高低温试验箱温度均匀度

实验箱（室）作业空间的实验温度是不是均匀是一个非常重要的疑问，因为假如温度不均匀超越了答应差错，则受试样品的实验条件达不到共同，有的样品或样品某一有些，实验温度偏高，有旋塞阀的偏低，然后发生过实验或欠实验的疑问，使实验的再现性差，实验得出的数据不可靠，终究使实验归于失利。本文拟对气候环境实验箱（室）的温度均匀性有关疑问提出一些看法。

一、各种规范表述实验箱（室）温度均匀性的目标及其核算办法

1、均匀度：以温度均匀度目标来表明商品高低温实验箱的温度均匀性，例如有以下一些规范：

1）英国规范BS389-1965《实验室湿热箱技能条件》：规则为在到达设定温度两小后，用温差热电偶接连测验两小时，别离核算每一测验点与基地点的温差均匀值，其间zui大者即为温度绷簧式安全阀均匀度，其巨细不得超越规则目标±0.5℃。

2）日本实验机工业会，上海恒温恒湿箱的功能实验办法：测温元件置于上、下四角及基地点，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50㎜处。当温度到达安稳状况后，对各测验点每隔一分钟手动蝶阀测验一次，共测十次以上，核算每一测验点与基地点的温差的均匀值，其间zui大者即为温度均匀度。（ESPEC亦选用此目标）。

3）美国ASTMD2436-68《电气绝缘用强行对流实验室烘箱技能条件》：用9只热电偶，一只在距作业室几许基地25㎜内，其他8只在上下四角且距箱壁50㎜处。当到达设定温度并安稳16小时后，赶快记载9支热电偶的温度数据，然后，每隔5分钟记载一次，共记载得到45个数据。核算45个数据的均匀值作为箱温。从45个数据中选出两个zui大数和两个zui小数别离各自减去均匀数，然后从四个差值中选出两个zui大差值并求其均匀值，此值就表述箱内温度均不锈钢球阀匀度。

4）我国JB/T5520—91《干燥箱技能条件》：对各测验点接连测验四次，时刻≤20min，核算各测验点四次测得的均匀值与基地点四次测验的均匀值之差，其间zui大值与zui高作业温度之比即干燥箱的温度均匀度，以百分比表明,适用于高温或有异味的车间。

5）我国GB10586-89《湿热实验箱技能条件》。各测验点除基地点外，其疏水阀余各点距箱壁为各自边长的1/10。当温度到达规则值并安稳2h后，每隔2min测验各测验点温度一次，在30min内共测15次，再隔30min再测一次，今后每隔1h测一次。运用30min内15次的测验数据，别离算出每次数据中zui高与zui低温度之差再求其均匀值，即为温度均匀度。

2、温度差错：以温度差错目标来需求实验箱作业空间的温度均匀性，如以下一些规范：

1）在美军标MIL-STD-810D，4.4.1实验条件允差中规则“试样*被空气围住（必要的支承点除外），实验区测区测理体系的温度和围住试件各处的温度梯度应别离在实验温度的±2℃以内和不超越实验用加氢反响釜每米1℃或总的zui大值为2.2℃（试件不作业）" 此规范中用±2℃的温度差错和1℃/M的温度梯度来需求箱内作业空间的温度均匀性。

2）在美军标MIL-STD-202F，2.2.1及MIL-STD-883C，4.5.8中需求作业区空间内任一点的温度，在给守时刻内违背基准点不超越±3℃（即为容许差错）。

3）在IEC68号出版物及GB2423中，对实验箱作业空间的温度均匀性需求以“容差"即对标称温度的容许差错表述。对容差巨细，在高温箱中规则为±2℃，在低温箱中规则为±3℃。

4）在IEC68-2-3，2.1的注中“温度±2℃的容差是因为考虑到有丈量的绝实验用高压釜对差错，缓慢的温度改变和作业空间的温度动摇度等"。 在IEC216号出版物第四篇老化烘箱中，界说“温度差错"是“因为温度动摇度和温度梯度组合而成的差错"。

5）GB／T5170·21996《电工电子商品环境实验设备根本参数检定办法温度实验设备》，规则“温度差错"为实验箱温度功能目标的仅有检定项目。温度差错的检定办法是：当作业空间指示点温度FESTO电磁阀到达标称温度后安稳2h。丈量各测验点温度，每2min记载一次各点的温度，在30min内共丈量15次。作业空间各测验点的实测zui高温度和实测zui低温度与标称温度的上、下差错定为设备在该标称温度下的温度差错。

