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試驗(yàn)箱溫度場(chǎng)問(wèn)題的探討（一）
點(diǎn)擊次數(shù)：892 發(fā)布時(shí)間：2009/7/18 17:00:54
| 摘要：采用溫度分布圖、溫度分布曲線與計(jì)算、綜合分析等方法，探討試驗(yàn)箱工作空間溫度場(chǎng)問(wèn)題，對(duì)試驗(yàn)箱工作空間溫度場(chǎng)在不同條件下的不同特點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。從企業(yè)大量的試驗(yàn)箱測(cè)試數(shù)據(jù)看，這些特點(diǎn)具有一定的普遍性。 關(guān)鍵詞：試驗(yàn)箱；工作空間溫度場(chǎng)；特點(diǎn)；研究方法 1． 問(wèn)題的提出 在試驗(yàn)箱（這里指含有溫度參數(shù)的環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備，如高溫箱、低溫箱、濕熱箱、干燥箱、培養(yǎng)箱及其他綜合試驗(yàn)箱等）的設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試、使用中，都涉及到工作空間的溫度場(chǎng)問(wèn)題。 一個(gè)（組）相同的工作空間溫度場(chǎng)（數(shù)據(jù)），對(duì)于不同的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)與試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，從不同的角度出發(fā)，采用了不同的名詞術(shù)語(yǔ)（如溫度偏差、溫度均勻度等），不同的測(cè)試計(jì)算方法來(lái)描述，它反映了工作空間溫度場(chǎng)不同的側(cè)面，其數(shù)據(jù)結(jié)果也不相同。 本文采用“工作空間溫度場(chǎng)”這一術(shù)語(yǔ)，而不是采用某一標(biāo)準(zhǔn)中的術(shù)語(yǔ)，如“溫度偏差”或“溫度均勻度”來(lái)討論，就是想從更寬的范圍來(lái)探索試驗(yàn)箱工作空間溫度場(chǎng)的規(guī)律性。 同一臺(tái)試驗(yàn)箱，工作空間在不同溫度段的溫度場(chǎng)狀態(tài)如何？不同結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)箱，工作空間在相同溫度段的溫度場(chǎng)狀態(tài)如何？相同結(jié)構(gòu)不同批次的試驗(yàn)箱，工作空間相同溫度段的溫度場(chǎng)狀態(tài)如何？這對(duì)試驗(yàn)箱設(shè)計(jì)、調(diào)試人員及用戶來(lái)說(shuō)，肯定是一個(gè)感興趣的問(wèn)題 本文對(duì)試驗(yàn)箱工作空間溫度場(chǎng)的幾個(gè)特點(diǎn)及溫度場(chǎng)的研究方法進(jìn)行初步探討。其中大部分觀點(diǎn)來(lái)自眾所周知的結(jié)論，少部分觀點(diǎn)來(lái)自企業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。但愿本文能起到拋磚引玉的作用，促進(jìn)企業(yè)設(shè)計(jì)、制造出更多工作空間溫度場(chǎng)有關(guān)性能指標(biāo)優(yōu)良且穩(wěn)定的試驗(yàn)箱，滿足用戶越來(lái)越高的要求。 2． 描述工作空間溫度場(chǎng)的幾個(gè)概念 2． 1工作空間溫度場(chǎng) ——試驗(yàn)箱工作空間所有試點(diǎn)的溫度的集合，它包含工作空間各試點(diǎn)隨時(shí)間變化的所有值。 這里，我們不但關(guān)心各試點(diǎn)的溫度值或者按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算值，而且關(guān)心各試點(diǎn)間的溫度變化關(guān)系。 實(shí)踐中，我們不可能測(cè)量工作空間的全部www.531718.com（無(wú)限個(gè)）測(cè)試點(diǎn)，一般是按相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)協(xié)議的要求測(cè)量有限的點(diǎn)；我們也不必要測(cè)量每個(gè)測(cè)試點(diǎn)的無(wú)限個(gè)溫度值（記錄儀除外），一般是按相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)協(xié)議測(cè)量有限的溫度值。 