用可靠、工作寿命长等特点,以确保试验本身的正常进行。    2、环境条件的再现性    在试验室内完整而精确地再现自然界存在的环境条件是可望而不可及的事情。但是,在一定的容差范围之内,人们完全可以正确而近似地模拟工程产品在使用、贮存、运输等过程中所经受的外界环境件。    3、环境试验条件的排它性    每一次进行环境或可靠性试验,对环境因素的类别、量值及容差都有严格的规定,并排除非试验所需的环境因素渗透其中,以便在试验中或试验结束后判断和分析产品失效与故障模式时能提供确切的依据,故要求环境试验设备除提供所规定的环境条件外,不允许对被测产品附加其它的环境应力干扰。    4、环境条件参数的可测控性    任何一台环境试验设备所提供的环境条件必须是可观测的和可控制的,这不仅是为了使环境参数限制在一定的容差范围之内,保证试验条件的再现性和重复性的要求,而且从产品试验的安全出发也是必须的,以便防止环境条件失控导致被测产品的损坏,带来不必要的损失。    5、环境条件的可重复性    一台环境试验设备可能用于同一类型产品的多次试验,而一个被测的工程产品也可能在不同的环境试验设备中进行试验,为了保证同一产品在同一试验规范所规定的环境试验条件下所得试验结果的可比较性,必然要求环境试验设备所提供的环境条件具有可重复性。    要求环境试验设备能满足检定规程中的各项技术指标及精度指标的要求,并且在使用时间上不超过检定周期所规定的时限。如使用非常普遍的电动振动台除满足激振力、频率范围、负载能力等技术指标外,还必须满足检定规程中规定的横向振动比、台面加速度均匀性、谐波失真度等精度指标的要求,而且每次检定后的使用周期为二年,超过二年必须重新检定合格后才能投入使用。

标签: 温湿度试验箱
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温湿度试验箱的保护系统如何?

    任何一台温度湿度试验箱除具有良好的性能指标外还必须具有完善的安全保护系统安全保护系统包含有三个方面的要求。

    1.对试验操作者的保护

    温湿度环境试验箱离不开人的操作,如程序的设置与运行,试验过程中的测试及巡查,试验件的安装与撤除等。

    为了保护操作者的安全可以有选择性地配置下述装置:

    1)打开箱门与风扇的旋转连锁保护。试验箱内的温度环境可能是极高或极低的温度场,操作者若在试箱门,从试验箱吹出的高速气流会突然涌向箱门外灼伤不幸的操作者。

    因此开箱门必须与风扇的旋转自动连锁,一旦开门,风机立即停止运转,箱门关闭后风机才能供电启动。

    2)降噪和防噪。温度试验箱制冷机组的运行伴随有较大的噪声,机组功率越大运行噪声越高。

    为了改善操作者的工作环境,通常都应采取降噪措施,如将大功率制冷机组和试验箱体分开安装,机组独立封闭、隔噪。

    对与箱体一体化的制冷机组进行降噪处理,或者对整套试验箱进行远距离控制,使操作者远离噪声源。

    3)良好的接地措施和漏电保护。

    试验箱制冷机组应有良好的接地和漏电保护,防止电源的漏电击伤。

    试验箱的控制系统也应有接地措施,防止静电积累影响试验参数的控制效果及对操作者的伤害。

    2.对被试验产品的保护

    置于温湿度试验箱内的被试产品多种多样,有些是价值很高的产品。

    为了防止因试验箱内环境条件失控而损坏被试产品,可以有选择性地配置下述保护装置。

    1)产品温度控制。选择被试产品周围的气氛温度作为温度控制点,可确保试验箱内环境条件保持在产晶所需要的气氛温度误差范围之内

    2)多余的温度保护装置。

    这种保护装置是独立于控制系统之外的一套温度保护装其温度保护的上下限值可根据产品的需要进行设置,该装置所配置的温度传感器可以自由移动,置放于操作者感兴趣的测温点。

    由于这套保护装置与控制系统是相互独立的,即使控制系统停止工作,这套多余度保护装置仍可继续履行保护职责。

    3.对试验设备的保护

    温度试验箱通常都是长时期自动地按预先编制的程序进行。确保试验箱安全可靠地长明运转是完成试验任务和保护被试产品的前提。

    因此任何一台温湿试验箱都配置有一些基础的设备安全运行保护装置,也可视需要选配附加的保护设施。

    1)对试验箱内温度的限制及保护

    a.极限高温保护。任何试验箱都有一个最高的工作温度,超出这个工作温度的安全裕度,试验箱将被烧坏。

    因此任何温度试验箱的加热系统都会安置有极限高温保护装置即使在试验箱控制系统不工作的状态下也会有很好的保护作用。

    实现极限高温保护的方法多种多样,如在加热器的供电回路中串入继电器,该继电器的通断受试验箱内某个热敏元件(或温度传感器、测温元件等)的控制,一旦温度超限,则自动切断加热电路,这种护实际上也是一种独立的多余度保护。

