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温度均匀性——环境可靠性试验成败的关键
发布时间 : 2019-11-04

  您在选购环境试验箱时,除了箱体尺寸、温湿度范围、升降温速率、制冷方式这几个主要技术参数外,还有一个至关重要的技术指标,那就是温度均匀性。环境试验箱工作温度是否均匀是一个非常重要的问题,因为如果温度不均匀或超过了允许偏差,则受试样品的试验条件达不到一致,有的样品或样品的某一部分,试验温度偏高,有的偏低,从而产生过试验或欠试验的问题,使试验的再现性差,试验得出的数据不可靠,最终使试验归于失败。

在试验箱工作室内安置一定数量的温湿度测试点,这些温湿度测试点通过传感器感应到温湿度并传送到检测仪表里,各测试点的温湿度数据将在检测仪表里显示。

1)英国标准BS389-1965《实验室湿热箱技术条件》:规定为在第一次达到设定温度两小时后,用温差热电偶连续测试两小时,分别计算第一测试点与中心点的温差平均值,其中最大者即为温度均匀度,其大小不得超过规定指标±0.5℃。

2)日本试验机工业会,温度的性能试验方法:测温元件置于上、下四角及中心点,上下四角及中心点,上下四角测温元件距箱壁距离为各自边长的1/6且不小于50mm处。当温度达到恒定状态后,对各测试点每隔一分钟测试一次,共测十次以上,计算每一测试点与中心点的温差的平均值,其中最大者即为温度均匀度。

3)美国ASTMD2436-68《电气绝缘用强制对流实验室烘箱技术条件》:用9只热电偶,一只在距工作室几何中心25mm内,其余8只在上下四角且距箱壁50mm处。当达到设定温度并稳定16小时后,尽快记录9支热电偶的温度数据,然后,每隔5分钟记录一次,共记录45个数据。从45个数据中选出两个最大数和两个最小数分各自减去平均数,然后从四个差值中选出两个最大差值并求平均值,此值就表述箱内温度均匀度。

4)中国JB/T5520-91《干燥箱技术条件》:对各测试点连续四次,时间≤20min,计算各测试点四次测得的平均值与中心点四次测试的平均值之差,其中最大值与最高工作温度之比即干燥箱的温度均匀度,以百分比表示。

5)k l GB10586-89《湿热试验箱技术条》。各测试点除中心点外,其余各点距箱壁为各自边长的1/10。当温度达到规定的值并稳定2h后,每隔2min测试各测试点温度一次,在30min内共测15次,每隔30min再测一次,以后每隔1h测一次。利用30min内15次的测试数据,分别算出每次数据中最高与最低温度之差再求其平均值,即为温度均匀度。


02 温度偏差



1)在美军标MIL-STD-810D,4.4.1试验条件允差中规定“试样完全被空气包围(必要的支承点除外),试验区测区测理系统的温度和包围试件各处的温度梯度应分别在试验温度的±2℃以内和不超过每米1℃或总的最大值为2.2℃(试件不工作)。此标准中用±2℃的温度偏差和1℃/M的温度梯度来要求箱内工作空间的温度均匀性。

2)在美军标MIL-STD-202F,2.2.1及MIL-STD-883C,4.5.8中要求工作区空间内任一点的温度,在给定的时间内偏离基准点不超过±3℃(即为容许偏差)。

3)在IEC68号出版物及GB2423中,对试验箱工作空间的温度均匀性要求“容差”即对标称温度的容许偏差表述。对容差大小,在高温箱中规定为±2℃,在低温箱中规定为±3℃。

4)在IEC68-2-3,2.1的注中“温度±2℃的容差是由于考虑到有测量的绝对误差,缓慢的温度变化和工作空间的温度波动度等”。

5)GB/T5170.21996《电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法温度试验设备》,规定“温度偏差”为试验箱温度性能指标的唯一检定项目。温度偏差的检定方法是:当工作空间指示点温度第一次达到标称温度后稳定2h。测量各测试点温度,每2min记录一次各点的温度,在30min内共测量15次。工作空间各测试点的实测最高温度和最低温度与标称温度的上、下偏差定为设备在该标称温度下的温度偏差。



03 环境试验箱温度不均匀的原因



      聊了这么多,那么大家不禁要问,环境试验箱温度不均匀的原因究竟有哪些呢?

1、环境试验箱的结构在很大程度上影响工作空间的温度均匀,由于箱门和温控系统的位置结构难于完全对称,从而对温度均匀性造成不利影响。

2、由于箱壁的热传导,而产生漏热(高温箱)或漏冷(低温箱)等热损失,为补偿热损失必然会有送风温差,由于必然存在的送风温差使工作室内产生了温度不均

3、由于箱壁六面传热系数不等,有的有穿线孔等局部传热,使箱壁温度不均匀,从而使箱壁幅射对流传热也不均匀,影响温度均匀。

4、有些箱体的密封性做得不好,比如大门漏气、观察窗边界的密封性等,从而影响工作空间的温度均匀。

5、在工作室内放置试品的位置不恰当、试品的体积过大也会产生较大的温度偏差。

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