恒（héng）溫（wēn）恒濕箱的選擇

　　恒溫恒（héng）濕箱工作室尺寸（cùn）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（yàn）時，為了保證被試產品周圍氣（qì）氛能滿足試（shì）驗（yàn）規範所規定的（de）環境試驗條件，氣候（hòu）箱工（gōng）作尺寸與（yǔ）被試產品外廓（kuò）尺寸之間應遵循以下幾（jǐ）點規（guī）定：

　　a)被試產品的體積（jī）(W×D×H)不得超過試驗箱有效工作空間的(20～35)%(推薦選用20%)。對於在試驗中發熱的產品推薦選用不（bú）大於10%。

　　b)被試產品的迎風斷麵積與該斷麵上（shàng）試驗箱工（gōng）作室總麵積之比不大於(35～50)%(推薦選用35%)。

　　c)被試產品外廓（kuò）表麵距試驗箱壁的距離至少（shǎo）保（bǎo）持100～120mm，(推薦選用120mm)。

　　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（lì），麵積比為1：(0.35～0.5)相（xiàng）當於體積（jī）之比為1：(0.207～0.354)。距箱壁（bì）100～150mm相當於體積之比為1：(0.343～0.512)。

　　總括上述三（sān）點規定，氣候環境試驗箱的工（gōng）作腔容積至少應是被試產品外廓體積的3～5倍（bèi）。作出這種規定的（de）理由有以下幾點：

　　(1)被測試件置入（rù）箱體後會（huì）擠占了循（xún）環風通道（dào），通道變窄（zhǎi）將導致（zhì）循環風風速的增加。加速了氣（qì）流與被測試件之間的熱交換。這與環境條件的再現不符（fú），因為在有關標準中對涉及溫度環境試驗都規定試驗（yàn）箱內試驗樣件（jiàn）周圍的空氣流速不應超過1.7m/s，以（yǐ）防止試（shì）驗樣件和周圍氣氛（fēn）產生不（bú）符合實際的熱（rè）傳導。在空載時試驗箱內平均風速為0.6～0.8m/s，不超過1m/s，滿足a)、b)兩點要求所規定的空間及麵積比時，流場（chǎng）的風速可能增大(50～100)%，平均最高風速為(1～1.7)m/s。滿（mǎn）足標準規定的要求。如果在試驗（yàn）中不加限製地加大試驗件的體積或迎（yíng）風斷麵積，則實際（jì）試驗時氣流風（fēng）速將增大到超出試驗標準所規定的最（zuì）高風（fēng）速，其試驗結果的有效性將受到懷疑。

　　(2)氣候箱工作室內（nèi）環境（jìng）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，一旦置入被測（cè）試件後，對試驗箱工作室內環境參數（shù）的均勻性將產生影響，試驗（yàn）件占有的空間越大，這種影響也就越嚴重（chóng）。實測試驗數據表明，流場中迎風麵與背風麵的溫差可達到3～8℃，嚴（yán）重時可大（dà）到10℃以上（shàng）。因此，必須盡量滿足a〕、b〕兩項要求（qiú），以保證被（bèi）試產品周圍環境參數的均勻性。

　　(3)根據熱傳導的原理，箱（xiāng）壁附近氣流的溫度通常（cháng）與流場中心溫（wēn）度相差2～3℃，在高低溫的上下*，還可能達到5℃。箱壁的溫（wēn）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相差越大，上（shàng）述溫差也越大，因此，距箱壁(100～120mm)距離內的空間是不可利用空間。

