恆溫恆濕試驗箱

恆溫恆濕試驗箱也稱恆溫恆濕試驗機、恆溫恆濕實驗箱、可程式濕熱交變試驗箱、恆溫機或恆溫恆濕箱，用於檢測材料在各種環境下性能的設備及試驗各種材料耐熱、耐寒、耐乾、耐濕性能。適合電子、電器、手機、通訊、儀表、車輛、塑膠製品、金屬、食品、化學、建材、醫療、航天等製品檢測質量之用。符合標準：GB/T5170.5-2008、GB/T10586-2006、GB/T2423.1-2008試驗A、GB/T2423.2-2008試驗B、GB/T2423.3-2006試驗Ca、GB/T2423.4-2008試驗Db

基本介紹

• 中文名：恆溫恆濕試驗箱
• 外文名：Humidity Chamber
• 又名：可程式恆溫恆濕試驗箱
• 濕度範圍：30～98%RH
• 溫度範圍：-70℃～150℃；-40℃～150℃
• 標準：GB/T5170.5-2008

名詞解釋

恆溫恆濕試驗箱又名“可程式恆溫恆濕試驗箱FR-1204恆溫恆濕箱”，與“高低溫交變濕熱試驗箱/GDS-100”屬同一系列，是航空、汽車、家電、科研等領域必備的測試設備，用於測試和確定電工、電子及其他產品及材料進行高溫、低溫、交變濕熱度或恆定試驗的溫度環境變化後的參數及性能。

型號區分

恆溫恆濕試驗箱可分為“台式”和“立式”，主要區別在於所能夠實現的溫度與濕度不同，從而產生的溫度也會有所不同，立式的可以做常溫以下的低溫和乾燥，台式的只能做常溫以上的溫度和高濕。

工作原理

恆溫恆濕試驗箱由調溫（加溫、製冷）和增濕兩部分組成。通過安裝在箱體內頂部的旋轉風扇，將空氣排入箱體實現氣體循環、平衡箱體內的溫、濕度，由箱體內置的溫、濕度感測器採集的數據，傳至溫、濕度控制器（微型信息處理器）進行編輯處理，下達調溫調濕指令，通過空氣加熱單元、冷凝管以及水槽內加熱蒸發單元的共同完成。
恆溫恆濕箱溫度調節是通過箱體內置溫度感測器，採集數據，經溫度控制器（微型信息處理器）調節，接通空氣加熱單元來實現增加溫度或者調節製冷電磁閥來降低箱體內溫度，以達到控制所需要的溫度。恆溫恆濕箱濕度調節是通過體內置濕度感測器，採集數據，經濕度控制器（微型信息處理器）調節，接通水槽加熱元件，通過蒸發水槽內的水來實現增加箱體內的濕度或者調節製冷電磁閥來實現去濕作用，以達到控制所需要的濕度。
恆溫恆濕箱設有多重保護措施；溫度系統在可設定最大安全允許溫度條件下，裝有過溫保護器，空氣加熱元件可隨旋轉風扇停止而自動斷電；加濕系統可隨加濕槽水位降低而停止供電；製冷系統也隨箱體溫度升高（超過40℃）或濕度的加大而停止工作。

系統組成

恆濕恆溫箱是指能同時施加溫度、濕度應力的試驗箱。隨著中國工業產品研製的需要，近幾年來，中國從國外引進了大批試驗系統，為中國工業產品的研製和定型發揮了重要作用，但由於其本身的複雜性，使得試驗箱在運行中出現了許多問題，而且出現了問題不能及時解決，大大延長了試驗周期，影響了產品的研製工作。而產生這些現象的原因是對綜合試驗的工作原理不了解。為此，我們對試驗箱的基本工作原理作出了一些簡要闡述，並介紹如何對綜合試驗箱試驗設備的故障進行分析和判斷。

恆溫恆濕箱由製冷系統，加熱系統，控制系統，溫度系統空氣循環系統，和感測器系統等組成，上述系統分屬電氣和機械製冷兩大方面。

結構簡介

構造特點

在箱體構造方面，恆溫恆濕試驗箱是採用數控工具機加工成型，造型美觀大方、新穎，並採用無反作用把手，操作簡便。工作室採用進口鏡面板高級不鏽鋼製作而成，箱體外膽採用A3鋼板噴塑。箱體外與內膽之間填充超細保溫棉，隔溫效果很好，有效的降低試驗箱內的溫度波動率，再配合抗老化矽橡膠密封條的嚴實密封，使箱體無霧氣泄漏現象產生。由於試驗箱內的環境惡劣，為觀察清晰試驗箱內的情況，武漢尚測在觀察窗方面是選用多層鋼化玻璃製作，並且在觀察窗設定單獨的照明燈和霧刷，保持良好的觀察視野，隨時監控試驗情況。當然，為採集試驗數據，箱體專門配置了直徑50mm的測試孔，可連線記錄儀，印表機和電腦。

