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如何選擇高低溫試驗(yàn)箱?

如何選擇高低溫試驗(yàn)箱?
正確選擇高低溫試驗(yàn)箱容積
 
  將被測試產(chǎn)品(元器件、組件、部件或整機(jī))置入高低溫試驗(yàn)箱進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),為了保證其測試產(chǎn)品周圍氣氛能滿足試驗(yàn)規(guī)范所規(guī)定的環(huán)境試驗(yàn)條件,高低溫試驗(yàn)箱工作尺寸與被測試產(chǎn)品外廓尺寸之間應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)規(guī)則:
  1.被測試產(chǎn)品的體積(W×D×H)不得超過試驗(yàn)箱有效工作空間的2035%。對于在試驗(yàn)中發(fā)熱的產(chǎn)品推薦選用不大于10%
  2.被測試產(chǎn)品的迎風(fēng)斷面積與該斷面上試驗(yàn)箱工作室總面積之比不大于3550%
  3.被測試產(chǎn)品外廓表面距試驗(yàn)箱壁的距離至少保持100150mm。
  總括上述三點(diǎn)規(guī)定,高低溫試驗(yàn)箱的工作室容積至少應(yīng)是被測試產(chǎn)品外廓體積的35倍,理由有以下幾點(diǎn):
  被測試產(chǎn)品置入箱體后擠占了流暢的通道,通道變窄將導(dǎo)致氣流流速的增加,加速氣流與被測試產(chǎn)品之間的熱交換。這與環(huán)境條件的再現(xiàn)不符,因?yàn)樵谟嘘P(guān)標(biāo)準(zhǔn)中對涉及溫度環(huán)境試驗(yàn)都規(guī)定試驗(yàn)箱內(nèi)試驗(yàn)樣件周圍的空氣流速不應(yīng)超過1.7m/s,以防止試驗(yàn)樣件和周圍氣氛產(chǎn)生不符合實(shí)際的熱傳導(dǎo),在空載時(shí)試驗(yàn)箱內(nèi)平均風(fēng)速為0.60.8m/s,不超過1m/s,滿足以上要求所規(guī)定的空間及面積比時(shí),流場的風(fēng)速可能增大(50100%,平均*高風(fēng)速為(11.7m/s,滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。如果在試驗(yàn)中不加限制地加大被測試產(chǎn)品的體積或迎風(fēng)斷面積,則實(shí)際試驗(yàn)時(shí)氣流風(fēng)速將增大到超出試驗(yàn) 標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的*高風(fēng)速,其試驗(yàn)結(jié)果的有效性將受到懷疑。
  高低溫試驗(yàn)箱工作室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的精度指標(biāo)都是在空載狀態(tài)下檢測的結(jié)果,一旦置入被測試產(chǎn)品后,對試驗(yàn)箱工作室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的均勻性將產(chǎn)生影響,被測試產(chǎn)品占有的空間越大,這種影響也就越嚴(yán)重。實(shí)測試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,流場中迎風(fēng)面與背風(fēng)面的溫差可達(dá)到38,嚴(yán)重時(shí)可大到10以上。因此,必須盡量滿足以上所概述幾項(xiàng)要求,以保證被測試產(chǎn)品周圍環(huán)境參數(shù)的均勻性。
  根據(jù)熱傳導(dǎo)的原理,箱壁附近氣流的溫度通常與流場中心溫度相差23,在高低溫的上下限時(shí),還可能達(dá)到5。箱壁的溫度與箱壁附近流場的溫度又相差 23(視箱壁的結(jié)構(gòu)和材料而定),試驗(yàn)溫度與外界大氣環(huán)境相差越大,上述溫差也越大,因此,距箱壁(100150mm)距離內(nèi)的空間是不可利用空間。

正確選擇高低溫試驗(yàn)箱的控制方式
    高低溫試驗(yàn)箱有恒定試驗(yàn)箱、交變試驗(yàn)箱兩種情況。普通的高低溫試驗(yàn)箱一般指的是恒定高低溫試驗(yàn)箱,其控制方式為:設(shè)定一個(gè)目標(biāo)溫度,試驗(yàn)箱具有自動(dòng)恒溫到目標(biāo)溫度點(diǎn)的能力。恒定溫濕度試驗(yàn)箱的控制控制方式也類似,設(shè)定一個(gè)目標(biāo)溫度、濕度點(diǎn),試驗(yàn)箱具有自動(dòng)恒溫到目標(biāo)溫度、濕度點(diǎn)的能力。高、低溫交變試驗(yàn)箱具有設(shè)定一條或者多條高低溫變化、循環(huán)的程序,試驗(yàn)箱有能力根據(jù)預(yù)置的曲線完成試驗(yàn)過程,并且可以在*大升溫、降溫速率能力的范圍內(nèi),**控制升溫、降溫的速率,即可以根據(jù)設(shè)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(yàn)箱也具有預(yù)置溫度、濕度曲線,并且根據(jù)預(yù)置進(jìn)行控制的能力。當(dāng)然,交變試驗(yàn)箱都具有恒定試驗(yàn)箱的功能,但交變試驗(yàn)箱的制造成本較高,因?yàn)榻蛔冊囼?yàn)箱需配置有曲線自動(dòng)記錄裝置、程序控制儀,還須解決試驗(yàn)箱在工作室內(nèi)溫度較高的情況下開啟制冷機(jī)等問題,因此,交變試驗(yàn)箱的價(jià)格比恒定試驗(yàn)箱的價(jià)格一般要高20%以上。因此,我們應(yīng)當(dāng)實(shí)事**的以試驗(yàn)方法的需要為出發(fā)點(diǎn),選用恒定試驗(yàn)箱或者是交變試驗(yàn)箱。
正確選擇高低溫試驗(yàn)箱溫度范圍
 
