儀器百科之儀器類型簡介-高低溫試驗(yàn)箱
高低溫試驗(yàn)箱是用于工業(yè)產(chǎn)品及材料的質(zhì)量測試設(shè)備之一。高低溫試驗(yàn)箱又叫做高低溫交變濕熱試驗(yàn)機(jī)，因?yàn)樗墓ぷ髟硎侵饕?b>通過控制高溫、低溫和空氣濕度來檢測產(chǎn)品或材料的性能情況。高低溫試驗(yàn)箱可以用于電子、電器、通訊、儀表、車輛、塑膠制品、金屬、食品、化學(xué)、建材、醫(yī)療、航天等行業(yè)。
1、溫度波動(dòng)度
這個(gè)指標(biāo)也有叫溫度穩(wěn)定度，控制溫度穩(wěn)定后，在給定任意時(shí)間間隔內(nèi)，工作空間內(nèi)任一點(diǎn)的最高和最低溫度之差。這里有個(gè)小小的區(qū)別“工作空間”并不是“工作室”，是大約工作室去掉離箱壁各自邊長的1/10的一個(gè)空間。這個(gè)指標(biāo)考核產(chǎn)品的控制技術(shù)。
2、溫度范圍
指產(chǎn)品工作室能耐受和(或)能達(dá)到的極限溫度。通常含有能控制恒定的概念，應(yīng)該是可以相對長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行的極值。一般溫度范圍包括極限高溫和極限低溫。
一般標(biāo)準(zhǔn)要求指標(biāo)為≤1℃或±0.5℃。
3、溫度均勻度
舊標(biāo)準(zhǔn)稱均勻度，新標(biāo)準(zhǔn)稱梯度。溫度穩(wěn)定后，在任意時(shí)間間隔內(nèi)，工作空間內(nèi)任意兩點(diǎn)的溫度平均值之差的最大值。這個(gè)指標(biāo)比下面的溫度偏差指標(biāo)更可以考核產(chǎn)品的核心技術(shù)，因此好多公司的樣本及方案刻意隱藏此項(xiàng)。
一般標(biāo)準(zhǔn)要求指標(biāo)為≤2℃
4、溫度偏差
溫度穩(wěn)定后，在任意時(shí)間間隔內(nèi)，工作空間中心溫度的平均值和工作空間內(nèi)其它點(diǎn)的溫度平均值之差。雖然新舊標(biāo)準(zhǔn)對此指標(biāo)的定義和稱呼相同，但檢測已有所改變，新標(biāo)準(zhǔn)更實(shí)際，更苛刻一點(diǎn)，但考核時(shí)間短點(diǎn)。
一般標(biāo)準(zhǔn)要求指標(biāo)為±2℃，純高溫試驗(yàn)箱200℃以上可按實(shí)際使用溫度攝氏度(℃)±2%要求。
1.高低溫交變濕熱試驗(yàn)箱箱體采用數(shù)控機(jī)床加工成型，造型美觀大方，并采用無反作用把手，操作簡便。
2.內(nèi)箱采用進(jìn)口高級不銹鋼（SUS304）鏡面板，外箱采用（SUS304）拉絲不銹鋼板或優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板噴塑，增加了外觀質(zhì)感和潔凈度。
3.設(shè)有大型觀測視窗附照明燈保持箱內(nèi)明亮，且利用發(fā)熱體內(nèi)嵌式鋼化玻璃，隨時(shí)清晰的觀測箱內(nèi)狀況。
4.箱體左側(cè)配直徑25mm或50mm或100mm的測試孔，可供外接測試電源線或信號線使用。
5.保溫材質(zhì)采用高密度玻璃纖維棉，厚度為80~100mm。門與箱體之間采用雙層耐高低溫之高張性密封條，以確保測試區(qū)的密封。
6.設(shè)有獨(dú)立限溫報(bào)警系統(tǒng)，超過限制溫度及自動(dòng)中斷運(yùn)行，保證試驗(yàn)安全進(jìn)行不發(fā)生意外。
7.補(bǔ)水箱置于控制箱體右下部，并有缺水自動(dòng)保護(hù)，更便利操作者補(bǔ)充水源。
8.加濕系統(tǒng)管路與控制線路板分開，可避免因加濕管路漏水發(fā)生故障，提高安全性。
9.水路系統(tǒng)管路電路系統(tǒng)采用門式開啟，方便維護(hù)和檢修。
10.試驗(yàn)箱底部采用高品質(zhì)可固定式PU活動(dòng)輪。