控制特點

試驗箱的控制系統可說是整個設備的心臟，掌管著製冷、制熱、控濕、循環、控制等大權。
在製冷方面，壓縮機是採用德國進口的壓縮機。製冷系統由高溫部分和低溫部分組成，每一部分是一個相對獨立的製冷系統。高溫部分中製冷劑的蒸發吸收來自低溫部分的製冷劑的熱量而汽化；低溫部分製冷劑的蒸發則從被冷卻的對象(試驗機內的空氣)吸熱以獲取冷量。高溫部分和低溫部分之間是用一個蒸發冷凝器聯繫起來，它既是高溫部分的冷凝器，也是低溫部分的冷凝器。
加熱系統採用完全獨立的鎳鉻合金電加熱式，電阻率大、電阻溫度係數小，在高溫下變形小且不易脆化，自身加熱溫度可達1000～1500℃，使用壽命長。
加濕是恆溫恆濕試驗箱不同於高低溫試驗箱的最主要一部分，恆溫恆濕試驗箱採用外置隔離式，全不鏽鋼鍋爐式淺表面蒸髮式加濕器。除濕方式採用機械製冷除濕，將空氣冷卻到露點溫度以下，使大於飽和含濕量的水汽凝結析出，這樣就降低了濕度。
送風循環系統：空氣循環系統由耐溫低噪音空調型電機，多葉式離心風輪構成。它提供了試驗機內空氣的循環。
控制系統是綜合試驗箱的核心，它決定了試驗機的升溫速率，精度等重要指標。試驗機的控制器大都採用PID控制，也有少部分採用PID與模糊控制相組合的控制方式。由於控制系統基本上屬於軟體的範疇，而且此部分在使用過程中，一般不會出現問題。

滿足標準

⒈ GB11158 高溫試驗箱技術條件

⒉ GB10589-89 低溫試驗箱技術條件

⒊ GB10592-89 高低溫試驗箱技術條件

⒋ GB/T10586-89 濕熱試驗箱技術條件

⒌ GB/T2423.1-2008 低溫試驗箱試驗方法

⒍ GB/T2423.2-2008 高溫試驗箱試驗方法

⒎ GB/T2423.3-2006 濕熱試驗箱試驗方法

⒏ GB/T2423.4-2008 交變濕熱試驗方法

⒐ GB/T2423.22-2002 溫度變化試驗方法

⒑ IEC60068-2-1.1990 低溫試驗箱試驗方法

⒒ IEC60068-2-2.1974 高溫試驗箱試驗方法

⒓ GJB150.3 高溫試驗

⒔ GJB150.4 低溫試驗

⒕ GJB150.9 濕熱試驗

禁測物品

(一)、爆炸物：

1．硝化甘醇(乙二醇二硝酸酯)、硝化甘油(丙三醇三硝酸酯)、硝化纖維素及其它爆炸性的硝酸酯類。

2．三硝基苯、三硝基甲苯、三硝基苯酚(苦味酸)及其它爆炸性的硝基化合物。

3．過乙酸、甲基乙基甲酮過氧化物、過氧化苯甲醯以及其它有機過氧化物。

(二)、可燃物：

1． 自燃物： 金屬："鋰"、”鉀”、"鈉"、黃磷、硫化磷、紅磷。 賽璐璐類：碳化鈣(電石)、磷化石灰、鎂粉、鋁粉、亞硫酸氫鈉。

2． 氧化物性質類：

(1) 氯酸鉀、氯酸鈉、氯酸銨以及其它的氯酸鹽類。

(2) 過氧酸鉀、過氧酸鈉、過氧酸銨以及其它的過氧酸鹽類。

(3) 過氧化鉀、過氧化鈉、過氧酸鋇以及其它的無機過氧化物。

(4) 硝酸鉀、硝酸鈉以及其它的硝酸鹽類。

(5) 次氯酸鉀以及其它的次氯酸鹽類。

(6) 亞氯酸鈉以及其它的亞氯酸鹽類。

(三)、易燃物：

(1) 乙醚、汽油、乙醛、氧化丙烯、二硫化碳及其它燃點不到-30℃的物質。

(2) 普通乙烷、氧化乙烯、丙酮、苯、甲基乙基甲酮及其它燃點在-30℃以上而小於0℃的物質。

(3) 甲醇、乙醇、二甲笨、酸醋戊酯及其它燃點在0℃以上低於30℃的物質。

(4) 煤油、汽油、松節油、異戊醇、酸醋及其它燃點在30℃以上低於65℃的物質。

(四)、可燃性氣體：氫、乙炔、乙烯、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷及其它在溫度為15℃時1大氣壓情況下可能會燃燒的氣體。