    控制系统正常工作时,控制系统自身可以完成超极限温度的保护功能,控制系统一旦失灵,独立于控制系统之外的极限高温保护仍然有效。

    b.加热系统过电流保护。

    温度试验箱的加热无一例外均采用电热丝加热,在电压基本稳定的状态下,加热量与电热丝的电流大小成正比,控制通过电热丝的电流值就控制住加热量的速率,为了防止电热丝非正常的快速加热,在加热丝的电路中串接有热熔断片(或保险丝),防止电加热丝的电流过大。

    c.加热系统与风机连锁保护。

    这种保护是防止试验箱风机未启动,调制室内空气未形成循环气流的条件下电热丝开启加热,导致热量在调制室内聚集产生局部高温,烧坏试验箱。

    保护的方法是:

    只有风机供电电路接通后,串接在加热器电路中的继电器才会闭合供电,确保在加热系统供电加热之前,风机已正常运转,将电热丝的发热量由循环气流迅速带走。

    加热系统与循环空气驱动电机连锁保护实际上也将试验箱的加热系统与操作者打开试验箱的大门联动在一起。

    当实验操作者打开试验箱大门的同时,风机电机断电,风机停止运行,循环空气停止流动,同时加热系统停止加热,即使风机在惯性作用下短暂的旋转吹出的少量的热(冷)风也不会灼伤面对试验箱工作空间的操作者。

    上述三项都是防止试验箱内温度过高而采取的保护措施是任何温度试验箱都必备的保护手段

    2)压缩机安全运行的保护

    制冷压缩机组是温湿度试验箱的核心装置。制冷压缩机组的正常运行是温湿度试验箱正常工作的基础,制冷压缩机安全运行的保护有如下几点:

    a)压缩机进排气及压差的保护。

    试验箱制冷系统回路设计中已经采取有效措施调整压缩机的吸气压力、排气压力或吸排气压力差处于正常的工作范围之内。

    如果这种调整因电路故障或机械故障(如电磁截止阀、感温包等工作不正常)而失效导致吸气压力、排气压力或其压差值超出允许值时,安装在压缩机进吸气口的压力(或压差)继电器会发出信号切断压缩机供电电路实施保护和告警。

    b.压缩机滑油系统压差保护。

    压缩机的运转必须有滑油润滑,润滑油供油压力不够,轻则磨损压缩机的运动副,重则产生抱缸或抱轴现象。

    该保护装置是控制润滑油泵供油压力与压缩机吸气压力之差,如果压差值超出一定的范围,太高或太低均不正常,压差继电器将自动切断压缩机的供电电路,实施保护。

    c.压缩机冷却风扇与压缩机驱动电机连锁保护。

    压缩机运行中会产生大量的热,需要风冷或水冷冷却,否则会带来严重的后果,故必须限定压缩机冷却风扇启动后才能给动电机供电,这种保护已由压缩机生产厂家安置好,通常与制冷控制系统无关。

    3)对控制系统运行及安全的保护

    保护控制系统安全可靠地运行才能使试验系统处于正常监控状态。

    试验箱控制系统和其它各类控制系统相同,具有为自身安全运行、备用电源及数据保存等安全保障措施。

    除此之外,有些控制系统还设有密码进入和分级使用权限保护,防止非授权操作者启动试验箱或随意改变试验箱控制系统的参数设置值,如PIO控制参数值和运行程序参数等。

    4)试验安全性保护    还有一些保护措施是与试验安全性有关,如:

    a.防止对试验件直接的热辐射。

    试验箱空气调制室内放置的棵露式加热装置会向周围放出强的辐射热,为防止这种热量辐射到被试产品上,必须在棵露式加热装置与被试验件之间装置隔热屏,遮挡对被试验产品直接的热辐射。

    b.防爆性加热和防爆性照明。

    对于有防爆性要求试验产品,如燃油、引信等装置,必须采用防爆性加热和防爆性照明,防止引发爆炸性事故

    e.压力平衡孔。

    配置有液氮快速制冷和干空气置换装置的非真空型的温湿度试验箱在试验箱的顶部应有压力平衡孔,以便在喷射液氮和喷入干空气时,平衡试验箱内外的压差,防止试验箱体因内外的压力差而损坏。

    5)供电安全保护。

    试验箱的供电有动力强电也有控制用弱电,试验箱运行中动力供电的保护及弱电的接地保护等与一般用电设备相同。

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温湿度试验箱 温湿度试验箱的保护系统如何?_温湿度试验箱

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