您的位置：首页 > 技术文献 > 气体分析/检测仪 > 试验箱温度场问题的探讨（一）
| 摘要：采用温度分布图、温度分布曲线与计算、综合分析等方法，探讨试验箱工作空间温度场问题，对试验箱工作空间温度场在不同条件下的不同特点进行了简要分析。从企业大量的试验箱测试数据看，这些特点具有一定的普遍性。 关键词：试验箱；工作空间温度场；特点；研究方法 1． 问题的提出 在试验箱（这里指含有温度参数的环境试验设备，如高温箱、低温箱、湿热箱、干燥箱、培养箱及其他综合试验箱等）的设计、制造、调试、使用中，都涉及到工作空间的温度场问题。 一个（组）相同的工作空间温度场（数据），对于不同的产品标准与试验标准，从不同的角度出发，采用了不同的名词术语（如温度偏差、温度均匀度等），不同的测试计算方法来描述，它反映了工作空间温度场不同的侧面，其数据结果也不相同。 本文采用“工作空间温度场”这一术语，而不是采用某一标准中的术语，如“温度偏差”或“温度均匀度”来讨论，就是想从更宽的范围来探索试验箱工作空间温度场的规律性。 同一台试验箱，工作空间在不同温度段的温度场状态如何？不同结构的试验箱，工作空间在相同温度段的温度场状态如何？相同结构不同批次的试验箱，工作空间相同温度段的温度场状态如何？这对试验箱设计、调试人员及用户来说，肯定是一个感兴趣的问题 本文对试验箱工作空间温度场的几个特点及温度场的研究方法进行初步探讨。其中大部分观点来自众所周知的结论，少部分观点来自企业实践经验的总结。但愿本文能起到抛砖引玉的作用，促进企业设计、制造出更多工作空间温度场有关性能指标优良且稳定的试验箱，满足用户越来越高的要求。 2． 描述工作空间温度场的几个概念 2． 1工作空间温度场 ——试验箱工作空间所有试点的温度的集合，它包含工作空间各试点随时间变化的所有值。 这里，我们不但关心各试点的温度值或者按相关标准的计算值，而且关心各试点间的温度变化关系。 实践中，我们不可能测量工作空间的全部www.531718.com（无限个）测试点，一般是按相关技术标准或技术协议的要求测量有限的点；我们也不必要测量每个测试点的无限个温度值（记录仪除外），一般是按相关技术标准或技术协议测量有限的温度值。 2． 2温度允许误差，温度梯度，试验条件（温度——笔者注）的均匀性，试验条件（温度——笔者注）的容差。 GJB150-86《军用设备环境试验方法》系列标准中分别有上述提法，但没有对每一个术语下定义，至于如何测量与计算，也没有明确的规定。 3． 3温度偏差 ——试验箱在稳定状态不，工作空间各测试点在规定时间内实测最高温度（Tmax）和最低温度（Tmin）与标称温度（Tn）的上下偏差。 上偏差： △Tmax = Tmax – Tn 下偏差： △Tmin = Tmin －Tn （引自GB/T5170.1-1995《电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法 总则》） 该术语有3个特点：（1）以标称温度作为温度基准（这里指按试验方法要求规定的温度值或按需要预先确定的温度值）；（2）取测量值的最高（最低）温度与标称温度比较；（3）它不关心最高（最低）温度点或其他温度点之间的温度变化关系。 试验箱规定的温度偏差一般为±2℃ 3．4温度均匀度 定义1——试验箱在稳定状态下，工作空间在某一瞬间各测试点温度之间的差值。  （引自GB/T5170.1-1995《电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法 总则》） 该术语的定义有3个特点：（1）没有温度基准；（2）取测量值的最高（最低）温度之差，但有平均值的概念；（3）它不关心最高（最低）温度点或其他温度点之间的温度变化关系。 试验箱规定的温度均匀度一般为2℃，没有±号。 定义2——干燥箱在稳定状态下，各测试点的温度平均值与基准点（中心点——笔者）温度平均值的最大差值。 （引自JB/T5520 –91 《干燥箱技术条件》） 该术语的定义有3个特点：（1）以工作空间中心点温度平均值为温度基准（标准中也称为标称温度）；（2）取测量值的最高（最低）温度平均值与标称温度（工作空间中心点的温度）平均值比较，而不是极值；（3）它不关心最高（最低）温度点或其他温度点之间的温度变化关系。 电热鼓风干燥箱规定的温度均匀度一般为最高工作温度的±2.5%。 2． 工作空间温度分布的研究方法 3．1研究方法简介 本文采用了以下几种研究方法： a． 温度分布图——此方法来自环境试验设备国家标准及GB/T5170等标准，在各生产企业得到长期广泛的应用。 b． 温度分布曲线与计算——此方法来自www.531718.com对企业实践经验的归纳。 c． 综合分析——来自相关技术资料及企业实践经验。 3．2研究目的 a． 对工作空间温度场进行比较形象的描述，关注各温度点之间的温度变化关系。 b． 企图对工作空间温度场进行量的计算与分析。 c． 对不同标准描述工作空间温度场的概念进行量的比较。 d． 寻找改进试验箱工作空间温度场技术指标的方法。 3．3温度分布图 在GB10592-89《高低温试验箱技术件》、其他相关环境试验设备国家标准及GB/T5170.X-1996中，都有这种温度分布图。 我们把各试点编号，并按编号填写相应的测试值，便于进行综合分析。这种编号是任意确定的，关键是编号一但确定，在整个研究分析过程中不得改变。 图1 温度分布图 a． 通过该图可以形象地看出工作空间温度场的状态。 b． 最好测试各试点的风速与风向，它有助于分析温度场形成的原因，提出改进措施。 3．4产品风道结构示意图 以某型高低温试验箱为例，绘出（如图2所示）产品风道结构图，它是轴流风叶、吸风、后单风道结构。日本ESPEC的高低温试验箱也采用了类似的单风道结构。 单风道结构也可能有很大的差异。例如：按风道位置分，有左（右、后、上、下等）单风道结构；按风叶形式分，有轴流（贯流、离心等）结构；按气流方向分，有吹风（吸风）结构等，不能一概而论，也不能照搬。 图2 某型高低温试验箱风道结构示意图 a． 不同风道结构的试验箱，其工作空间温度场可能会有不同的特点。 b． 在研究试验箱的温度场特点时，只有将温度分布图与试验箱风道结构图进行对应的综合分析，才能得出正确的结论。否则，这一张温度分布图就是无源之水，不能说明任何问题。 3．5填写温度分布表 某型的高低温试验箱数据为例（2004年8月2日测试），绘出如下温度分布表。温度测量值和温度差的单位均为℃。 表1 某高低温箱温度分布表 单位:℃
a. 各个温度测试点的排序必须始终对应（本文中各试点排序如图1所示）； b. 在高温段，取最低温度点为“0”，其余各试点取其与“0”点的温度差，为正值； c. 在低温段，取最高温度点为“0”，其余各试点取其与“0”点的温度差，为负值； d. 在0℃附近，取最高温度点为“0”，其余各试点取其与“0”点的温度差，为负值； e. 通过此表可以分析各试点温度场变化的特点。 3．6绘制温度场的温度分布曲线 a． 各温度测试点的排序必须始终对应www.531718.com（各测试点的排序先后对温度分布趋势的分析，并无影响）； b． 这里的“曲线”并非函数意义上的曲线，它的作用是将温度分布状态形象化； c．它可以分析试验箱工作空间温度场的特点和温度场的稳定性。 图3就是某型高低温试验箱的温度分布曲线图,  图3 某型高低温箱的温度分布曲线图   | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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