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快速温变试验箱的选购方法介绍


快速温变试验箱适用于航空航天产品、信息电子仪器仪表、材料、电工、电子产品、各种电子元器件在温度快速转变的情况下检验产品的各项性能指标。快速温变试验箱应用领域如此广泛,那么应该如何选购呢?
一、温湿度箱容积的选择
将被试产品(元器件、组件、部件或整机)置入气候环境箱进行试验时,为了保证被试产品周围气氛能满足试验规范所规定的环境条件,气候箱工作空间尺寸与被试产品外廓尺寸之间应遵循以下几点规定:
1、被试产品的体积(W×D×H)不得超过试验箱有效工作空间的(20-35)%(推荐选用20%)。对于在试验中发热的产品推荐选用不大于30% 。
2、被试产品的迎风断面积与该断面上试验箱工作腔总面积之比不大于(35-50)%(推荐选用35%)。
3、被试产品外廓表面距试验箱壁的距离至少应保持100-150mm,(推荐选用150mm)。
上述规定实际上是相互依存和统一的。以1立方米正立方体箱子为例,面积比为1:(~0.5)相当于体积之比为1:(~4)。距箱壁100-150mm 相当于体积之比为1:(~)。
综上所述,快速温变试验箱的工作腔容积至少就是被试产品外廓体积的3~5倍,作出这种规定的理由有以下几点:
1、被试验件置入箱体后挤占了流场中气流的通道,通道变窄将导致气流流速的啬。加速气流与被试验件之间的热交换,这与环境条件的再现性不符,因为在有关标准中对涉及温度环境试验都规定试验箱内试验样周围的空气流速不应超过。
2、气候箱工作腔内环境参数(如温度、湿度、盐雾沉降率等)的精度指标都是在空载状态下检测的结果,一旦置入被试验件后,对试验箱工作腔内环境参数的均匀性将产生影响,试验件占有的空间越大,这种影响也就越严重。实测试验数据表明,流场中迎风面与背风面的温差可达到3~8℃,严重时可大到10℃以上。因此,必须尽量满足1、2两项要求,以保证被试产品周围环境参数的均匀性。
3、根据热传导的原理,箱壁附近气流的温度通常与流场中心温度相差2~3℃,在高低温的上下限时,还可能达到5℃。箱壁的温度与箱壁附近流场的温度又相差2~3℃(视箱壁的结构和材料而定)。试验温度与外界大气环境温度相差越大,上述温差也越大,所以,距箱壁(100~150mm)距离内的空间是不可利用空间。
二、温度范围
现在,国外温度试验箱的温度范围大体上为(-73 ~ +177℃)或(-70 ~ +180℃)。国内多数厂家为(-70 ~ +120℃),也有高温150℃。这个温度范围一般可以满足辆绝大多数军用、民用产品温度试验的需要,除非确有特殊需要,如安装位置靠近发动机等热源的产品外,不可盲目利用的工作腔体积也就越小。另一方面,上限温度越高,对箱壁夹层中保温材料(如玻璃棉等)的耐热性要求也越高。箱体密封性的要求也越高,使箱体的制作成本增加。
三、湿度范围
国内外快速温变试验箱给出的温度指标大体上都是20~95%RH或20~98%RH,其实这两个指标是完全一致的,因为湿度控制精度通常为±(3~5)% RH,而最大湿度只可能是100%RH,值得注意的是在湿度指标后面应该注明相应的温度范围,或给出最低露点温度.因为相对湿度
是与温度直接相关的,对于同样的绝对含湿量,温度越高,相对湿度就越小,如绝对含湿度量d为5g/kg (指1公斤干空气中含有5克的水蒸汽),当温度为29℃时,相对湿度为20% RH,温度为6℃时,相对湿度为99% RH,当温度降至4℃以下,相对湿度超过100%,在箱体内会出现结露现象。
实现高温、高湿只需要往箱体空气中喷水蒸汽或雾化的水珠,进行加湿。低温低湿则相对难于控制,因为此时的绝对含湿量很低,有时比大气中的绝对含湿量低很多,需要对箱体内流动空气除湿,使空气变得更干燥。目前国内外绝大多数的温湿度箱都是采用制冷除湿的原理,是在箱体的空气预调室内加一组制冷光管。当湿空气经过冷管时,其相对湿度会达到100% RH,因空气饱和在光管上结露,使空气变得更干燥。这种除湿方式理论上可达到零度以下的露点温度,但当冷点表面温度到达0℃以下。实际所达到的最低露点温度为5~7℃。露点温度5℃相当于绝对含湿量为 ,对应相对湿度20%RH 的温度为30℃。如果要求温度20℃时相对湿度达到20% RH ,此时的露点温度为-3℃,采用致冷方式除湿是很困难的,务必选用空气干燥系统才能实现。
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