提高氣候環(huán)境試驗箱（室）溫度均勻性減小溫度偏差的一些方法

提高氣候環(huán)境試驗箱（室）溫度均勻性減小溫度偏差的一些方法

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（對低溫試驗箱）或熱負(fù)荷（對高溫試驗箱）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，此時的冷負(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觀察窗、穿線孔等局部傳熱的冷負(fù)荷（w）

Q3風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動由機(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，就需減小At，從而增加送風(fēng)量v。但是，△t過小則v會太大，從而增加運(yùn)行費(fèi)。或使箱內(nèi)的風(fēng)速過高，不符合試驗方法標(biāo)準(zhǔn)的要求。一般送風(fēng)溫差可取△t=1～3℃為宜。

對于高溫試驗箱，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、提高試驗箱結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性、完善性。盡量作到結(jié)構(gòu)對稱，如左右、上、下風(fēng)道；如用兩臺風(fēng)機(jī)，應(yīng)采用一臺左旋一臺右旋，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，消除死區(qū)，從而使箱內(nèi)的溫度較為均勻。對某些要求風(fēng)量大而風(fēng)速小的試驗箱，如冰箱試驗室，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、在使用試驗箱時要特別注意試品的體積、重量，以及在試驗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。這些規(guī)定對于箱內(nèi)溫度均勻，溫度偏差不超過標(biāo)準(zhǔn)要求起到很好的作用。

5、提高試驗箱的控制精度，減小溫度波動度，從而可減小溫度偏差。對于高溫試驗箱，對加熱功率進(jìn)行P1D連續(xù)調(diào)節(jié)可以減小溫度波動。對于低溫試驗箱，為了減小溫度波動，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，而用受控的加熱功率來平衡多余的制冷量。為了避免過大的冷熱沖擊，浪費(fèi)太多能源，常采用調(diào)節(jié)制冷量的措施，減小恒溫時的制冷量，從而所需平衡的加熱量就會減少，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，減小溫度波動度，zui終減小溫度偏差。

6、調(diào)整溫度場中值，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，如果此時溫度上偏差或下偏差超過允許偏差，但上、下偏差之差的二分之一仍小于允許偏差時，則可對設(shè)備的溫度場進(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)境試驗設(shè)備基本參數(shù)檢定方法、溫度試驗設(shè)備》8.2.1.1中有“在檢定過程中，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，應(yīng)檢查溫度場中值是否偏離標(biāo)稱值，若偏離標(biāo)稱值應(yīng)對設(shè)備溫度場進(jìn)行調(diào)整”，調(diào)整值按下式：

△Ta=Tm-TN            （2）

Tm=（Tmax+Tmin）/2       （3）

式中△Ta溫度場調(diào)整值，℃；

Tm溫度場中值，℃；

TN標(biāo)稱溫度值，℃；

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

Tmin各測試點(diǎn)在30min（或24h）內(nèi)的實測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△T 1  （5）

式中1△T 1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)整溫場才有意義，調(diào)整后的偏差才會小于允許偏差。

以上對氣候環(huán)境試驗箱（室）溫度均勻性有關(guān)問題的粗略論述，僅供參考，歡迎指正。