現象	原因	處理方法
1．無電源指示	1．電源線未插好或斷線; 2．熔斷器開路	1插好電源插頭、檢查電源線; 2更換熔斷器
2．箱內溫度不上升	1．設定溫度過低； 2．控溫儀損壞; 3．電加熱器損壞	1.調整設定溫度; 2.更換控溫儀; 3.更換電加熱器
3. 製冷效果差或不製冷	1．製冷劑泄漏; 2．軸流風機故障	1．請聯繫經銷商或廠方
4．通電後壓縮機不工作	1．電源電壓不穩定; 2．壓縮機損壞	1．檢查電壓強度; 2．請聯繫經銷商或廠方

校正

目前國內權威第三方校正檢測單位，採用的準確的方法就是9點溫濕度校正法，用於檢驗箱體內部各點的溫濕度均勻度以及偏差。第三方檢測單位同時會出具檢測報告。校正頻率為每年一次。

選擇原則

再現性

在試驗室內完整而精確地再現自然界存在的環境條件是可望而不可及的事情。但是，在一定的容差範圍之內，人們完全可以正確而近似地模擬工程產品在使用、貯存、運輸等過程中所經受的外界環境條件，這段話用工程的語言概括，就是“試驗設備所創造的圍繞被試產品周邊的環境條件（含平台環境）應該滿足產品試驗規範所規定的環境條件及其容差的要求”。如用於軍工產品試驗的溫度箱不僅要滿足國軍標GJB150.3-86、GJB150.4-86中根據不同類型產品所規定的高溫、低溫的試驗量值、試驗時間，同時也應滿足試驗規範中對溫度場的均勻性和溫度控制精度的要求。只有這樣，才能保證在環境試驗中環境條件的再現性。

可重複性

一台環境試驗設備可能用於同一類型產品的多次試驗，而一台被試的工程產品也可能在不同的環境試驗設備中進行試驗，為了保證同一台產品在同一試驗規範所規定的環境試驗條件下所得試驗結果的可比較性，必然要求環境試驗設備所提供的環境條件具有可重複性。這也就是說，環境試驗設備施用於被試驗產品的應力水平（如熱應力、振動應力、電應力等）對於同一試驗規範的要求是一致的。

環境試驗設備所提供環境條件的可重複性是由國家計量檢定部門依據國家技術監督機構所制定的檢定規程檢定合格後提供保證。為此，必須要求環境試驗設備能滿足檢定規程中的各項技術指標及精度指標的要求，並且在使用時間上不超過檢定周期所規定的時限。如使用非常普遍的電動振動台除滿足激振力、頻率範圍、負載能力等技術指標外，還必須滿足檢定規程中規定的橫向振動比、台面加速度均勻性、諧波失真度等到精度指標的要求，而且每次檢定後的使用周期為二年，超過二年必須重新檢定合格後才能投入使用。

可測控性

任何一台環境試驗設備所提供的環境條件必須是可觀測的和可控制的，這不僅是為了使環境參數限制在一定的容差範圍之內，保證試驗條件的再現性和重複性要求，而且從產品試驗的安全出發也是必須的，以便防止因環境條件失控導致被試產品的損壞，帶來不必要的損失。各種試驗規範中大體要求參數測試的精度不應低於試驗條件允許誤差的三分之一。

排它性

每一次進行的環境或可靠性試驗，對環境因素的類別、量值及容差都有嚴格的規定，並排除非試驗所需的環境因素滲透其中，以便在試驗中或試驗結束後判斷和分析產品失效與故障模式時，提供確切的依據，故要求環境試驗設備除提供所規定的環境條件外，不允許對被試產品附加其它的環境應力干擾。如電動振動台檢定規程中所限定的台面漏磁，加速度信噪比、帶內帶外加速度總均方根值比。隨機信號的檢驗、諧波失真度等精度指標都是為了保證環境試驗條件的唯一性而制定的檢定項目。

