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恒溫恒濕試驗箱的工作原理

更新時間:2015-06-09點擊次數:2421
恒溫恒濕試驗箱
1 、 標準起源   各試驗標準中恒定濕熱試驗來源于IEC60068-2-3 Ca穩態濕熱。
2 、 目的   決定元件、裝備或其他產品在定溫、高相對濕度環境下操作及存儲的適應性。
3、應用(1)產品是以吸附或吸收水分后而受潮的,推薦使用恒定濕熱。  
  (2)對于固體試驗樣品,如塑料封裝的試驗樣品,可能存在細小三叉線裂紋或者多孔材料,水汽的吸收、吸附和擴散起主導作用時,采用恒定濕熱。
 (3)對于固體實心的產品或絕緣材料,為了檢查這些產品在潮濕大氣中的電性能或絕緣性能,通常采用恒定濕熱試驗,
4 、 試驗條件   IEC-60068-2-3穩態濕熱中主要控制三個試驗參數:溫度、濕度、時間。試驗條件:(40±2)℃,93(+2/-3) %。對于汽車電器產品,建議時間為21天。   由吸收的機理可以看出,如果使用高溫高濕可以加速試驗,故在GMW3172中通用公司推薦汽車電器產品使用試驗條件:(65±2)℃,93(+2/-3) %試驗周期7天(參考IEC 60068-2-78 Cb),以此來縮短產品的考核時間。 恒定濕熱試驗,可以參考勞森模型進行加速,只要試驗溫度不超過產品的極限工作溫度即可。 恒溫恒濕箱空氣相對濕度RH%的計算  相對濕度是濕度與zui高濕度之間的比,它的值顯示水蒸氣的飽和度有多高,它的單位是%。相對濕度為的空氣是飽和的空氣。相對濕度是50%的空氣含有達到同溫度的空氣的飽和點的一半的水蒸氣。相對濕度超過的空氣中的水蒸氣一般凝結出來。隨著溫度的增高空氣中可以含的水就越多,也就是說,在同樣多的水蒸氣的情況下溫度升高相對濕度就會降低。因此在提供相對濕度的同時也必須提供溫度的數據。通過相對濕度和溫度也可以計算出露點。  以下是計算相對濕度的公式:RH%=e/es*100 其中的符號分別是:  ρw – 濕度,單位是克/立方米 ρw,max – zui高濕度,單位是克/立方米 e – 蒸汽壓,單位是帕斯卡  E – 飽和蒸汽壓,單位是帕斯卡 s – 比濕,單位是克/千克  S – zui高比濕,單位是克/千克
恒溫恒濕試驗箱工作原理:
恒溫恒濕試驗箱由制冷系統,加熱系統,控制系統,溫度系統空氣循環系統和傳感器?。
上述系統分屬電氣和機械制冷兩大方面。下面初步敘述幾個主要系統的工作原理和工作過程。    
1、制冷系統:制冷系統是綜 合試驗箱的關鍵部分之一。一般來說,試驗箱的制冷方式都是機械制冷以及輔助液氮制冷,機械制冷采用蒸汽壓縮式制冷,它們主要由壓縮機,冷凝器,節流機構和 蒸發器組成,由于我們試驗的溫度低溫要達到-55℃,單級制冷難以滿足滿足要求,因此試驗箱的制冷方式一般采用復疊式制冷。我司(上海尚群電子科技有限公 司)生產的恒溫恒濕試驗箱的制冷系統由兩部分組成,分別稱為高溫部分和低溫部分,每一部分是一個相對獨立的制冷系統。高溫部分中制冷劑的蒸發吸收來自低溫 部分的制冷劑的熱量而汽化;低溫部分制冷劑的蒸發則從被冷卻的對象(試驗箱內的空氣)吸熱以獲取冷量。高溫部分和低溫部分之間是用一個蒸發冷凝器起 來,它既是高溫部分的冷凝器,也是低溫部分的冷凝器。STH系列試驗箱的高溫部分制冷劑采用中溫制冷劑,低溫部分制冷劑是采用低溫制冷劑,箱內溫度能達到 -70-150℃.  
 2、加熱系統:試驗箱的加熱系統相對制冷系統而言,是比較簡單。它主要有大功率電阻絲組成,由于試驗箱要求的升溫速率較大,因此試驗 箱的加熱系統功率都比較大,而且在試驗箱的底板也設有加熱器。    
3、控制系統:控制系統是綜合試驗箱的核心,它決定了試驗箱的升溫速率,精度等重要指標。 現在試驗箱的控制器大都采用PID控制,也有少部分采用PID與模糊控制相組合的控制方式。由于控制系統基本上屬于軟件的范疇,而且此部分在使用過程中, 一般不會出現問題。  
 4、溫度系統:溫度系統分為加濕和除濕兩個子系統。  試驗箱的加濕方式一般采用蒸汽加濕法,即將低壓蒸汽直接注入試驗空間加濕。這種加濕方法加濕能力,速度快,加濕控制靈敏,尤其在降溫時容易實現強制加濕。 
 5、傳感器系統:恒溫恒濕試驗箱的傳感器主要是溫度和濕度傳感器。溫度傳感器應用較多的是鉑電組和熱電偶。濕度的測量方法有兩種:干濕球溫度計法和固態電 子式傳感器直接測量法。由于干濕球法測量精度不高,現在的試驗箱正逐步的以固態傳感器代替干濕球來進行濕度的測量。
6、空氣循環系統:空氣循環系統一般 有離心式風扇和驅動其運轉的電機構成。它提供了試驗箱內空氣的循環。
恒溫恒濕試驗箱的除濕方式有兩種:機械制冷除濕和干燥除濕。機械制冷除濕的除濕原理是將空氣冷卻到露點溫度以下,使大于飽和含濕量的水汽凝結析出,這樣就 降低了濕度。干燥器除濕是利用氣泵將試驗箱內的空氣抽出,并將干燥的空氣注入,同時將濕空氣送入可循環利用的干燥進行干燥,干燥完后又送入試驗箱內,如此 反復循環進行除濕。現在大部分綜合試驗箱采用前一種除濕方式法,后一種的除濕方法,可以使露點溫度達到0℃一下。適用于有特殊要求的場合,但費用較貴。
         總觀所述,只有深入了解試驗箱的工作原理和工作過程,才能迅速的解決試驗箱在運行過程中出現的問題。希望本文能夠對從事環境設備管理運行維護人員有所裨益。

 

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