试验箱的选用

试验箱的选用
“*好的不一定是*适合的”但在现实生活中人们的选择往往不一定准确,当客户对我们的设备有需求时,我们如何向用户推荐产品,并帮助用户选择*适合其需要的、经济的试验箱?这需要建立在我们对产品有深入的了解上。
1、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环境能满足试验规范所规定的环境试验条件,气候箱工作尺寸与被试产品外廓尺寸之间应遵循以下几点规定:
体积:被试产品的体积不得超过试验箱有效工作空间的(20~35)%。
被试产品的*大尺寸不能超出试验箱的测试区域。(测试区域为:测试点距离试验壁的距离为该方向尺寸的1/10)
a)截面积:被试产品的迎风断面积与该断面上试验箱工作室面积之比不大于35%
b)被试产品外廓表面距试验箱壁的距离至少保持100~150mm,(推荐选用150mm)。
上述三点规定实际上是相互依存和统一的。以1立方米正方体箱子为例,面积比为1:(0.35~0.5)相当于体积之比为1:(0.207~0.354)。距箱壁100~150mm相当于体积之比为1:(0.343~0.512)。
总括上述三点规定,气候环境试验箱的工作室容积至少应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畅的通道,通道变窄将导致气流流速的增加。加速气流与被试验件之间的热交换。这与环境条件的再现不符,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件周围的空气流速不应超过1.7m/s,以防止试验样件和周围气氛产生不符合实际的热传导。在空载时试验箱内平均风速为0.6~0.8m/s,不超过1m/s,满足a)、b)两点要求所规定的空间及面积比时,流场的风速可能增大(50~100)%,平均*高风速为(1~1.7)m/s。满足标准规定的要求。如果在试验中不加限制地加大试验件的体积或迎风断面积,则实际试验时气流风速将增大到超出试验标准所规定的*高风速,其试验结果的有效性将受到怀疑。
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a〕、b〕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,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相差越大,上述温差也越大,因此,距箱壁(100~150mm)距离内的空间是不可利用空间。
2、温度范围的选择
目前,国外低温试验箱的范围大体上为-73~+177℃,或-70~+180℃。国内多数厂家一般为-80~+100℃,-70~+100℃,-40~+100℃,也有高温到150℃。这些温度范围通常可以满足国内绝大多数、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,不可盲目提高温度上限。因为上限温度越高,箱体内外的温差越大,箱体内部流场的均匀性也越差。可利用的工作室体积也就越小。
单级压缩机制冷的试验的低温极限温度为-40℃(制冷剂蒸发温度为-44℃左右),使用温度与蒸发温度之间的温差只有几度,因此单级压缩机制冷的试验箱如果在-40℃使用,制冷能力基本没有余量,接近-40℃时制冷量很小,降温的速率也会大大降低。
如果用户长期使用-40℃的温度点,或者使用-40℃的温度点时被试验的产品发热,或者是-40℃的温度点有降温速率的要求,则可以推荐采用复叠制冷系统的压缩机。
如果冷凝效果或者制冷系统工况下降,达到-40℃的温度点可能比较困难。双级复叠制冷系统的低温极限温度为-80℃(制冷剂蒸发温度为-84℃左右),但为了提供较大的制冷量,结合多数用户的实际使用情况,一般对蒸发压力进行了调整,因此许多的试验箱的低温下限为-70℃。
3、湿度范围的选择
国内外环境试验箱给出的湿度指标大都是20~98%rh或30~98%rh,如果湿热试验箱没有除湿系统,则湿度范围为60~98%,这一类试验箱只能做高湿试验,但它的价格低得多。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*低露点温度。
相对湿度是与温度直接相关的,对于同样的优良含湿量,温度越高,相对湿度就越小