安全可靠性

環境試驗，特別是可靠性試驗，試驗周期長，試驗的對象有時是價值很高的軍工產品，試驗過程中，試驗人員經常要在現場周圍進行操作或測試工作，因此要求環境試驗設備必須具有運行安全、操作方便、使用可靠、工作壽命長等特點，以確保試驗本身的正常進行。試驗設備的各種保護、告警措施及安全聯鎖裝置應該完善可靠，以保證試驗人員、被試產品和試驗設備本身的安全可靠性。

加濕除濕

濕度表示的方法很多，就試驗設備而言，通常用相對濕度這一概念描述濕度。相對濕度的定義是指空氣中水汽分壓力與該溫度下水的飽和汽壓之比並用百分數表示。由水汽飽和壓力性質可知，水汽的飽和壓力只是溫度的函式，與水汽可處的空氣壓力無關，人們通過大量的實驗和整理尋求到了表示水汽飽和壓力與溫度之間的關係，其中已被工程和計量大量採用的應當是戈夫格列其公式。它被氣象部門編制濕度查算表所採用。

加濕的過程實際上就是提高水汽分壓力，最初的加濕方式就是向試驗箱壁噴淋水，通過控制水溫使水表面飽和壓力得到控制。箱壁表面的水形成較大的面，在這個面上向箱內通過擴散的方式向箱內加入水汽壓使試驗箱中相對濕度升高，這一方法出現在上世紀五十年代。由於當時對濕度的控制主要是用水銀電接點式導電錶進行簡單的開關量調節，對於大滯後的熱水箱水溫的控制適應性較差，因此控制的過渡過程較長，不能滿足交變濕熱對加濕量要求較多的需要，更重要地是在對箱壁噴淋的時候，不可避免地有水滴淋在試品上對試品形成不同程度的污染。同時對箱內排水也有一定的要求。這一方法很快就被蒸汽加濕和淺水盤加濕所取代。但是這一方法還是有一些優點。雖然它的控制過渡過程較長，但系統穩定後濕度波動較小，比較適合做恆定濕熱試驗。另外在加濕過程中水汽不過熱不會增加系統中的額外熱量。還有，當控制噴淋水溫使之低於試驗要求的要點溫度時，噴淋水具有除濕作用。

隨著濕熱試驗由恆定濕熱向交變濕熱發展，要求有較快的加濕反應能力，噴淋加濕已不能滿足要求時，蒸汽加濕和淺水盤加濕方法開始大量被採用並得到發展。

安裝場所

為了便於箱體散熱及維護保養，安裝本設備的場所必須符合下列條件：

1、與相鄰的牆壁或器物之間的距離300mm

2、為了穩定的發揮試驗箱的功能、性能，應選擇常年溫度為15~35℃，相對濕度大於85%的場所。

3、安裝場所的環境溫度切忌急劇變化。

4、應安裝在水平面上（安裝時套用水平儀在地面上確認水平）。

5、應安裝在無直射陽光的場所。

6、應安裝在通風良好的場所。

7、應安裝在遠離可燃物、爆炸物及高溫發熱源的地方。

8、應安裝在灰塵少的場所。

9、儘可能地安裝在靠近供電電源的場所。

注意事項

1.為避免恆溫恆濕試驗箱發生機器故障，請提供額定電壓範圍內的電源。

2.為了防止觸電或產生誤動作和故障，在安裝和接線結束之前，請不要接通電源。

3.本產品為非防爆產品，請不要在有可燃或爆炸性氣體的壞境中使用恆溫恆濕機。

4.儀器工作中請儘量不要打開試驗箱門，高溫時打開可能會對操作人員造成燙傷，低溫時打開可能會對工作人員早場凍傷，並且可能造成蒸發器結冰，影響製冷效果。若一定要打開，請做好一定的防護工作，

