提高氣候環境試驗箱（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、減小送風溫差和加大送風量

送風溫差和送風量的大小取決于冷負荷（對低溫試驗箱）或熱負荷（對高溫試驗箱）的大小。以低溫箱為例，當低溫箱已處于某一低溫下的恒溫狀態時，此時的冷負荷應與送人工作室風的制冷量相等，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送風溫差，等于出風口溫度減工作室溫度（℃）

Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6

式中Q1箱體圍護結構傳熱產生的冷負荷（w）

Q2觀察窗、穿線孔等局部傳熱的冷負荷（w）

Q3風機轉動由機械能轉為熱能的冷負荷（w）

Q4照明燈發熱而產生的冷負荷（w）

Q5發熱試品，由于工作時發熱而產生的冷負荷（w）

Q6其它冷負荷（w）

Q總的冷負荷（w）

在一定的恒溫狀態下，ρ、γ為常數，送風量與送風溫差成反比，為了提高箱內溫度均勻性和減小溫度波動，就需減小At，從而增加送風量v。但是，△t過小則v會太大，從而增加運行費。或使箱內的風速過高，不符合試驗方法標準的要求。一般送風溫差可取△t=1～3℃為宜。

對于高溫試驗箱，道理是一樣的。公式（1）仍適用，只是冷負荷改為熱負荷，而熱負荷所包含的內容有所變化而已。

2、提高試驗箱結構設計的合理性、完善性。盡量作到結構對稱，如左右、上、下風道；如用兩臺風機，應采用一臺左旋一臺右旋，使出風均勻。如有必要，可在出風口安裝調風板，調節風向，使箱內溫度均勻；注意箱體的密封性，防止局部漏氣，選擇優良性能的保溫隔熱材料，足夠的保溫層厚度以減少熱損失；箱體內膽與外殼之間的連接件應有熱隔離措施以減少局部漏熱。從公式（1）可以看到減小冷負荷（或熱負荷）Q就可以減小送風量，或減小送風溫差。

3、在試驗方法標準允許條件下提高風速，以增強空氣在箱內的流動，消除死區，從而使箱內的溫度較為均勻。對某些要求風量大而風速小的試驗箱，如冰箱試驗室，可采用箱頂孔板送風，從而達到風速小，風量大室內溫度均勻的目的。

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，有關標準規定試品總體積小于工作室的1／5，以留出足夠的通風空間，試品的總重量為50～80kg／m3，在各迎風面上試品的面積小于諒迎風截面積的1／3，以利于風的流動。這些規定對于箱內溫度均勻，溫度偏差不超過標準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，對加熱功率進行P1D連續調節可以減小溫度波動。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，即達到設定溫度后，制冷機仍常開，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，浪費太多能源，常采用調節制冷量的措施，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。為了使其感溫反應靈敏，一般將傳感器置于出風口附近，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，則可對設備的溫度場進行適當調整，從而使調整后的溫度偏差小于允許偏差。

CB／T5170.2—1996《電工電于產品環境試驗設備基本參數檢定方法、溫度試驗設備》8.2.1.1中有“在檢定過程中，如果發現設備工作空間溫度上偏差或下偏差超出允許偏差值時，應檢查溫度場中值是否偏離標稱值，若偏離標稱值應對設備溫度場進行調整”，調整值按下式：

△Ta=Tm-TN            （2）

Tm=（Tmax+Tmin）/2       （3）

式中△Ta溫度場調整值，℃；

Tm溫度場中值，℃；

TN標稱溫度值，℃；

Tmax各測試點在30min（或24h）內的實測zui高溫度值，℃；

Tmin各測試點在30min（或24h）內的實測zui低溫度值，℃。

但以上調整，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，調整溫場才有意義，調整后的偏差才會小于允許偏差。

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