如:优良含湿量为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90%rh,当温度降至4℃以下,相对湿度超过99% rh,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,因为此时的优良含湿量很低,有时比大气中的优良含湿量低很多,需要对箱体内流动的空气除湿,使空气变得干燥。目前国内外绝大多数的温湿度箱都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,但是当冷点表面温度到达0℃时,光管表面结露的水滴会结冰,从而影响光管表面的热交换,使除湿能力下降。又因为箱体不可能优良密封,大气中的湿空气会渗入到箱体内,使露点温度回升。另一方面,在光管间流动的湿空气只是在和光管(冷点)接触的瞬间达到饱和状态而析出水蒸汽,因此这种除湿方法很难使箱体内的露点温度在到0℃以下。实际所达到的*低露点温度为5~7℃。露点温度5℃相当于优良含湿量为0.0055g/kg,对应相对湿度20%rh的温度为30℃。如果要求温度20℃进相对湿度达到20%rh,此时的露点温度为-3℃,采用致冷方式除湿是很困难的,必须选用空气干燥系统才能实现。可以利用“吸附式除湿系统”,生产湿度为5%、10%的试验箱。一般方式是充压缩干空气,或增添转轮除湿机。
4、控制方式的选择
温度、湿度试验箱有恒定试验箱、交变试验箱两种情况。
普通的高低温试验箱一般指的是恒定高低温试验箱,其控制方式为:设定一个目标温度,试验箱具有自动恒温到目标温度点的能力。恒定温湿度试验箱的控制方式也类似,设定一个目标温度、湿度点,试验箱具有自动恒温到目标温度、湿度点的能力。高、低温交变试验箱具有设定一条或者多条高低温变化、循环的程序,试验箱有能力根据预置的曲线完成试验过程,并且可以在*大升温、降温速率能力的范围内,**控制升温、降温的速率,即可以根据设定的曲线的斜率控制升温、降温速率。同样,高低温交变湿热试验箱也具有预置温度、湿度曲线,并且根据预置进行控制的能力。当然,交变试验箱都具有恒定试验箱的功能,但交变试验箱的制造成本较高,因为交变试验箱需配置有曲线自动记录装置、程序控制仪,还须解决试验箱在工作室内温度较高的情况下开启制冷机等问题,因此,交变试验箱的价格比恒定试验箱的价格一般要高20%以上。
试验箱或者是交变试验箱。我公司产品中一般以独立仪表作为恒定试验箱控制系统,plc+触摸屏作为交变试验箱控制系统。
5、变温速率的选择
普通的高低温试验箱没有降温速度的指标,从环境温度降温到标称的*低温度的时间一般为90~120min。高低温交变试验箱、高低温交变湿热试验箱都有变温速度的要求,其变温速率一般要求1℃/min,在此速率的范围内速度可调。而快速高低温试验箱的变温速率较快,升温、降温速率可以达到3℃/min~15℃/min,在某些温度段升温、降温速率甚至可以达到30℃/min以上。
各种规格、速度的快速高低温试验箱的温度范围一般都是相同的,即-70~+100℃,但考核降温速度的变温范围却不尽相同,根据试验不同的试验要求,快速温度变化试验箱变温范围有的是-55~+80℃,而有的是-40~+80℃。
关于快速温度变化试验箱的变温速率有二种提法。
一种是全程平均升降温速度,一种是线性速度每5 min平均升降温速度,
全程平均速度是指在试验箱的变温范围内,*高温度与*低温度之差值与时间之比。目前国外各环境试验设备生产厂家提供的变温速率的技术参数都是指的全程平均速率。
每5 min平均升降温降温速度指在任意的每5 min时间段内,能够保证的变温速率。而实际上对于快速温度变化试验箱来说,难度*大、*关键的一段是,在降温段*后的一个5 min的时间段内,试验箱可以达到的降温速率。每5 min平均升降温降温是国标gb10589高低温试验箱技术条件上面的提法。
6、风速
有关标准规定,进行环境试验时温湿箱内的风速应小于1.7m/s,对于试验本身来说,风速越小越好,风速过大会加速试验件表面与箱体内流动气流的热交换,于试验的真实性不利。但为了保证试验箱工作室内的均匀性,试验箱内具有循环风是必需的。但是快速温度变化试验箱以及温度、湿度、振动等多因素综合环境试验箱,为追求变温速率,必须加快箱体内循环气流的流速,风速通常在2~3m/s。因此,对于不同的使用目的,风速的限制是不一样的。
7、温度波动度
温度波动是一个比较容易实现的参数,所有环境试验设备厂家生产的多数的试验箱实际的温度波动都可以控制在±0.3℃的范围以内。
