高低溫濕熱試驗箱溫場均勻度超差的原因
高低溫濕熱試驗箱，主要用于對產(chǎn)品進行高低溫試驗，濕熱試驗。主要為航空、航天、汽車、摩托車、、石油、化工、船舶、電子、通信等科研及生產(chǎn)單位提供恒定溫度或恒定濕熱的氣候環(huán)境，供用戶對整機(或部件)、電器、儀器、材料、涂層、鍍層等作相應的高低溫漸變試驗、濕熱試驗、耐寒性試驗、濕熱儲存等，以便對試樣在擬定環(huán)境條件下的性能、適應性作出分析及評價。更能真實地反映電工、電子產(chǎn)品在實際使用過程中對高低溫、濕熱環(huán)境變化的適應性，暴露產(chǎn)品的缺陷，是新產(chǎn)品研制、樣機試驗、產(chǎn)品合格鑒定試驗全過程*的重要試驗手段。
高低溫濕熱試驗箱一般由試驗室箱體、控制系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、加熱/加濕系統(tǒng)、除濕系統(tǒng)、風道系統(tǒng)等部分組成。試驗室內(nèi)溫度狀態(tài)由風道中的蒸發(fā)器、加熱器、加濕器、除濕器等以及風機的工作狀態(tài)決定。其工作空間的試驗溫度是否均勻是一個非常重要的問題，因為如果溫度不均勻超過了允許偏差，則受試樣品的試驗條件達不到一致，有的樣品或樣品某一部分，試驗溫度偏高，有的偏低，從而產(chǎn)生過試驗或欠試驗的問題，使試驗的再現(xiàn)性差，試驗得出的數(shù)據(jù)不可靠，zui終使試驗歸于失敗。
1.標準規(guī)范對溫度均勻性的要求和測量方法
JJF1101-2003《環(huán)境試驗設備溫度、濕度校準規(guī)范》中溫度均勻度定義:試驗箱在穩(wěn)定狀態(tài)下，工作空間在某一瞬時各測試點溫度之間的差值。
校準方法:校準溫、濕度點一般應選擇設備使用范圍的下限、上限及中間點，也可根據(jù)用戶需要選擇實際常用的溫、濕度點。測試點的位置應布放在設備工作室內(nèi)的三個校準面上，簡稱上、中、下三層，中層。為通過工作室?guī)缀沃行牡钠叫杏诘酌娴男使ぷ髅?，測試點與工作室內(nèi)壁的距離不小于各邊長的1/10，遇風道時，此距離可加大，但不能大于500mm。如果設備帶有樣品架或樣品車時，下層測試點可布放在樣品架或樣品車上方10mm處。測試點的數(shù)量:(1)當設備容積小于2 m3時，溫度測試點為9個，濕度測試點為3個，0點位于中層幾何中心。(2)當容積大于2 m3時，溫度測試點為15個，濕度測試點為4個，E,O,N分別位于上、中、下層的幾何中心。
(3)當工作容積大于50m3時，測試點可適當增加。
其溫度均勻度計算:環(huán)境試驗設備在穩(wěn)定狀態(tài)下，在30min內(nèi)(每2min測試一次)每次測試中實測zui高溫度與zui低溫度之差的算術平均值。
2.溫度不均勻產(chǎn)生的原因
(1)高低溫濕熱試驗箱的結構在很大程度上影響工作空間的溫度均勻性，由于結構很難做到*對稱，從而對溫度均勻造成不利影響。常用的結構是大門在前，空調(diào)室在箱后部，上送風下回風。這種結構左右對稱性好，可較易達到左、右溫度均勻，但結構上、下不對稱，前后也*不同，對工作空間溫度產(chǎn)生了不均勻影響。
(2)由于箱壁的熱傳導效應而產(chǎn)生漏熱(高溫箱)或漏冷(低溫箱)等存在熱損失，為了補償熱損失必然會有送風溫差，高溫箱的送風溫度高于箱內(nèi)工作溫度，低溫箱的送風溫度則低于箱內(nèi)工作溫度。因此存在的送風溫差也會使工作室內(nèi)產(chǎn)生了溫度不均勻。