   
目前,國外溫度試驗(yàn)箱的范圍大體上為-73~+177,或-70~+180。國內(nèi)多數(shù)廠家一般為-70~+150,-60~+150,-40~+150。這些溫度范圍通??梢詽M足國內(nèi)絕大多數(shù)**、民用產(chǎn)品溫度試驗(yàn)的需要,除非確有特殊需要,如安裝位置靠近發(fā)動(dòng)機(jī)等熱源的產(chǎn)品外,不可盲目提高溫度上限。因?yàn)樯舷逌囟仍礁撸潴w內(nèi)外的溫差越大,箱體內(nèi)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(yàn)箱的變溫速率
  普通的高低溫試驗(yàn)箱沒有降溫速度的指標(biāo),從環(huán)境溫度降溫到標(biāo)稱的*低溫度的時(shí)間一般為90120min。高低溫交變試驗(yàn)箱、高低溫交變濕熱試驗(yàn)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(nèi)速度可調(diào)。而快速溫度變化試驗(yàn)箱的變溫速率較快,升溫、降溫速率可以達(dá)到3/min15/min,在某些溫度段升溫、降溫速率甚至可以達(dá)到30/min以上。
  各種規(guī)格、速度的快速溫度變化高低溫試驗(yàn)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(jù)試驗(yàn)不同的試驗(yàn)要求,快速溫度變化高低溫試驗(yàn)箱變溫范圍有的是-55~+80,而有的是-40~+80
  關(guān)于快速溫度變化高低溫試驗(yàn)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(shí)際上是每5min平均速度)。全程平均速度是指在試驗(yàn)箱的變溫范圍內(nèi),*高溫度與*低溫度之差值與時(shí)間之比,目前國外各環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備生產(chǎn)廠家提供的變溫速率的技術(shù)參數(shù)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(shí)間段內(nèi),能夠保證的變溫速率。而實(shí)際上對于快速溫度變化高低溫試驗(yàn)箱來說,保證線形升降溫速度的難度*大、*關(guān)鍵的一段是,在降溫段*后的一個(gè)5min的時(shí)間段內(nèi),試驗(yàn)箱可以達(dá)到的降溫速率。因此試驗(yàn)設(shè)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(gè)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
高低溫試驗(yàn)箱的風(fēng)速
  有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,進(jìn)行環(huán)境試驗(yàn)時(shí)溫濕箱內(nèi)的風(fēng)速應(yīng)小于1.7m/s,對于試驗(yàn)本身來說,風(fēng)速越小越好,風(fēng)速過大會(huì)加速試驗(yàn)件表面與箱體內(nèi)流動(dòng)氣流的熱交換,于試驗(yàn)的真實(shí)性不利。但為了保證試驗(yàn)箱工作室內(nèi)的均勻性,試驗(yàn)箱內(nèi)具有循環(huán)風(fēng)是必需的。但是快速溫度變化高低溫試驗(yàn)箱以及溫度、濕度、振動(dòng)等多因素綜合環(huán)境試驗(yàn)箱,為追求變溫速率,必須加快箱體內(nèi)循環(huán)氣流的流速,風(fēng)速通常在23m/s。因此,對于不同的使用目的,風(fēng)速的限制是不一樣的。
高低溫試驗(yàn)箱的溫度均勻度

  為了更正確地模擬產(chǎn)品在自然界所遭受的實(shí)際環(huán)境狀況,在環(huán)境試驗(yàn)中必須保證被測試產(chǎn)品的周邊處在同一溫度環(huán)境條件下,為此,必須對試驗(yàn)箱內(nèi)的溫度梯度和溫度的波動(dòng)度加以限制。在國軍標(biāo)GJB150.186**設(shè)備環(huán)境試驗(yàn)方法總則中明確規(guī)定試驗(yàn)樣品附近測量系統(tǒng)的溫度應(yīng)在試驗(yàn)溫度的±2以內(nèi),其溫度工不超過1/m或總的*大值為2.2(試驗(yàn)樣品不工作)"
高低溫試驗(yàn)箱的溫度波動(dòng)度

  溫度波動(dòng)是一個(gè)比較容易實(shí)現(xiàn)的參數(shù),所有環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備廠家生產(chǎn)的多數(shù)的試驗(yàn)箱實(shí)際的溫度波動(dòng)都可以控制在±0.3的范圍以內(nèi)。
 
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