高低溫試驗(yàn)箱是主要通過控制高溫、低溫和濕度來對產(chǎn)品進(jìn)行檢測。在高低溫試驗(yàn)箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)上就有控制相應(yīng)環(huán)境溫度的系統(tǒng)，分為制冷劑循環(huán)系統(tǒng)、空氣循環(huán)系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)。他們分別控制高低溫試驗(yàn)箱箱體內(nèi)的溫度、濕度和電氣。
1、制冷工作原理
是制冷循環(huán)采用逆卡若循環(huán)，通過兩國等溫過程和兩個(gè)絕熱過程，完成循環(huán)制冷。
具體過程如下：制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)絕熱壓縮到較高的壓力，消耗了的功使排氣溫度升高，之后制冷劑經(jīng)冷凝器等溫地和四周介質(zhì)進(jìn)行熱交換將熱量傳給四周介質(zhì)。后制冷劑經(jīng)截流閥絕熱膨脹做功，這時(shí)制冷劑溫度降低。最后制冷劑通過蒸發(fā)器等溫地從溫度較高的物體吸熱，使被冷卻物體溫度降低。此循環(huán)周而復(fù)始從而達(dá)到降溫的目的。
2、加熱工作原理
是加熱系統(tǒng)由空氣電熱絲，加熱控制系統(tǒng)，空氣循環(huán)等組成。
加熱方式一般采用鎳鉻合金電加熱絲直接加熱，在高低溫試驗(yàn)箱工作時(shí)，循環(huán)風(fēng)扇使箱內(nèi)空氣產(chǎn)生對流，帶走加熱絲產(chǎn)生的熱量，進(jìn)入工作室內(nèi)，從而達(dá)到對箱內(nèi)空氣加熱的效果;
其控制系統(tǒng)通過微電腦調(diào)節(jié)，控制加熱絲的導(dǎo)通時(shí)間，加熱熱量與損耗熱量達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，實(shí)現(xiàn)精確控溫的目的。
3、電氣控制的工作原理
是通過人工和自動(dòng)控制電源,一些通過接觸器、壓縮機(jī)、風(fēng)扇、電器、加濕器等供電自動(dòng)控制分和一些分為溫度和濕度控制和故障保護(hù):
溫度和濕度控制是通過溫度和濕度控制裝置,將返回空氣溫度和濕度和溫度濕度和用戶設(shè)置的對比,自動(dòng)運(yùn)行的壓縮機(jī)(冷卻和除濕)、加濕器、電熱(加熱),和其他組件,實(shí)現(xiàn)溫度和濕度的自動(dòng)控制。
以HT/GDSJ系列為例介紹高低溫試驗(yàn)箱技術(shù)參數(shù)如下：
高低溫交變濕熱試驗(yàn)箱適用于電工、電子、儀器儀表及其它產(chǎn)品、零部件及材料在高低溫、濕熱交變環(huán)境下貯存、運(yùn)輸、使用時(shí)的適應(yīng)性試驗(yàn)；
是各類電子、電工、電器、塑膠等原材料和器件進(jìn)行耐寒、耐熱、耐濕、耐干性試驗(yàn)及品管工程的可靠性測試設(shè)備；
特別適用于光纖、LED、晶體、電感、PCB、電池、電腦、手機(jī)等產(chǎn)品的耐高溫、耐低溫、耐濕熱循環(huán)試驗(yàn)。
進(jìn)口：Binder賓德、Memmert美墨爾特、PHCbi普和希、泰事達(dá)/Telstar、美國STIK、IRM愛安姆、德國偉思富奇，美國csz，日本、安吉拉通
國產(chǎn)：、Hengzi恒字(躍進(jìn)）、北京雅士林、多禾試驗(yàn)DHT
高低溫試驗(yàn)箱選型所涉及到的的因素有5個(gè)分別是：
（1）內(nèi)部空間尺寸
（2）溫度范圍
（3）濕度范圍
（4）試品是否通電
（5）熱負(fù)載情況
（6）安裝電源要求。