　　2、溫度範圍的選擇

　　目（mù）前，國外溫度試驗箱的（de）範圍大體上為-73～+177℃，或-70～+180℃。國內多數廠家一（yī）般為-70～+120℃，-60～+120℃，-40～+120℃，也有高溫到150℃。這些溫度範圍通常可（kě）以滿足國內絕（jué）大多數（shù）jun用、民用產品溫度試驗的（de）需（xū）要（yào），除（chú）非確有特殊需要，如安裝（zhuāng）位置靠近（jìn）發動機等熱（rè）源的產品（pǐn）外，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（yuè）大，箱體內部流場的均（jun1）勻性也越差（chà）。可利用的工作室體積也（yě）就越小。另（lìng）一方麵，上限溫度（dù）值越（yuè）高，對箱壁（bì）夾層中保溫材（cái）料(如玻璃棉等)的耐熱性要求越高。箱體密封性的要求也（yě）越高，使箱體（tǐ）的製作成本增加；而低溫（wēn）則（zé）涉及產品成本部分，低溫越低，則（zé）製冷係統功率及製冷量則越大，相應的設備成本也增加，且低溫係統成本占據了（le）設（shè）備整體成本的1/3左右，對此如實際（jì）試（shì）驗溫度為-20度，選購設備時zui低溫在-30度即可，不宜過低，否則對於能源消耗也越大。

　　3、濕度範（fàn）圍的選擇

　　國內外環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係統，則濕度範圍為60～98%，這一類試驗箱隻能做高濕試驗，但它的價格低得多。值得注意的是在濕（shī）度指標後（hòu）麵應該注明相（xiàng）應的（de）溫度範圍，或給出zui低露點溫度。因為相對濕度是與（yǔ）溫（wēn）度直接相（xiàng）關（guān）的，對於同樣的絕對含濕（shī）量，溫度越高，相對濕度就（jiù）越小，如（rú）絕對（duì）含濕量為（wéi）5g/Kg(指1公斤幹空氣中含有5克（kè）的水蒸汽)，當（dāng）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（dāng）溫度降至4℃以下，相對濕度超（chāo）過（guò）100%，在箱體內會出現結露現象。

　　實現高溫（wēn）、高（gāo）濕隻需要往箱體空氣（qì）中噴水蒸汽（qì）或霧化的水珠，進行加濕。低溫低濕則相對難（nán）於控製，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（duì）箱體內流動的（de）空氣除（chú）濕（shī），使空氣變得（dé）幹燥。目前國內外絕大多數的溫濕度箱都采用製冷除濕的（de）原理，是在箱體的空氣預調室內加一（yī）組除濕製冷光管。當濕空氣經過冷管時，其相對濕度會達到（dào）100%RH，因空氣（qì）飽和在光管上結露，使空氣變得更幹燥（zào）。這種除濕（shī）方式（shì）理論上可達到零（líng）度以下的露點溫（wēn）度，但是當冷點表麵溫度到達0℃時，光管表麵結露的水滴會結冰，從而影響光（guāng）管（guǎn）表麵的熱交換（huàn），使除濕能力下降。又因為箱體（tǐ）不可能絕對密封，大氣中的濕（shī）空氣會滲入到箱體內，使露點溫度回升。另一方麵，在光管間流動的（de）濕空氣（qì）隻是在和光管(冷點)接觸的瞬間達到飽和（hé）狀態而析出水蒸汽，因此這種除（chú）濕方法很難使箱體內的露點溫度（dù）在到0℃以下。實際所達到的zui低露點（diǎn）溫度為5～7℃。露點溫度5℃相當於絕對含濕量為0.0055g/Kg，對應相對濕度20%RH的（de）溫（wēn）度為30℃。如果要求溫度20℃進相對濕度達到20%RH，此時（shí）的露點溫度為-3℃，采用致（zhì）冷方（fāng）式除濕是很困難的，必須選用空氣幹燥係統才能實現。

　　由於（yú）低溫低濕的特殊性，且不同廠家（jiā）在此方麵的指標（biāo）也不盡相（xiàng）同，故在（zài）選用設備濕度（dù）範圍時，不宜隻參照技術規格書中標注（zhù）的20～98%RH或多少，而是根據其低溫值時的濕度能力範（fàn）圍（wéi）。此點尤（yóu）其重要，很多（duō）客戶（hù）發生過此類現象。

