環(huán)境檢測設備-高低溫恒溫恒濕試驗箱選購的要素,注意事項及價格分析
高低溫恒溫恒濕試驗機分兩類:可程式高低溫恒溫恒濕試驗箱(觸摸式)和按鍵數顯式高低溫恒溫恒濕試驗箱
可以根據企業(yè)發(fā)展規(guī)模選擇其中一類型恒溫恒濕試驗箱。
其次,明輝專業(yè)研發(fā)團隊在近幾年的工作中不斷結合客戶需求總結出有利用客戶購買合適的恒溫恒濕試驗箱。選擇適用的高低溫恒濕試驗箱有10大注意要素分別為1、容積的選擇2、溫度范圍的選擇3、濕度范圍的選擇4、控制方式的選擇5、變溫速率的選擇6、風速7、溫度波動度8、溫度場均勻度9、濕度的精度控制10、冷卻方式選擇
下面就詳情每一環(huán)節(jié):
1、容積選擇:一般高低溫恒溫恒濕箱的尺寸根據試驗產品的尺寸來決定,但是要注意:
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(fā)熱的產品推薦選用不大于10%。
b)被試產品的迎風斷面積與該斷面上試驗箱工作室總面積之比不大于(35~50)%(推薦選用35%)。
c)被試產品外廓表面距試驗箱壁的距離至少保持100~150mm,(推薦選用150mm)
2、溫度范圍的選擇:大多數廠家選擇的溫度范圍為-80~130℃,-60~130℃,-40~130℃,也有高溫到150℃,這些溫度范圍通??梢詽M足國內絕大多數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(fā)動機等熱源的產品外,注意不可盲目提高溫度上限。因為上限溫度越高,箱體內外的溫差越大,箱體內部流場的均勻性也越差??衫玫墓ぷ魇殷w積也就越小。另一方面,上限溫度值越高,對箱壁夾層中保溫材料(如玻璃棉等)的耐熱性要求越高。箱體密封性的要求也越高,使箱體的制作成本增加。
3、濕度范圍的選擇:國內外環(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,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該注明相應的溫度范圍,或給出低露點溫度。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,需要對箱體內流動的空氣除濕,使空氣變得干燥。目前國內外絕大多數的溫濕度箱都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,但是當冷點表面溫度到達0℃時,光管表面結露的水滴會結冰,從而影響光管表面的熱交換,使除濕能力下降。又因為箱體不可能絕對密封,大氣中的濕空氣會滲入到箱體內,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℃相當于絕對含濕量為0.0055g/Kg,對應相對濕度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才能實現。
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控制方式也類似,設定一個目標溫度、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,試驗箱有能力根據預置的曲線完成試驗過程,并且可以在最大升溫、降溫速率能力的范圍內,精確控制升溫、降溫的速率,即可以根據設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置溫度、濕度曲線,并且根據預置進行控制的能力。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。因此,我們應當實事求是的以試驗方法的需要為出發(fā)點,選用恒定試驗箱或者是交變試驗箱
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,在此速率的范圍內速度可調。而快速溫度變化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、速度的快速溫度變化試驗箱的溫度范圍一般都是相同的,即-60~130℃,但考核降溫速度的變溫范圍卻不盡相同,根據試驗不同的試驗要求,快速溫度變化試驗箱變溫范圍有的是-55~80℃,而有的是-40~80℃。
關于快速溫度變化試驗箱的變溫速率有兩種提法,一種是全程平均升降溫速度,一種是線形升降溫速度(實際上是每5 min平均速度)。全程平均速度是指在試驗箱的變溫范圍內,最高溫度與低溫度之差值與時間之比。目前國外各環(huán)境試驗設備生產廠家提供的變溫速率的技術參數都是指的全程平均速率。線形升降溫速度指在任意的每5 min時間段內,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,保證線形升降溫速度的難度最大、最關鍵的一段是,在降溫段最后的一個5 min的時間段內,試驗箱可以達到的降溫速率。從某種角度講,線形升降溫速度(每5 min平均速度)更科學。因此試驗設備最好具有全程平均升降溫速度和線形升降溫速度(每5 min平均速度)這兩個參數。一般來說,線形升降溫速度(每5 min平均速度)是全程平均升降溫速度的1/2。
6、風速
有關標準規(guī)定,進行環(huán)境試驗時溫濕箱內的風速應小于1.7m/s,對于試驗本身來說,風速越小越好,風速過大會加速試驗件表面與箱體內流動氣流的熱交換,于試驗的真實性不利。但為了保證試驗箱工作室內的均勻性,試驗箱內具有循環(huán)風是必需的。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,必須加快箱體內循環(huán)氣流的流速,風速通常在2~3m/s。因此,對于不同的使用目的,風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的參數,所有環(huán)境試驗設備廠家生產的多數的試驗箱實際的溫度波動都可以控制在±0.3℃的范圍以內。
8、溫度場均勻度
為了更正確地模擬產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,必須對試驗箱內的溫度梯度和溫度的波動度加以限制。在標GJB150.1-86非民用設備環(huán)境試驗方法總則中明確規(guī)定“試驗樣品附近測量系統的溫度應在試驗溫度的±2℃以內,其溫度工不超過1℃/m或總的最大值為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是采用干濕球法,環(huán)境試驗設備的制造標準GB10586要求,相對濕度偏差應在±23%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,制冷系統需要進行冷卻。試驗箱有風冷、水冷兩種形式。
風冷水冷
使用條件設備安裝簡便,只需要接通電源即可使用。環(huán)境溫度應低于28℃,如果環(huán)境溫度高于28℃對制冷效果有一定的影響(最好配備空調)需配置循環(huán)冷卻水系統。
換熱效果較差(相對于水冷方式)穩(wěn)定、良好對使用環(huán)境的影響會導致試驗箱周圍的空氣溫度上升。不影響試驗箱周圍的溫度。
噪聲較大(相對于水冷方式)較小
結論選擇何種冷卻方式,應結合試驗室的實際情況而定。在條件允許的情況下,優(yōu)先考慮選擇水冷方式。但如果選用的試驗箱的制冷系統很小,也可以優(yōu)先考慮選擇水冷方式。