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快速溫變試驗箱的選購方法介紹


快速溫變試驗箱適用于航空航天產品、信息電子儀器儀表、材料、電工、電子產品、各種電子元器件在溫度快速轉變的情況下檢驗產品的各項性能指標??焖贉刈冊囼炏鋺妙I域如此廣泛,那么應該如何選購呢?
一、溫濕度箱容積的選擇
將被試產品(元器件、組件、部件或整機)置入氣候環境箱進行試驗時,為了保證被試產品周圍氣氛能滿足試驗規范所規定的環境條件,氣候箱工作空間尺寸與被試產品外廓尺寸之間應遵循以下幾點規定:
1、被試產品的體積(W×D×H)不得超過試驗箱有效工作空間的(20-35)%(推薦選用20%)。對于在試驗中發熱的產品推薦選用不大于30% 。
2、被試產品的迎風斷面積與該斷面上試驗箱工作腔總面積之比不大于(35-50)%(推薦選用35%)。
3、被試產品外廓表面距試驗箱壁的距離至少應保持100-150mm,(推薦選用150mm)。
上述規定實際上是相互依存和統一的。以1立方米正立方體箱子為例,面積比為1:(~0.5)相當于體積之比為1:(~4)。距箱壁100-150mm 相當于體積之比為1:(~)。
綜上所述,快速溫變試驗箱的工作腔容積至少就是被試產品外廓體積的3~5倍,作出這種規定的理由有以下幾點:
1、被試驗件置入箱體后擠占了流場中氣流的通道,通道變窄將導致氣流流速的嗇。加速氣流與被試驗件之間的熱交換,這與環境條件的再現性不符,因為在有關標準中對涉及溫度環境試驗都規定試驗箱內試驗樣周圍的空氣流速不應超過。
2、氣候箱工作腔內環境參數(如溫度、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,一旦置入被試驗件后,對試驗箱工作腔內環境參數的均勻性將產生影響,試驗件占有的空間越大,這種影響也就越嚴重。實測試驗數據表明,流場中迎風面與背風面的溫差可達到3~8℃,嚴重時可大到10℃以上。因此,必須盡量滿足1、2兩項要求,以保證被試產品周圍環境參數的均勻性。
3、根據熱傳導的原理,箱壁附近氣流的溫度通常與流場中心溫度相差2~3℃,在高低溫的上下限時,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℃(視箱壁的結構和材料而定)。試驗溫度與外界大氣環境溫度相差越大,上述溫差也越大,所以,距箱壁(100~150mm)距離內的空間是不可利用空間。
二、溫度范圍
現在,國外溫度試驗箱的溫度范圍大體上為(-73 ~ +177℃)或(-70 ~ +180℃)。國內多數廠家為(-70 ~ +120℃),也有高溫150℃。這個溫度范圍一般可以滿足輛絕大多數軍用、民用產品溫度試驗的需要,除非確有特殊需要,如安裝位置靠近發動機等熱源的產品外,不可盲目利用的工作腔體積也就越小。另一方面,上限溫度越高,對箱壁夾層中保溫材料(如玻璃棉等)的耐熱性要求也越高。箱體密封性的要求也越高,使箱體的制作成本增加。
三、濕度范圍
國內外快速溫變試驗箱給出的溫度指標大體上都是20~95%RH或20~98%RH,其實這兩個指標是完全一致的,因為濕度控制精度通常為±(3~5)% RH,而最大濕度只可能是100%RH,值得注意的是在濕度指標后面應該注明相應的溫度范圍,或給出最低露點溫度.因為相對濕度
是與溫度直接相關的,對于同樣的絕對含濕量,溫度越高,相對濕度就越小,如絕對含濕度量d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99% RH,當溫度降至4℃以下,相對濕度超過100%,在箱體內會出現結露現象。
實現高溫、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,因為此時的絕對含濕量很低,有時比大氣中的絕對含濕量低很多,需要對箱體內流動空氣除濕,使空氣變得更干燥。目前國內外絕大多數的溫濕度箱都是采用制冷除濕的原理,是在箱體的空氣預調室內加一組制冷光管。當濕空氣經過冷管時,其相對濕度會達到100% RH,因空氣飽和在光管上結露,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,但當冷點表面溫度到達0℃以下。實際所達到的最低露點溫度為5~7℃。露點溫度5℃相當于絕對含濕量為 ,對應相對濕度20%RH 的溫度為30℃。如果要求溫度20℃時相對濕度達到20% RH ,此時的露點溫度為-3℃,采用致冷方式除濕是很困難的,務必選用空氣干燥系統才能實現。
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