提高氣候環(huán)境試驗(yàn)箱溫度均勻性的小技巧

  1、減小送風(fēng)溫差和加大送風(fēng)量

　　送風(fēng)溫差和送風(fēng)量的大小取決于冷負(fù)荷（對(duì)低溫試驗(yàn)箱）或熱負(fù)荷（對(duì)高溫試驗(yàn)箱）的大小。以低溫箱為例，當(dāng)?shù)蜏叵湟烟幱谀骋坏蜏叵碌暮銣貭顟B(tài)時(shí)，此時(shí)的冷負(fù)荷應(yīng)與送人工作室風(fēng)的制冷量相等，即

　　Q=V/3600·ρ·γ·△t（w）

　　∴V=3600Q/·ρ·γ·△t（m3/h）

　　式中V送風(fēng)量（m3/h）

　　ρ干空氣的密度（kg/m3）

　　γ空氣的定壓比熱（J/kg·℃）

　　△t送風(fēng)溫差，等于出風(fēng)口溫度減工作室溫度（℃）

　　Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6

　　式中Q1箱體圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱產(chǎn)生的冷負(fù)荷（w）

　　Q2觀(guān)察窗、穿線(xiàn)孔等局部傳熱的冷負(fù)荷（w）

　　Q3風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)由機(jī)械能轉(zhuǎn)為熱能的冷負(fù)荷（w）

　　Q4照明燈發(fā)熱而產(chǎn)生的冷負(fù)荷（w）

　　Q5發(fā)熱試品，由于工作時(shí)發(fā)熱而產(chǎn)生的冷負(fù)荷（w）

　　Q6其它冷負(fù)荷（w）

　　Q總的冷負(fù)荷（w）

　　在一定的恒溫狀態(tài)下，ρ、γ為常數(shù)，送風(fēng)量與送風(fēng)溫差成反比，為了提高箱內(nèi)溫度均勻性和減小溫度波動(dòng)，就需減小At，從而增加送風(fēng)量v。但是，△t過(guò)小則v會(huì)太大，從而增加運(yùn)行費(fèi)。或使箱內(nèi)的風(fēng)速過(guò)高，不符合試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)的要求。一般送風(fēng)溫差可取△t=1～3℃為宜。

　　對(duì)于高溫試驗(yàn)箱，道理是一樣的。公式（1）仍適用，只是冷負(fù)荷改為熱負(fù)荷，而熱負(fù)荷所包含的內(nèi)容有所變化而已。

　　2、提高試驗(yàn)箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性、完善性。盡量作到結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)，如左右、上、下風(fēng)道；如用兩臺(tái)風(fēng)機(jī)，應(yīng)采用一臺(tái)左旋一臺(tái)右旋，使出風(fēng)均勻。如有必要，可在出風(fēng)口安裝調(diào)風(fēng)板，調(diào)節(jié)風(fēng)向，使箱內(nèi)溫度均勻；注意箱體的密封性，防止局部漏氣，選擇優(yōu)良性能的保溫隔熱材料，足夠的保溫層厚度以減少熱損失；箱體內(nèi)膽與外殼之間的連接件應(yīng)有熱隔離措施以減少局部漏熱。從公式（1）可以看到減小冷負(fù)荷（或熱負(fù)荷）Q就可以減小送風(fēng)量，或減小送風(fēng)溫差。

　　3、在試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)允許條件下提高風(fēng)速，以增強(qiáng)空氣在箱內(nèi)的流動(dòng)，消除死區(qū)，從而使箱內(nèi)的溫度較為均勻。對(duì)某些要求風(fēng)量大而風(fēng)速小的試驗(yàn)箱，如冰箱試驗(yàn)室，可采用箱頂孔板送風(fēng)，從而達(dá)到風(fēng)速小，風(fēng)量大室內(nèi)溫度均勻的目的。