3、温度差错和温度均匀度两种表述办法的对比

1）用温度均匀度目标虽可表明箱内作业空间温度均匀性的好或差，但因为在核算中都选用了屡次均匀值的办法，然后把各点的温度动摇度要素根本上去掉了。可是关于实验设备的温度功能目标只标出闸阀温度均匀度是不行的，还有必要有温度动摇度目标，即各点温度随时刻而改变的巨细，才干全部描绘箱内温度场的改变尤其当温度动摇较大的情况下。

2）温度差错不光反映了作业空间各点温度的方位差错，同时也包括了各点温度随时刻而改变的差错即温度动摇度。因而温度差错更能阐明箱内的温度均匀性，通常无需再测实验箱的温度均匀度截止阀和温度动摇度。只要当某些实验设备对温度动摇度有特殊需求时，如对湿热箱，才标出温度动摇度。因为湿热箱温度动摇度超越±0.5℃时，会带来较大的湿度动摇，增大湿度差错，然后超越湿度答应差错。 GB/T5170.2—1996，温度实验设备的检定办法中，对温度功能目标只规则检定温度差错，而对温度均匀度未作规则有必要检定，只在附录B中提示了温度动摇度、温度均匀度的检定办法，这样的规则是非常准确的。

3）温度均匀度目标，因为表明各点温度均匀值与基地点温度均匀蝶阀值的差值，所以有正负号，只要国标的温度均匀度，因未与基地点对比或与标称温度对比，故没有正负号，所以没有温度差错表明办法明白准确.

4）目前国内一些环境实验设备商品规范仍需求有温度动摇度、温度均匀度和温度差错三项目标，明显没有必要。主张在修订这些规范时选用温度差错目标，zui多加上一个温度动摇度目标就很全止回阀面了。并且选用温度差错契合美军标、国军标，和世界电工委员会有关规范的需求。

二、实验箱（室）温度不均匀发生的缘由

1）实验箱的构造在很大程度上影响作业中间温度均匀，因为构造难于*对称，然后对温度均匀造成晦气影响。如图示一常用的低温箱或湿热箱构造。大门在前，空调室在箱后部，上送风下回风。明显这种构造摆布对称性好，可较易到达左、右温度均匀，但构造上、下不对称，前后也*不相同，对作业空间温度发生了不均匀影响。尽管如此，这种单风道构造如规划处理得当，实践证明作业室从0.l～300m3，之间都可运用，其温度差错都可满安全阀足规范需求。

2）因为箱壁的热传导，而发生漏热（高温箱）或漏冷（低温箱）等热丢失，为了抵偿热丢失必定会有送风温差，高温箱的送风温度高于箱内作业温度，低温箱的送风温度则低于箱内作业温度。因为必定存在的送风温差使作业室内发生了温度不均匀。

3）因为箱壁六面传热系数不等，有的有穿线孔等部分传热．使箱壁温度不均匀，然后使箱壁幅射对流传热也不均匀，影响温场均匀。

4）箱体的密封性欠好，比方大门漏气，然后影响作业空间的温场均匀。

5）假如查看温度差错需求作业室内放置试品，当试品体积过大，或放置的办法或方位不恰当，使空气对流受阻．将发生较大的温度差错。

三、进步气候环境实验箱（室）温度均匀性减小温度差错的一些办法

1、减小送风温差和加大送风量 送风温差和送风量的巨细取决于冷负荷（对低温实验箱）或热负荷（对高温实验箱）的巨细。以低温箱为例，当低温箱已处于某一低温下的恒温状况时，此刻的冷负荷应与送人作业室风的制冷量相等，即 Q=V/3600·ρ·γ·△t（w） ∴V=3600Q/·ρ·γ·△t（m3/h） 式中V送风量（m3/h） ρ干空气的密度（kg/m3） γ空气的定压比热（J/kg·℃） △t送风温差，等于出风口温度减作业室温度（℃） Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 式中Q1箱体围护构造传热发生的冷负荷（w） Q2观察窗、穿线孔等部分传热的冷负荷（w） Q3风机滚动由机械能转为热能的冷负荷（w） Q4照明灯发热而发生的冷负荷（w） Q5发热试品，因为作业时发热而发生的冷负荷（w） Q6其它冷负荷（w） Q总的冷负荷（w） 在一定的恒温状况下，ρ、γ为常数，送风量与送风温差成反比，为了进步箱疏水阀内温度均匀性和减小温度动摇，就需减小At，然后添加送风量v。可是，△t过小则v会太大，然后添加运转费。或使箱内的风速过高，不契合实验办法规范的需求。通常送风温差可取△t=1～3℃为宜。 关于高温实验箱，道理是相同的。公式（1）仍适用，仅仅冷负荷改为热负荷，而热负荷所包括的内容有所改变罢了。

