時間:2014-10-27 11:33　來源:正航儀器　作者:正航網絡　

 
 
早期的環境試驗是在天然環境條件下進行的。這種試驗雖然直觀、可靠、無需特殊的試驗設備，但受到地區性環境條件的限制，試驗時間長、重現性差。為了及時、準確地驗證產品的環境適應性和可靠性，各國紛紛投人人力和財力，研制和生產能模擬天然環境條件的試驗設備。1921年德國西門子公司研制出世界上臺濕熱試驗箱，1929年世界上環境試驗設備廠商在德國開業。爾后英、美、日等國也先后開始研制和生產環境試驗設備。回顧歷史，環境試驗設備的發展經歷了3個發展階段，見表1。






 
目前國外的環境試驗設備已有1000多個品種，可以覆蓋各種試驗方法與標準，而我國的環境試驗設備因起步較晚，總體技術水平與國外相比還有一定的差距：高檔產品少；中、低檔產品多；單參數的環境試驗設備多；多功能現代化的大型精密試驗設備少。下面以溫度試驗箱、濕熱試驗箱為例，介紹國內設備發展狀況。
1)溫度試驗箱。溫度試驗箱包括：高溫試驗
箱、低溫試驗箱及高低溫交變試驗箱。生產單純的高溫、低溫試驗箱的企業不多，規格也少。生產高溫、低溫交變試驗箱的企業比較多，有：重慶四達試驗設備廠、上海實驗儀器總廠、上海愛斯佩克環境儀器有限公司等。其溫度范圍從原有的一40—+80℃，-60一+80℃，-80—+80℃發展到一40一+150℃，-60一+150℃，-80一+150℃。工作室容積在0.1一1m3之間。
2)溫濕試驗箱。溫濕試驗箱又稱濕熱試驗箱，有恒定濕熱試驗箱和交變濕熱試驗箱。恒定濕熱試驗箱又稱為調溫調濕箱，工作室容積基本上都在1m以下，溫度范圍一般為：-30℃+70℃，-20℃+150℃，-70℃+100℃等，相對濕度范圍大致為20%一90℃，且一般都規定了相對濕度范圍的溫度對應點。溫度波動度一般為：士0.5℃，也有士0.3℃，士0.1℃。濕度波動度為：士2℃，士3℃，士5℃。交變濕熱試驗箱的容積從0.2 m'到2 m'之間，其溫度范圍有+20一+80℃，+20一+70℃，-20一+70℃等。相對濕度范圍為：20%一95℃，20%一100%，80%一100℃，85℃—98%等。溫度波動度：士0.5℃，士1℃；相對濕度波動度：士2℃；溫度均勻度：士2℃；濕度均勻度：士3℃。
3)溫濕試驗箱研究概況
試驗箱在升鄧條溫階段時，圍護結構和試件的吸質交熱量，其值直接關系到試驗箱加封冷設備容量的大小。對于大多數試驗標準，沒有箱內升鄧條溫曲線的具體規定，般只規定升鄧條溫時間或平均溫變速率。升鄧條溫時間是反映試驗箱升鄧條溫能力的重要指標，時間越短，能力就越強，這可使試驗準備時間縮短，但其所需加封冷系統的容量、設備投資都要增大。因此，對試驗設備來說，對溫過程的傳熱特研究是一個很重要的研究方向，這將有利于試驗設備加封冷系統的合理匹配。
從近年來發表的文獻來看，對試驗箱的研究主要集中于設備的結構、制冷和加熱方式選擇、控制精度與測試監控等方面4-V，對試驗箱非穩態溫變過程傳熱特性方面的研究不多，而把試驗箱熱力系統作為一個荊合整體進行研究的則更少。文獻18中給出了環境試驗裝置冷負荷的計算方法，著重介紹了環境試驗室(箱)穩態傳熱時的冷負荷計算，粗略提出了降溫過程的冷負荷計算方法。文獻認為降溫過程冷負荷粗略計算可由2部分組成：室內一側的壁板、試驗臺架、室內空氣及蒸發器等熱容量應全部計人，其冷負荷為總熱容量乘以溫降除以所要求的降溫時間；隔熱材料的冷負荷，為隔熱材料質量乘以比熱并乘以室內外溫差的平均值再除以所要求的降溫時間。文獻對環境試驗室圍護結構在降溫過程中的傳熱特性進行了非穩態傳熱數值計算，指出采用文獻l中的計算方法誤差很大，必須采用非穩態傳熱的計算方法計算圍護結構在降溫過程中的放熱量。文獻給出了環境試驗裝置降溫過程的冷負荷計算，并在一些假設的基礎上初步給出了降溫時間的分析解，雖然其假設存在不合理的地方，但其思路值得借鑒。文獻提出表征箱體隔熱性能的傳熱系數和表征蓄熱性能的蓄熱系數是箱內空氣升溫、降溫的主要因素，通過對試驗箱建立非穩態熱平衡方程得到了在箱內無任何物件的情況下加熱升溫和自然降溫過程的溫一時解析式，并且利用實驗數據確定出了傳熱系數和蓄熱系數。
不過文獻沒有考慮試驗時物件、試驗臺架、蒸發器等熱容量對溫變的影響，因此，得出的結論有很大的局限性。至于濕度方面研究，由于目前大多數是采用了溫度、濕度各自獨立調節的控制方式，這樣可以避免溫、濕度調節過程中互相干擾的現象，因此研究主要集中于加濕方式的選擇和加/除濕控制精度等方面。文獻著重對各種加濕方式的加濕能力與效率相比較，并分析了對試驗箱內溫度的影響。文獻從自動控制角度來研究對濕度的調節，其共同特點是利用PlN控制算法將采樣值與設定值相減，得到控制偏差的比例、積分、微分通過線性組合構成控制量去對濕度進行控制。
4)溫濕試驗箱發展方向
今后，我國的溫濕試驗設備與技術應朝以下方向發展：虛擬試驗與真實試驗相結合。將計算機仿真技術用于溫濕試驗，讓計算機構筑出一個虛擬的試驗設備，為我們研究觀察溫濕試驗提供一種全新的手段。對于熱容、濕容較大試驗品，在計算機上進行仿真試驗，必能降低試驗成本，加快試驗速度，這種做法值得推廣。
溫濕試驗箱向多功能化發展。目前，溫濕試驗箱只能模擬溫度與濕度2種參數，不能綜合多種環境參數。試驗品在壽命期內面對的環境應力并不是單一的，而是多種環境應力，因此，今后應著重發展多功能復合試驗箱。溫濕試驗箱從臺式箱轉向大型試驗室，并且向拼裝式方向發展。http://www.tainuokeji.cn