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正確選擇高低溫濕熱、溫度沖擊等環境試驗箱

0閱讀次數:198發布日期:2019-12-28     作者:百年環境科技      關鍵詞:高低溫濕熱試驗箱,恒溫恒濕試驗箱   

正確選擇高低溫試驗箱容積
 
  將被測試產品(元器件、組件、部件或整機)置入試驗箱進行試驗時,為了保證其測試產品周圍氣氛能滿足試驗規范所規定的環境試驗條件,高低溫試驗箱工作尺寸與被測試產品外廓尺寸之間應遵循以下幾點規則:
  1.被測試產品的體積(W×D×H)不得超過試驗箱有效工作空間的20~35%。對于在試驗中發熱的產品推薦選用不大于10%
  2.被測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%。
  3.被測試產品外廓表面距試驗箱壁的距離至少保持100~150mm。
  總括上述三點規定,高低溫試驗箱的工作室容積至少應是被測試產品外廓體積的3~5倍,理由有以下幾點:
  ◆被測試產品置入箱體后擠占了流暢的通道,通道變窄將導致氣流流速的增加,加速氣流與被測試產品之間的熱交換。這與環境條件的再現不符,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件周圍的空氣流速不應超過1.7m/s,以防止試驗樣件和周圍氣氛產生不符合實際的熱傳導,在空載時試驗箱內平均風速為0.6~0.8m/s,不超過1m/s,滿足以上要求所規定的空間及面積比時,流場的風速可能增大(50~100)%,平均*高風速為(1~1.7)m/s,滿足標準規定的要求。如果在試驗中不加限制地加大被測試產品的體積或迎風斷面積,則實際試驗時氣流風速將增大到超出試驗 標準所規定的*高風速,其試驗結果的有效性將受到懷疑。
  ◆高低溫試驗箱工作室內環境參數的精度指標都是在空載狀態下檢測的結果,一旦置入被測試產品后,對試驗箱工作室內環境參數的均勻性將產生影響,被測試產品占有的空間越大,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,必須盡量滿足以上所概述幾項要求,以保證被測試產品周圍環境參數的均勻性。
  ◆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相差越大,上述溫差也越大,因此,距箱壁(100~150mm)距離內的空間是不可利用空間。

正確選擇高低溫試驗箱的控制方式

   高低溫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*大升溫、降溫速率能力的范圍內,**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**的以試驗方法的需要為出發點,選用恒定試驗箱或者是交變試驗箱。

正確選擇高低溫試驗箱溫度范圍
 
   目前,國外溫度試驗箱的范圍大體上為-73~+177℃,或-70~+180℃。國內多數廠家一般為-70~+150℃,-60~+150℃,-40~+150℃。這些溫度范圍通常可以滿足國內絕大多數軍用、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,可利用的工作室體積也就越小。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。

正確選擇高低溫試驗箱的變溫速率

  ◆普通的高低溫試驗箱沒有降溫速度的指標,從環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。
  ◆各種規格、速度的快速溫度變化高低溫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,快速溫度變化高低溫試驗箱變溫范圍有的是-55~+80℃,而有的是-40~+80℃。
  ◆關于快速溫度變化高低溫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5min平均速度)。全程平均速度是指在試驗箱的變溫范圍內,*高溫度與*低溫度之差值與時間之比,目前國外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。線形升降溫速度指在任意的每5min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高低溫試驗箱來說,保證線形升降溫速度的難度*大、*關鍵的一段是,在降溫段*后的一個5min的時間段內,試驗箱可以達到的降溫速率。因此試驗設備*好具有全程平均升降溫速度和線形升降溫速度(每5min平均速度)這兩個參數,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。

高低溫試驗箱的風速

  有關標準規定,進行環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,試驗箱內具有循環風是必需的。但是快速溫度變化高低溫試驗箱以及溫度、濕度、振動等多因素綜合環境試驗箱,為追求變溫速率,必須加快箱體內循環氣流的流速,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。

高低溫試驗箱的溫度均勻度

  為了更正確地模擬產品在自然界所遭受的實際環境狀況,在環境試驗中必須保證被測試產品的周邊處在同一溫度環境條件下,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。在國軍標GJB150.1-86軍用設備環境試驗方法總則中明確規定“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*大值為2.2℃(試驗樣品不工作)"。

高低溫試驗箱的溫度波動度

  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。

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