至于高低溫試驗(yàn)箱是什么樣的配置？到底什么樣的試驗(yàn)設(shè)備才是最適合自己的呢？總的來說，“高低溫試驗(yàn)箱”基本上等同于“環(huán)境試驗(yàn)箱”、“溫度循環(huán)箱”、“高低溫循環(huán)箱”。也是“高低溫濕熱試驗(yàn)箱”的通俗稱謂。在此，看看關(guān)于高低溫濕熱試驗(yàn)箱的選購的一些經(jīng)驗(yàn)，希望可以有助于各位朋友、科研單位、大專院校在產(chǎn)品的選購時(shí)，有個(gè)參照指標(biāo)。
首先，選擇試驗(yàn)箱內(nèi)膽空間大小，內(nèi)部具體尺寸按照“深×寬×高”來講。
選擇一款合適的試驗(yàn)設(shè)備，要根據(jù)所試驗(yàn)樣品的大小。根據(jù)試樣(比如電子元器件、組件、部件或整機(jī))置入氣候環(huán)境箱進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，為了保證被試產(chǎn)品能滿足試驗(yàn)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(chǎn)品外廓尺寸之間應(yīng)遵循三點(diǎn)：
1.被試產(chǎn)品的體積不得超過試驗(yàn)箱有效工作空間的三分之一(33%)，對于在試驗(yàn)中發(fā)熱的產(chǎn)品推薦選用不大于30mm；
2.被試產(chǎn)品的迎風(fēng)斷面積與該斷面上試驗(yàn)箱工作腔總面積之比不大于三分之一；
3.被試產(chǎn)品外廓表面距試驗(yàn)箱壁的距離至少應(yīng)保持100-150mm。
這設(shè)計(jì)產(chǎn)品性能方面，我們也需要慎重選擇！
其次，選擇溫濕度范圍。重點(diǎn)需要考慮以下幾個(gè)方面！
1、溫度范圍：
目前有四種標(biāo)準(zhǔn)溫度范圍可供客戶選擇，A：0℃～100℃；B：-40℃～150℃；C：-70℃～150℃；D：其他寬溫度范圍-70℃～350℃等。如客戶需求非標(biāo)溫度，也可制作生產(chǎn)，最低溫可到-80℃。對于寬溫區(qū)-70℃～350℃的高低溫試驗(yàn)箱，通常用于材料檢測行業(yè)，基本不獨(dú)立購買，往往會(huì)配合材料試驗(yàn)機(jī)一起，為材料檢測提供多因素、所功能、綜合性的試驗(yàn)設(shè)備。
2、循環(huán)功能：
此功能也稱“程序運(yùn)行”、“程控運(yùn)行”、“可程式運(yùn)行等”。設(shè)備是否具有溫度循環(huán)功能，即為：溫度之間反復(fù)循環(huán)切換曲線循環(huán)。我們將這樣含有循環(huán)功能的設(shè)備稱之為高低溫交變試驗(yàn)箱。
3、濕度范圍：
設(shè)備是否帶有濕度功能。帶有濕度范圍的我們稱之為高低溫濕熱試驗(yàn)箱或恒溫恒濕試驗(yàn)箱。濕度范圍一般控制在30%～98%R.H(溫度在25℃～80℃時(shí))。
4、系統(tǒng)控制硬件方面的選擇。
在硬件的選購方面，主要是根據(jù)客戶的實(shí)際操作、試驗(yàn)用途方面以及結(jié)合產(chǎn)品成本上去選擇。如：小型高低溫濕熱試驗(yàn)箱的制冷壓縮機(jī)，一般采用意大利“阿斯巴拉”和法國“”品牌的低溫低回壓壓縮機(jī)（我們國內(nèi)很少有生產(chǎn)，所以只有選擇進(jìn)口壓縮機(jī)），我們國內(nèi)生產(chǎn)的壓縮機(jī)屬于中高溫壓縮機(jī)，一般應(yīng)用到冰箱和空調(diào)。
5、試品是否通電及熱負(fù)載情況
選擇高低溫試驗(yàn)箱，必須考慮負(fù)載的情況，因?yàn)榻禍氐乃俣群蜆O限低溫點(diǎn)，與試驗(yàn)箱的負(fù)載相關(guān)。一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)的高低溫環(huán)境箱空載條件下，一般設(shè)計(jì)的降溫能力為1℃/min,帶載后的降溫速度，根據(jù)試驗(yàn)箱實(shí)際情況確定，如果負(fù)載過大，完全有可能不降溫。