(3)由于箱壁六面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的不*相等，特別是有的面有穿線孔等局部傳熱，造成箱壁溫度不均勻，從而使箱壁幅射對流傳熱也不均勻，從而影響溫場均勻性。
(4)箱體的密封性能不好，比如大門或有穿線孔部位漏氣，從而影響工作空間的溫場均勻性。
(5)工作空間放置試驗樣品時，如試驗樣品體積過大，或放置的方式或位置不恰當，使空氣對流受阻，也將產(chǎn)生較大的溫度偏差，從而造成溫場的不均勻。
3.提高試驗箱(室)溫度均勻性減小溫度偏差的解決方法
(1)減小送風溫差和加大送風量
送風溫差和送風量的大小取決于冷負荷(對低溫試驗箱)或熱負荷(對高溫試驗箱)的大小。在一定的恒溫狀態(tài)下，干空氣的密度和空氣的定壓比熱為常數(shù)，送風量與送風溫差成反比，為了提高箱內(nèi)溫度均勻性和減小溫度波動，就需減小送風溫差，從而增加送風量，但是，送風溫差過小則送風量會太大，從而增加運行費?；蚴瓜鋬?nèi)的風速過高，當檢測方法對風速有要求時就不符合試驗方法標準的要求。一般送風溫差可取△t=1一～3℃為宜。
(2)提高試驗箱結構設計的合理性。做到結構對稱，如設計左右、上下風道;如用兩臺風機，采用一臺左旋一臺右旋，使出風均勻。必要時在出風口安裝調(diào)風板，調(diào)節(jié)風向，使箱內(nèi)溫度均勻;做好箱體的密封性，防止局部漏氣;選擇優(yōu)良性能的保溫隔熱材料，保證足夠的保溫層厚度以減少熱損失;箱體內(nèi)膽與外殼之間的連接件采用熱隔離措施以減少局部漏熱現(xiàn)象。
(3)在試驗方法標準允許條件下盡可能選用大口徑離心風葉風機提高風速，以增強空氣在箱內(nèi)的流動，消除死區(qū)，從而使箱內(nèi)的溫度較為均勻。
(4)在設計試驗箱盡可能考慮常規(guī)試驗樣品的種類、體積、重量、是否有加負荷要求、加負荷功率是多少以及試驗樣品在試驗箱工作空間的擺放位置。標準規(guī)定試驗樣品總體積應小于工作室的1/5，以留出足夠的通風空間;試驗樣品的總重量為50～80kg/m3，在各迎風面上試驗樣品的面積小于迎風截面積的1/3，以利于風的流動。當加負荷試驗時會產(chǎn)生一定的熱量，應增加風量，去除這些熱量，從而減少影響量。
(5)溫度傳感器的位置對控制精度有較大影響。為了使其感溫反應靈敏，一般將傳感器置于出風口附近，從而可提高控制精度，減小溫度波動度，zui終減小溫度偏差。
(6)合理布局溫度的測量點，其測量點放置對試驗室各項指標要求也非常重要，按技術要求和試驗方法的要求，將試驗設備的工作空間分為上、中、下三層，將一定數(shù)量的溫度、相對濕度、風速傳感器布放在其中規(guī)定的位置上，傳感器應避免冷熱源的直接輻射。
(7)提高試驗箱的控制精度，減小溫度波動度，從而可減小溫度偏差和均勻度。對于高溫交變試驗箱，對加熱功率進行PID連續(xù)調(diào)節(jié)可以減小溫度波動。對于低溫試驗箱，為了減小溫度波動，通常采用熱平衡方法控溫，即達到設定溫度后，制冷機仍常開，用受控的加熱功率來平衡多余的制冷量。為了避免過大的冷熱沖擊，浪費太多能源，常采用調(diào)節(jié)制冷量的措施，減小恒溫時的制冷量，從而所需平衡的加熱量就會減少，這樣就節(jié)省了能量，又提高了控制精度。
