作为环境试验行业中的一员,恒温恒湿箱是一款比较热门的产品。所以小编就在下文介绍一些关于该设备是怎么进行工作的?该设备是由加热系统、制冷系统、控制系统、湿度系统、传感器系统及空气循环系统六个部分组成的,下面我们进行一一的介绍加热系统:恒温恒湿箱的加热系统主要由大功率电阻丝组成,因此试验箱的加热系统功率都比较大,并且在试验箱底板设有加热器。制冷系统:制冷系统的制冷方式包括机械制冷及辅助液氮制冷,机械制冷采用蒸汽压缩方式,由于单级制冷很难满足要求(-55℃),所以试验箱的制冷方式一般采用复叠式制冷,高温部分中制冷剂蒸发吸收来自低温部分的制冷剂的热量而汽化;低温部分制冷剂的蒸发则从被冷却的对象(试验箱内的空气)吸热以获取冷量。
那么对于该设备来说重要的就是控制系统了。控制系统是整个设备的控制部件。那么控制系统是怎样的呢:控制系统是恒温恒湿试验箱的控制部分,它决定了试验箱的升温速率、等重要指标;现在试验箱的控制器大都采用PID控制,有少部分采用PID与模糊控制相组合的控制方式。湿度系统:恒温恒湿箱的湿度系统分为加湿和除湿两个子系统;它的加湿方式一般采用蒸汽加湿法(将低压蒸汽直接注入试验空间加湿),这种加湿方法速度快、加湿控制灵敏、尤其在降温时可以轻易实现强制加湿;它的除湿方法有两种:机械制冷除湿和干燥除湿,现在大部分试验箱采用机械制冷除湿方式。传感器系统:恒温恒湿箱的传感器主要是温度和湿度传感器,湿度传感器应用较多的是铂电阻和热电偶、湿度的测量方法有两种:干湿球温度计法和固态电子式传感器直接测量法空气循环系统:试验箱的空气循环系统一般有离心式风扇和驱动其运转的电机构成,它提供了恒温恒湿试验箱内空气的循环。
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气氛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:
a) 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10%。
b) 被试产品的迎风断面积与该断面上试验箱工作室总面积之比不大于(35~50)%(推荐选用35%)。
c) 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腔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,国外温度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~+130℃,-60~+130℃,-40~+130℃,也有高温到150℃。这些温度范围通常可以满足国内绝大多数军用、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。另一方面,上限温度值越高,对箱壁夹层中保温材料(如玻璃棉等)的耐热性要求越高。箱体密封性的要求也越高,使箱体的制作成本增加。