6、安裝電源要求
高低溫試驗(yàn)箱由于配置了加熱器、制冷壓縮機(jī)等相對較大的電器部件，一般默認(rèn)電源為三相380V，這樣配置的電源三相平衡，不會(huì)對客戶公司的電網(wǎng)帶來干擾；對于寫字樓內(nèi)研發(fā)型公司，往往沒有三相電，需要配置220V電壓的電源，請?zhí)貏e說明！
1、在做高低溫試驗(yàn)箱環(huán)境試驗(yàn)時(shí)
對所需試驗(yàn)的樣品性能、試驗(yàn)條件/試驗(yàn)程序和試驗(yàn)技術(shù)要熟悉，要對所使用的試驗(yàn)設(shè)備的技術(shù)性能要熟悉，對設(shè)備的構(gòu)造要有所了解，尤其是對控制器的操作及性能要熟悉。還要仔細(xì)閱讀試驗(yàn)設(shè)備的操作使用手冊，這樣可以避免因操作失誤而引起試驗(yàn)設(shè)備的不正常運(yùn)行從而引起試驗(yàn)樣品的損壞，試驗(yàn)數(shù)據(jù)的不正確。
2、合理選擇高低溫試驗(yàn)箱試驗(yàn)設(shè)備
為保證試驗(yàn)正常進(jìn)行，應(yīng)該根據(jù)試驗(yàn)樣品的不同情況，選擇合適的試驗(yàn)設(shè)備，試驗(yàn)樣品和試驗(yàn)箱的有效容積之間也要保持一個(gè)合理的比例。對于發(fā)熱試驗(yàn)樣品的試驗(yàn)，其體積應(yīng)不大于試驗(yàn)箱有效容積的十分之一。對于不發(fā)熱試驗(yàn)樣品其體積應(yīng)不大于試驗(yàn)箱有效容積的五分之一。
比如，一臺(tái)21`彩電在做溫度儲(chǔ)存試驗(yàn)時(shí)，選用一個(gè)一立方體積的試驗(yàn)箱就能滿足要求，而在通電工作時(shí)，它就不能滿足要求了，應(yīng)該換一個(gè)更大一些的試驗(yàn)箱，因?yàn)殡娨暀C(jī)在工作時(shí)要發(fā)散熱量。
3、正確放置試驗(yàn)樣品
高低溫試驗(yàn)箱試驗(yàn)樣品的安放位置，應(yīng)離開箱壁10cm以上，對多個(gè)樣品應(yīng)盡量放在同一平面上。樣品放置應(yīng)不堵塞出風(fēng)口和回風(fēng)口，給溫濕度傳感器也應(yīng)留出一定距離。以保證試驗(yàn)溫度的正確。
4、對濕熱試驗(yàn)箱的使用
濕熱試驗(yàn)箱用濕球紗布(濕球紙)是有一定要求，不是任何紗布都能代用，因?yàn)?b>相對濕度的讀數(shù)根據(jù)是溫濕度之差，嚴(yán)格說還與當(dāng)?shù)禺?dāng)時(shí)的大氣壓力、風(fēng)速有關(guān)。濕球溫度示值與紗布吸入的水量、表面蒸發(fā)的情況有關(guān)。這些都直接與紗布質(zhì)量有密切關(guān)系，所以氣象上規(guī)定，濕球紗布必須是亞麻織成的專用“濕球紗布”。否則難以保證濕球溫度計(jì)示值的正確性，也就是濕度的正確。
另外濕球紗布的安放也有明確規(guī)定，紗布長度：100mm，緊密纏繞傳感器探頭，探頭離濕度水杯20—30mm，紗布浸入水杯，這樣才能保證設(shè)備控制的正確性和濕度的正確性。
5、對于試驗(yàn)中所需加入介質(zhì)的環(huán)境試驗(yàn)，應(yīng)根據(jù)高低溫試驗(yàn)箱試驗(yàn)要求正確添加
如濕熱試驗(yàn)箱用水是有一定要求的，試驗(yàn)箱用水電阻率不得低于500歐米，一般自來水電阻率10--100歐米，蒸餾水電阻率100--歐米，去離子水電阻率-歐米，因此濕熱試驗(yàn)用水要用蒸餾水或去離子水，而且一定要用新鮮的，因?yàn)樗c空氣接觸后，易受到二氧化碳和灰塵污染，水有能溶多種物質(zhì)的性質(zhì)，時(shí)間長了后，電阻率要下降。市面上有一種純凈水比較經(jīng)濟(jì)，而且方便，它的電阻率相當(dāng)于蒸餾水。
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