2、进步实验箱构造规划的合理性、完善性。尽量作到构造对称，如摆布、上、下风道；如用两台风机，应选用一台左旋一台右旋，使出风均匀。如有必要，可在出风口设备调风板，调理风向，使箱内温超临界萃取仪度均匀；留意箱体的密封性，防止部分漏气，挑选功能的保温隔热材料，满足的保温层厚度以削减热丢失；箱体内胆与外壳之间的连接件应有热阻隔办法以削减部分漏热。从公式（1）能够看到减小冷负荷（或热负荷）Q就能够减小送风量，或减小送风温差。

3、在实验办法规范答应条件下进步风速，以增强空气在箱内的活动，消有机组成设备除死区，然后使箱内的温度较为均匀。对某些需求风量大而风速小的实验箱，如冰箱实验室，可选用箱顶孔板送风，然后到达风速小,承认内漏的阀门及内漏的程度，风量大室内温度均匀的目的。

4、在运用实验箱时要特别留意试品的体积、分量，以及在实验箱作业空间的摆放方位，有关规范规则试品整体积小于作业室的1／5，以留出满足的通风空间，试品的总分量为50～80kg／m3，在各顶风氮吹仪面上试品的面积小于谅顶风截面积的1／3，以利于风的活动。这些规则关于箱内温度均匀，温度差错不超越规范需求起到*的作用。

5、进步实验箱的控制精度，减小温度动摇度，然后可减小温度差错。关于高温实验箱，对加热功率进行P1D接连调理能够减小温度动摇。关于低温实验箱，为了减小温度动摇，通常选用热平衡办法控温，即到达设定温度后，制冷机仍常开，而用受控的加热功率来平衡剩余的制冷量。为了防止过大的冷热冲击，糟蹋太多动力，常质构仪选用调理制冷量的办法，减小恒温时的制冷量，然后所需平衡的加热量就会削减，这样就节省了能量，又进步了控制精度。 温度传感器的方位对控制精度有较大影响。为了使其感温反响活络，通常将传感器置于出风口邻近，然后可进步控制精度，减小温度动摇度，终究减小温度差错。

6、调整温度场中值，能够减小温度差错：温度上差错和温度下差错常常是不相等的，假如此刻温度上差错或下差错超越答应差错，但上、下差错之差的二分之一仍小于答应差错时，则可对设备的温度场进冷却水循环设备行适当调整，然后使调整后的温度差错小于答应差错。 CB／T5170.2—1996《电工电于商品环境实验设备根本参数检定办法、温度实验设备》8.2.11中有“在检定过程中，假如发现设备作业空间温度上差错或下差错超出答应差错值时，应查看温度场中值是不是违背标称值，若违背标称值应对设备温度场进行调整"，调整值按下式： △Ta=Tm-TN 

（2） Tm=（Tmax+Tmin）/2

（3） 式中△Ta温度场调整值，℃； Tm温度场中值，℃； TN标称温度值，℃； Tmax各测验点在30min（或24h）内的实测zui高温度值，℃； Tmin各测验点在30min（或24h）内的实测zui低温度值，℃。 但以上调整，有必要在上、下差错之差的二分之一小于答应差错，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答应差错；℃； △Tmax温度上差错，℃； △Tmin温度下差错；℃。 zui终得出有必要zui高温度与zui低温度之差的一半小于答应差错，调整温场中压制备色谱仪才有含义，调整后的差错才会小于答应差错。 公司专业出产高低温实验箱、低温实验箱、冷热冲击实验箱、快速温变实验箱，恒温恒湿实验箱等实验设备。