　　4、控製方式的選擇

　　溫度、濕度試驗箱的控製方（fāng）法（fǎ）有定值（恒定（dìng））FIX試（shì）驗、程式（交變）PROG試驗兩種情況。

　　普通的高低溫試驗箱一般指的是定值高低溫試驗箱，其控製方式為：設定一個目標溫度SP/SV，如是高溫試驗，儀表（biǎo）會根據設定值SV與傳感器的實測值PV來進行比較，如PV值（zhí）低於SV值，儀表（biǎo）OUT輸出3~12V直流電壓（yā），驅動SSR固態繼電（diàn）器（qì），控製加熱器加熱，實現設備的自動（dòng）控製，而低溫時，一般需要先人工打開冷機按鈕，工作室製冷降溫，直至（zhì）實商量溫度PV快接近目標值SV時，儀表OUT輸出，開始控製加熱來平（píng）衡（héng）溫度，完成控製，控（kòng）製動作為逆動作。而程式試驗（yàn）的控製方式（shì）與定值（zhí）控製方法類似，隻不過其設（shè）定值（無論是溫度還（hái）是濕度）會根據（jù）預先設定好的程式變化，由於設定值變（biàn）化，設定值與實測值的差值也在（zài）不斷的改變，儀表根（gēn）據其數值不斷修改控製OUT的模擬量來（lái）達到試驗控製，與定值最大的不（bú）同就是，程（chéng）式試驗（yàn）可通過不同階段（duàn）設（shè）置不同的開關信號來達到如壓（yā）縮機的開啟和關閉（bì），電磁閥開或關等節點控製能力。具有自（zì）動恒溫到目標溫度、濕度點（diǎn）的能力和設置（zhì）升降溫濕度（dù）的速率等功能；因此，程式試驗箱的價格（gé）比定值試驗箱的價（jià）格一般（bān）要高20%以上（shàng）。因此，我們應當實事（shì）求（qiú）是（shì）的以試驗方法的（de）需要為出發點，選用定值試（shì）驗箱（xiāng）或者是程式試驗箱。

　　5、變溫（wēn）速率的選擇

　　普通的高低溫試驗箱沒有降溫（wēn）速度的指標，從環境溫度降溫到標（biāo）稱的zui低溫度的時間一般為90～120min。高（gāo）低溫交變試驗箱、高低溫（wēn）交變濕熱試驗箱都有變溫速度的要求（qiú），其變溫速率一般要求1℃/min，在此速率的範圍內（nèi）速度可調（diào）。而快速溫（wēn）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（xiē）溫度段升溫、降溫速率甚至可以（yǐ）達到30℃/min以上。

　　各種規格、速度的快速溫度變化試驗箱的溫（wēn）度（dù）範圍（wéi）一般都（dōu）是（shì）相同的，即（jí）-60～+130℃，但考核降溫速度的變（biàn）溫範圍卻不盡相同，根（gēn）據試驗不同的試驗要求，快速溫度（dù）變化試（shì）驗箱變溫範圍有（yǒu）的是-55～+80℃，而有的（de）是（shì）-40～+80℃。

　　關於快速溫度變化試驗箱的變溫速率有兩種提法，一種是全程平均升降溫速度，一種是（shì）線形升降溫速度(實際上是每5min平均速度)。全程（chéng）平均（jun1）速度是指在試驗箱的變溫範圍內，最高溫度與zui低溫度之差值與時間之比。目前國外（wài）各環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（sù）度指在（zài）任意的每5min時間段內，能（néng）夠保證的變溫速率。而（ér）實際上對（duì）於（yú）快速溫度變化試驗箱來說（shuō），保證線形升降溫速度（dù）的難度最大、最關（guān）鍵的一段是，在（zài）降溫（wēn）段最後的（de）一個5min的時間（jiān）段內，試驗箱可以達到的降溫速率。從某（mǒu）種角度講（jiǎng），線形（xíng）升降溫速（sù）度(每5min平均速度)更科（kē）學（xué）。因此試驗設備最好具（jù）有全程平均升降（jiàng）溫速度和線（xiàn）形升（shēng）降溫速度(每5min平均速（sù）度)這兩個參數（shù）。一般來說，線形升降溫速度(每5min平均速度)是全程平均升降溫速度的1/2。