8、温度均匀度
为了更正确地模拟产品在自然界所遭受的实际环境状况,在环境试验中必须保证被试产品的周边处在同一温度环境条件下,为此,必须对试验箱内的温度梯度和温度的波动度加以限制。在标gjb150.1-86设备环境试验方法总则中明确规定“试验样品附近测量系统的温度应在试验温度的±2℃以内,其温度不超过1℃/m或总的*大值为2.2℃(试验样品不工作)”。
9、湿度的精度控制
环境试验箱中测量湿度多数是采用干湿球法,环境试验设备的制造标准gb10586要求,湿热(指高湿)试验时相对湿度偏差应在±%rh。湿度控制精度与湿度的高低密切相关,75%以下为±5%rh。为满足湿度控制精度的要求,湿度试验箱的温度控制精度较高,温度波动一般小于±0.2℃。否则很难达到湿度控制精度的要求。
10、冷却方式选择
试验箱如果带有制冷系统,制冷系统需要进行冷却。试验箱有风冷、水冷两种形式。
对比项目
风冷
水冷
使用条件
设备安装简便,只需要接通电源即可使用。
环境温度应低于28℃,如果环境温度高于28℃对制冷效果有一定的影响(*好配备空调)
需配置循环冷却水系统。
换热效果
良好,受环境影响大
稳定、良好
对使用环境的影响
会导致试验箱周围的空气温度上升。
不影响试验箱周围的温度。
噪声
较小

结论
1、选择何种冷却方式,应结合试验室的实际情况而定。
2、如果选用的常规试验箱,可以优先考虑选择风冷方式。
3、如果选用大型试验箱,在条件允许的情况下,优先考虑选择水冷方式。
如果客户需要非标准产品,我们还需了解客户另外的需求(主要针对大型试验箱、快速高低温试验箱、带低温的非标设备等)
常常有业务员向公司反馈客户所需要的非标信息中只有温度范围和体积,需公司做方案报价,但这样的价格很难报, 从技术的角度来说,影响方案报价的因素有很多,除去上面所说的外还包括,试品负载,安装尺寸等,所以需要了解影响产品成本构成的主要因素,了解这些因素有利于我们科学、快速的为用户提供非标产品的报价。
下表是对试验箱负载对功率大小影响程度的比例的一般情况:
负载
对功率大小影响程度的比例
产品(试品)负载重量
40%
产品(试品)负载发热功率
20%
试验箱工作室内胆(包括风道的钢板)重量
20%
保温层的传导热功率
10%
工作室空气的重量
5%
门缝等缝隙的渗透热功率
5%
l 我们不难看出,其中产品(试品)负载的重量是决定试验箱压缩机机组的*重要的要素,也是决定试验箱成本、报价的关键因素。
尤其是容积比较大的试验箱,大部分用户都是在比较大的负载条件下使用,从过去所遇到的情况来看,2立方米以上的试验箱的负载从几十公斤到几十吨都有,而许多用户到要求在带负载的情况下考核降温时间,于是,负载的重量成为影响非标报价的关键因素。
因此,我们的业务员应了解试验箱的负载条件,并确定是否在负载条件下考核降温时间,还是在空载条件下考核降温时间。常常有业务员说“用户没有提到负载重量,或许没有,就暂时不考虑吧”,事实上,一个大型的试验箱放很轻的东西往往是不可能的。当然,也有部分用户很明确的要求在空载条件下进行产品降温时间或者降温速度的验收,那么我们也可以按照空载条件选择配置压缩机的大小。
l 由于我们的很多用户将试验箱用于电工电子产品的试验,许多电器产品都是在通电状态下进行试验,因此,我们的业务员应了解试验箱的电器试品是否在通电情况下考核降温时间,还是在不通电的情况下考核降温时间。
l 另外我们还应了解安装场地的情况,以确定能否用常规的方法制造.
上一篇:相关标准
下一篇:故障类别

投入式液位变送器污水防堵塞型特点
豆制品烘干杀菌设备生成过程介绍
水处理设备预处理的有哪几种分类
锻钢闸阀的安装
带电动连接盘高温排渣阀PZ973W-10NR带支架电动高温刀闸阀的优点
试验箱的选用
碳素石墨*试验机(拉力抗折)
六联水泥试模使用注意事项
管式曝气器的设计安装及日常维护需注意哪些事项?
盘点楼宇自控系统施工环节!
环瑞除氟剂适用于所有的除氟吗?
供应西班牙ELECTRICFOR加热器
实验室盐水注射机使用前要做好哪些准备?
新款KC8512C+可编程直流电子负载新增的测试能
300J低温自动冲击试验机
常用滤油机滤芯更换注意事项及使用寿命
谈谈关于铝型材挤压原理、分类及用途!
直流伺服电动机的控制原理-光宇拉线位移传感器 拉绳位移传感器
湿法烟气脱硫塔填充料塑料PP雪花环填料
激光切制钢板伸缩防护罩产品的优点