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。快速溫變試驗箱應用領域如此廣泛,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(huán)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(guī)范所規(guī)定的環(huán)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(guī)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(fā)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(guī)定實際上是相互依存和統(tǒng)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(guī)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(huán)境條件的再現(xiàn)性不符,因為在有關標準中對涉及溫度環(huán)境試驗都規(guī)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(huán)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(tài)下檢測的結果,一旦置入被試驗件后,對試驗箱工作腔內環(huán)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(huán)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(huán)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(xiàn)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(fā)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(xiàn)結露現(xiàn)象。
實現(xiàn)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(tǒng)才能實現(xiàn)。