　　4、在使用試驗(yàn)箱時(shí)要特別注意試品的體積、重量，以及在試驗(yàn)箱工作空間的擺放位置，有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定試品總體積小于工作室的1／5，以留出足夠的通風(fēng)空間，試品的總重量為50～80kg／m3，在各迎風(fēng)面上試品的面積小于諒迎風(fēng)截面積的1／3，以利于風(fēng)的流動(dòng)。這些規(guī)定對(duì)于箱內(nèi)溫度均勻，溫度偏差不超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求起到很好的作用。

　　5、提高試驗(yàn)箱的控制精度，減小溫度波動(dòng)度，從而可減小溫度偏差。對(duì)于高溫試驗(yàn)箱，對(duì)加熱功率進(jìn)行P1D連續(xù)調(diào)節(jié)可以減小溫度波動(dòng)。對(duì)于低溫試驗(yàn)箱，為了減小溫度波動(dòng)，通常采用熱平衡方法控溫，即達(dá)到設(shè)定溫度后，制冷機(jī)仍常開(kāi)，而用受控的加熱功率來(lái)平衡多余的制冷量。為了避免過(guò)大的冷熱沖擊，浪費(fèi)太多能源，常采用調(diào)節(jié)制冷量的措施，減小恒溫時(shí)的制冷量，從而所需平衡的加熱量就會(huì)減少，這樣就節(jié)省了能量，又提高了控制精度。

　　溫度傳感器的位置對(duì)控制精度有較大影響。為了使其感溫反應(yīng)靈敏，一般將傳感器置于出風(fēng)口附近，從而可提高控制精度，減小溫度波動(dòng)度，zui終減小溫度偏差。

　　6、調(diào)整溫度場(chǎng)中值，可以減小溫度偏差：溫度上偏差和溫度下偏差常常是不相等的，如果此時(shí)溫度上偏差或下偏差超過(guò)允許偏差，但上、下偏差之差的二分之一仍小于允許偏差時(shí)，則可對(duì)設(shè)備的溫度場(chǎng)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，從而使調(diào)整后的溫度偏差小于允許偏差。

　　CB／T5170.2—1996《電工電于產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備基本參數(shù)檢定方法、溫度試驗(yàn)設(shè)備》8.2.1.1中有“在檢定過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備工作空間溫度上偏差或下偏差超出允許偏差值時(shí)，應(yīng)檢查溫度場(chǎng)中值是否偏離標(biāo)稱(chēng)值，若偏離標(biāo)稱(chēng)值應(yīng)對(duì)設(shè)備溫度場(chǎng)進(jìn)行調(diào)整”，調(diào)整值按下式：

　　△Ta=Tm-TN（2）

　　Tm=（Tmax+Tmin）/2（3）

　　式中△Ta溫度場(chǎng)調(diào)整值，℃；

　　Tm溫度場(chǎng)中值，℃；

　　TN標(biāo)稱(chēng)溫度值，℃；

　　Tmax各測(cè)試點(diǎn)在30min（或24h）內(nèi)的實(shí)測(cè)zui高溫度值，℃；

　　Tmin各測(cè)試點(diǎn)在30min（或24h）內(nèi)的實(shí)測(cè)zui低溫度值，℃。

　　但以上調(diào)整，必須在上、下偏差之差的二分之一小于允許偏差，即

　　（△Tmax△Tmin）/2<1△T1（4）

　　由△Tmax=△Tmax-Tn，△Tmin=△Tmin-Tn代人上式

　　得：（Tmax-TN）-（Tmin-TN）/2=（Tmax-Tmin）/2<1△T1（5）

　　式中1△T1允許偏差；℃；

　　△Tmax溫度上偏差，℃；

　　△Tmin溫度下偏差；℃。

zui后得出必須zui高溫度與zui低溫度之差的一半小于允許偏差，調(diào)整溫場(chǎng)才有意義，調(diào)整后的偏差才會(huì)小于允許偏差。