2． 2溫度允許誤差，溫度梯度，試驗(yàn)條件（溫度——筆者注）的均勻性，試驗(yàn)條件（溫度——筆者注）的容差。 GJB150-86《軍用設(shè)備環(huán)境試驗(yàn)方法》系列標(biāo)準(zhǔn)中分別有上述提法，但沒(méi)有對(duì)每一個(gè)術(shù)語(yǔ)下定義，至于如何測(cè)量與計(jì)算，也沒(méi)有明確的規(guī)定。 3． 3溫度偏差 ——試驗(yàn)箱在穩(wěn)定狀態(tài)不，工作空間各測(cè)試點(diǎn)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)實(shí)測(cè)溫度（Tmax）和溫度（Tmin）與標(biāo)稱溫度（Tn）的上下偏差。 上偏差： △Tmax = Tmax – Tn 下偏差： △Tmin = Tmin －Tn （引自GB/T5170.1-1995《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備基本參數(shù)檢定方法 總則》） 該術(shù)語(yǔ)有3個(gè)特點(diǎn)：（1）以標(biāo)稱溫度作為溫度基準(zhǔn)（這里指按試驗(yàn)方法要求規(guī)定的溫度值或按需要預(yù)先確定的溫度值）；（2）取測(cè)量值的（）溫度與標(biāo)稱溫度比較；（3）它不關(guān)心（）溫度點(diǎn)或其他溫度點(diǎn)之間的溫度變化關(guān)系。 試驗(yàn)箱規(guī)定的溫度偏差一般為±2℃ 3．4溫度均勻度 定義1——試驗(yàn)箱在穩(wěn)定狀態(tài)下，工作空間在某一瞬間各測(cè)試點(diǎn)溫度之間的差值。  （引自GB/T5170.1-1995《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備基本參數(shù)檢定方法 總則》） 該術(shù)語(yǔ)的定義有3個(gè)特點(diǎn)：（1）沒(méi)有溫度基準(zhǔn)；（2）取測(cè)量值的（）溫度之差，但有平均值的概念；（3）它不關(guān)心（）溫度點(diǎn)或其他溫度點(diǎn)之間的溫度變化關(guān)系。 試驗(yàn)箱規(guī)定的溫度均勻度一般為2℃，沒(méi)有±號(hào)。 定義2——干燥箱在穩(wěn)定狀態(tài)下，各測(cè)試點(diǎn)的溫度平均值與基準(zhǔn)點(diǎn)（中心點(diǎn)——筆者）溫度平均值的差值。 （引自JB/T5520 –91 《干燥箱技術(shù)條件》） 該術(shù)語(yǔ)的定義有3個(gè)特點(diǎn)：（1）以工作空間中心點(diǎn)溫度平均值為溫度基準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)中也稱為標(biāo)稱溫度）；（2）取測(cè)量值的（）溫度平均值與標(biāo)稱溫度（工作空間中心點(diǎn)的溫度）平均值比較，而不是極值；（3）它不關(guān)心（）溫度點(diǎn)或其他溫度點(diǎn)之間的溫度變化關(guān)系。 電熱鼓風(fēng)干燥箱規(guī)定的溫度均勻度一般為工作溫度的±2.5%。 2． 工作空間溫度分布的研究方法 3．1研究方法簡(jiǎn)介 本文采用了以下幾種研究方法： a． 溫度分布圖——此方法來(lái)自環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及GB/T5170等標(biāo)準(zhǔn)，在各生產(chǎn)企業(yè)得到長(zhǎng)期廣泛的應(yīng)用。 b． 溫度分布曲線與計(jì)算——此方法來(lái)自www.531718.com對(duì)企業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的歸納。 c． 綜合分析——來(lái)自相關(guān)技術(shù)資料及企業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。 3．2研究目的 a． 對(duì)工作空間溫度場(chǎng)進(jìn)行比較形象的描述，關(guān)注各溫度點(diǎn)之間的溫度變化關(guān)系。 