　　6、風速

　　有關標準規定，進行環（huán）境試驗時（shí）溫濕箱內的風速應小於1.7m/s，對（duì）於試驗本身來說（shuō），風（fēng）速越小越（yuè）好，風速過大會（huì）加（jiā）速（sù）試驗件表麵與箱體（tǐ）內流動氣流的熱交換，於試驗的真實性不利。但為了保證試驗箱工作室內的均勻性，試驗箱內具有（yǒu）循環風（fēng）是必（bì）需的。但是快速溫度變化試驗箱以及溫度、濕度（dù）、振動等多因素綜（zōng）合環境試驗箱，為追求（qiú）變（biàn）溫速（sù）率，必須加快箱體內循環氣流的流速，風速通常（cháng）在2～3m/s。因此，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

　　溫度波動是一個比較容易實現的參數，所有環境試驗設備廠家生產的（de）多數的試（shì）驗箱（xiāng）實際的溫度波動都（dōu）可以控製在（zài）±0.3℃的範圍以內。

　　8、溫度場均勻度

　　為了更正確（què）地模擬產品在自然界所遭受的實際環境狀（zhuàng）況，在（zài）環（huán）境試驗中必須保證被試產品的周邊處在同一（yī）溫（wēn）度環境條（tiáo）件下，為此，必須對試驗箱內的溫度梯度和溫（wēn）度的波（bō）動度加以限製。在（zài）國jun標（biāo）GJB150.1-86jun用設備環境試驗方法總（zǒng）則中明確規定“試驗樣（yàng）品附近測量係統（tǒng）的（de）溫度應在試驗溫度（dù）的±2℃以內，其溫度工不超過（guò）1℃/m或總的最大值（zhí）為2.2℃(試驗樣品不工作)”。

　　9、濕度的精度控製

　　環境試驗箱中測量濕度多數是采用幹濕球法，環境（jìng）試驗設備的製造標準GB10586要求，相對濕度偏差應在+2-3%RH。為滿（mǎn）足濕（shī）度控製（zhì）精（jīng）度的（de）要求，濕度試驗（yàn）箱的溫（wēn）度控製精度（dù）較高，溫度波動（dòng）一般（bān）小於±0.2℃。否則很難達到濕度控製精度（dù）的要（yào）求。

　　10、冷卻方式選擇

　　試驗箱如果帶有製冷係統，製冷係統需要進行冷卻。試驗箱有風冷、水冷兩種（zhǒng）形（xíng）式（shì）。

　　風冷　　　　　　　　水冷

　　使用條件設備安裝簡便，隻需要接（jiē）通電源即可使用（yòng）。環境溫（wēn）度應低於28℃，如果環（huán）境溫（wēn）度高於28℃對製（zhì）冷效果（guǒ）有一定的影響(最好配備空（kōng）調)需配（pèi）置循環冷卻水係統。

　　換（huàn）熱效果 相對於水冷方（fāng）式而言是較差 穩定、良好

　　對使用環境的影響 會（huì）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（xiàng）對於水（shuǐ）冷方式（shì）) 較小

　　結論選擇何種冷卻方式，應（yīng）結合試驗室的實際情況而定。在條件允許的情況下，優先考慮選擇水冷方式（shì）。但如果（guǒ）選用的試驗（yàn）箱的製冷係統（tǒng）很（hěn）小，也可以優先考慮選擇水冷方（fāng）式。