5.禁止擅自拆卸、加工、改造或修理恆溫恆濕機，否則會有產生異常動作、觸電或火災的危險。

6.機體的通風孔需保持通暢，以免發生故障、動作異常、壽命降低和火災。

7.開箱時若發現機器損壞或變形，請不要使用。

8.機器安裝設定時注意不要讓灰塵、線頭、鐵屑或其他東西進入，否則會發生錯誤動作或故障。

9.接線必須正確，一定要進行接地。不接地可能造成觸電、錯誤動作事故、顯示不正常或測量有較大誤差。

10.定期檢查端子螺絲和固定架，請不要在鬆動的情況下使用。

11.儀表運轉期間，電源入力端子蓋必須安裝在端子板上以防觸電。

12.儀表在運轉中，進行修改設定、信號輸出、啟動、停止等操作之前，應充分地考慮安全性，錯誤的操作會使工作設備損壞或發生故障。

13.請使用乾布擦拭儀表，不要使用酒精、汽油或其他有機溶劑，不要把水濺到儀表上，如果儀表浸入水中，請立即停止使用，否則有漏電、觸電或火災的危險。

14.儀表內部零件有一定的壽命期限，為持續安全地使用本儀表，請定期進行保養和維護。報廢本產品時，請依工業垃圾處理。

運作

通過三個相互聯繫的系統：製冷劑循環系統、空氣循環系統、電器自控系統。

一、恆溫恆濕試驗箱製冷劑循環系統：蒸發器中的液態製冷劑吸收空氣的熱量(空氣被降溫及除濕)並開始蒸發，最終製冷劑與空之間形成一定的溫度差，液態製冷劑亦完全蒸發變為氣態，後被壓縮機吸入並壓縮(壓力和溫度增加),氣態製冷劑通過冷凝器(風冷/水冷)吸收熱量，凝結成液體。通過膨脹閥(或毛細管)節流後變成低溫低壓製冷劑進入蒸發器，完成製冷劑循環過程。

二、恆溫恆濕試驗箱空氣環系統：風機負責將空氣從迴風口吸入，空氣經過蒸發器(降溫、除濕)，加濕器，電加熱器(升溫)後經送風口送到用戶需的空間內，送出的空氣與空間內的空氣混合後回到迴風口。

三、恆溫恆濕試驗箱電器自控系統：

包括電源部分和自動控制部分。

電源部分通過接觸器，對壓縮機、風扇、電加器器，加濕器等供應電源自動控制分部分又分為溫、濕度控制及故障保護部分:溫、濕度控制是通過溫、濕度控制器，將迴風的溫濕度與用戶設定的溫濕作對比，自動運行壓縮機(降溫、除濕)，加濕器，電加熱(升溫)等元件，實現恆溫恆濕的自動控制。

維護方法

恆溫恆濕試驗箱在電子工業、國防科技、化工化子、機械製造、航天航空等領域都得到了廣泛運用，其生產的恆溫恆濕試驗箱採用國際領先的德國完美的造型設計。

那么恆溫恆濕試驗箱在日常工作是如何進行保養、清潔維護呢?

1.恆溫恆濕試驗箱箱體內外部的清潔與保養

（1)恆溫恆濕試驗箱在操作前應先將內部雜質清除。

（2)配電室內每年至少清潔一次

以上，清潔時可利用吸塵器將室內灰塵吸除即可。

（3)箱體外部每年亦須清洗一次以上，清洗時先用肥皂水擦拭即可。

2.恆溫恆濕試驗箱加濕器之檢查與保養加濕器內之儲水應每月更換一次，確保水質清潔，加濕水盤應每一個月清洗一次，確保水流順暢。

3.恆溫恆濕試驗箱檢查超溫保護器恆溫恆濕試驗箱運轉時，超溫保護之設定最高值加20℃~30℃。試驗箱內之溫度升至超溫保護之設定點時，加熱器之供電即停止，"OVERHEAT"超溫警示燈亮但風扇仍運轉，若長時間運轉及無人看管，運轉前請務必確實檢查超溫保護器，是否設定妥當[濕球超溫保護器之設定為120℃]。

4.恆溫恆濕試驗箱冷凝器灰塵之清除冷凝器應定期每月保養，利用真空吸塵器將冷凝器散熱網片上附著之灰塵吸除或利用高壓空氣噴除灰塵。

5.恆溫恆濕試驗箱濕球測試布之更換當測試布表面不乾淨或變硬，或於做完溫度控制後，繼續做溫濕球度控制前都必須更換測試布。測試布約三個月更換一次，更換時套用清潔布擦拭測溫體，更換新測試布時應先清洗乾淨。

6.恆溫恆濕試驗箱濕球水位之檢查與調整積水筒水位不可過高，使水溢出積水筒或過低使濕球測試布吸水不正常，影響濕球的準確性水位大約保持六分滿即可。積水筒水位之調整，可調整積水盒的高低。

7.恆溫恆濕試驗箱長期停機不使用，應定期每月給設備通電，通電時間不小於1個小時。