b． 企圖對(duì)工作空間溫度場(chǎng)進(jìn)行量的計(jì)算與分析。 c． 對(duì)不同標(biāo)準(zhǔn)描述工作空間溫度場(chǎng)的概念進(jìn)行量的比較。 d． 尋找改進(jìn)試驗(yàn)箱工作空間溫度場(chǎng)技術(shù)指標(biāo)的方法。 3．3溫度分布圖 在GB10592-89《高低溫試驗(yàn)箱技術(shù)件》、其他相關(guān)環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及GB/T5170.X-1996中，都有這種溫度分布圖。 我們把各試點(diǎn)編號(hào)，并按編號(hào)填寫相應(yīng)的測(cè)試值，便于進(jìn)行綜合分析。這種編號(hào)是任意確定的，關(guān)鍵是編號(hào)一但確定，在整個(gè)研究分析過(guò)程中不得改變。 圖1 溫度分布圖 a． 通過(guò)該圖可以形象地看出工作空間溫度場(chǎng)的狀態(tài)。 b． 測(cè)試各試點(diǎn)的風(fēng)速與風(fēng)向，它有助于分析溫度場(chǎng)形成的原因，提出改進(jìn)措施。 3．4產(chǎn)品風(fēng)道結(jié)構(gòu)示意圖 以某型高低溫試驗(yàn)箱為例，繪出（如圖2所示）產(chǎn)品風(fēng)道結(jié)構(gòu)圖，它是軸流風(fēng)葉、吸風(fēng)、后單風(fēng)道結(jié)構(gòu)。日本ESPEC的高低溫試驗(yàn)箱也采用了類似的單風(fēng)道結(jié)構(gòu)。 單風(fēng)道結(jié)構(gòu)也可能有很大的差異。例如：按風(fēng)道位置分，有左（右、后、上、下等）單風(fēng)道結(jié)構(gòu)；按風(fēng)葉形式分，有軸流（貫流、離心等）結(jié)構(gòu)；按氣流方向分，有吹風(fēng)（吸風(fēng)）結(jié)構(gòu)等，不能一概而論，也不能照搬。 圖2 某型高低溫試驗(yàn)箱風(fēng)道結(jié)構(gòu)示意圖 a． 不同風(fēng)道結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)箱，其工作空間溫度場(chǎng)可能會(huì)有不同的特點(diǎn)。 b． 在研究試驗(yàn)箱的溫度場(chǎng)特點(diǎn)時(shí)，只有將溫度分布圖與試驗(yàn)箱風(fēng)道結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行對(duì)應(yīng)的綜合分析，才能得出正確的結(jié)論。否則，這一張溫度分布圖就是無(wú)源之水，不能說(shuō)明任何問(wèn)題。 3．5填寫溫度分布表 某型的高低溫試驗(yàn)箱數(shù)據(jù)為例（2004年8月2日測(cè)試），繪出如下溫度分布表。溫度測(cè)量值和溫度差的單位均為℃。 表1 某高低溫箱溫度分布表 單位:℃
a. 各個(gè)溫度測(cè)試點(diǎn)的排序必須始終對(duì)應(yīng)（本文中各試點(diǎn)排序如圖1所示）； b. 在高溫段，取溫度點(diǎn)為“0”，其余各試點(diǎn)取其與“0”點(diǎn)的溫度差，為正值； c. 在低溫段，取溫度點(diǎn)為“0”，其余各試點(diǎn)取其與“0”點(diǎn)的溫度差，為負(fù)值； d. 在0℃附近，取溫度點(diǎn)為“0”，其余各試點(diǎn)取其與“0”點(diǎn)的溫度差，為負(fù)值； e. 通過(guò)此表可以分析各試點(diǎn)溫度場(chǎng)變化的特點(diǎn)。 3．6繪制溫度場(chǎng)的溫度分布曲線 a． 各溫度測(cè)試點(diǎn)的排序必須始終對(duì)應(yīng)www.531718.com（各測(cè)試點(diǎn)的排序先后對(duì)溫度分布趨勢(shì)的分析，并無(wú)影響）； b． 這里的“曲線”并非函數(shù)意義上的曲線，它的作用是將溫度分布狀態(tài)形象化； c．它可以分析試驗(yàn)箱工作空間溫度場(chǎng)的特點(diǎn)和溫度場(chǎng)的穩(wěn)定性。 圖3就是某型高低溫試驗(yàn)箱的溫度分布曲線圖,  圖3 某型高低溫箱的溫度分布曲線圖   | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
原創(chuàng)作者：杰奧特儀器(中國(guó))有限公司
