高低溫試驗(yàn)箱主要由制冷系統(tǒng)，加熱系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，濕度系統(tǒng)，空氣循環(huán)系統(tǒng)，和傳感器系統(tǒng)等組成，系統(tǒng)方框圖見(jiàn)下圖
在使用高低溫試驗(yàn)箱時(shí)，如果有比箱內(nèi)濕空氣的露點(diǎn)溫度低的部品，則部品必然結(jié)露，如果露點(diǎn)溫度低于0℃，則變?yōu)榻Y(jié)霜。
根據(jù)在不同條件下發(fā)生的結(jié)露，可以大致分為下列三種情況：
（1） 高溫度高濕度運(yùn)行時(shí)，高溫度是指運(yùn)行溫度超過(guò)30℃，運(yùn)行濕度超過(guò)60%RH。
（2） 濕度由低到高，溫度也由低到高。
（3） 溫度由低到高的急劇變化。
根據(jù)上述情況產(chǎn)生結(jié)露的具體原因，采取相應(yīng)的對(duì)策：
1） 高溫高濕運(yùn)行時(shí)，在隔熱性能差的部位諸如觀(guān)察窗、電纜孔等地方容易結(jié)露。如果周?chē)h(huán)境溫度低于試驗(yàn)箱內(nèi)部的溫度，由于這些部位的隔熱性能差，在試驗(yàn)箱內(nèi)側(cè)對(duì)應(yīng)的部位那里的溫度要低于試驗(yàn)箱內(nèi)濕空氣的露點(diǎn)溫度，所以容易發(fā)生結(jié)露。對(duì)于這種情況就需要提高斷熱程度，在電纜孔等隔熱性能差的地方增加斷熱材料。由于觀(guān)察窗的斷熱方式很難采取，所以為了防止觀(guān)察窗結(jié)露，要將觀(guān)察窗靠試驗(yàn)箱內(nèi)側(cè)表面的溫度提高到試驗(yàn)箱內(nèi)濕空氣的露點(diǎn)溫度以上，所以用在觀(guān)察窗靠試驗(yàn)箱內(nèi)側(cè)表面貼加熱膜的方式來(lái)避免結(jié)露。
2） 高溫高濕運(yùn)行時(shí)，空氣循環(huán)裝置的循環(huán)風(fēng)難以吹到的地方諸如試驗(yàn)樣品的背風(fēng)面、試驗(yàn)樣品的周邊部位容易結(jié)露。試驗(yàn)箱內(nèi)部的空氣是通過(guò)空氣循環(huán)裝置進(jìn)行熱交換的。但是，空氣循環(huán)裝置本身也接觸空氣進(jìn)行熱交換，以維持其溫度。因此空氣流動(dòng)慢的地方溫度較低容易結(jié)露。調(diào)整空氣循環(huán)裝置，使得試驗(yàn)箱內(nèi)循環(huán)風(fēng)的流動(dòng)更全面均勻。同時(shí)調(diào)整試驗(yàn)樣品的安置方式，要保證不影響到循環(huán)風(fēng)的流動(dòng)。
3） 濕度由低到高，溫度也由低到高運(yùn)行時(shí)，熱容量大的部位如試驗(yàn)箱內(nèi)部的壁面、試樣等容易結(jié)露。熱容量是指將重量為m的物質(zhì)上升1℃所需要的能量?？諝獾臒崛萘勘容^小。如果同時(shí)溫度上升濕度增加，那么試驗(yàn)箱內(nèi)的濕空氣容易成為過(guò)飽和濕空氣，容易結(jié)露。同時(shí)由于試驗(yàn)箱內(nèi)部的各個(gè)部位熱容量大，各個(gè)部位的溫度跟隨空氣溫度的隨便性差，因此其溫度的上升比空氣慢得多，容易造成結(jié)露。對(duì)于這種情況，可以首先使試驗(yàn)箱內(nèi)溫度上升，讓試驗(yàn)箱內(nèi)各個(gè)部位的溫度充分穩(wěn)定以后再上升濕度，可以避免結(jié)露。
4） 溫度由低到高的急劇變化，熱容量大的部位如試驗(yàn)箱內(nèi)部的壁面、試樣等容易結(jié)露。熱容量小的空氣，溫度上升比較容易。而熱容量大的如試驗(yàn)箱內(nèi)部的各個(gè)部位，溫度上升不太容易，因此造成空氣和試驗(yàn)箱內(nèi)部各個(gè)部位出現(xiàn)溫度差，容易產(chǎn)生結(jié)露。對(duì)于這種情況，降低試驗(yàn)箱內(nèi)部空氣的露點(diǎn)溫度，或者將試驗(yàn)箱內(nèi)部的空氣換成低露點(diǎn)溫度的空氣。
4. 急劇的溫度變化時(shí)，結(jié)露的對(duì)策。
在進(jìn)行溫濕度試驗(yàn)時(shí)，根據(jù)試驗(yàn)要求有溫度急劇變化的情況。在這樣的過(guò)程中熱容量大的部位容易結(jié)露。假設(shè)某溫濕度試驗(yàn)箱進(jìn)行溫度試驗(yàn)，需要在25分鐘時(shí)間內(nèi)使試驗(yàn)箱內(nèi)的溫度從71℃變化到－54℃。
試驗(yàn)條件如下：
試驗(yàn)箱的內(nèi)尺寸： W1000×H1000×D1000
試驗(yàn)箱的內(nèi)容積： 1m3
溫度范圍 ： 71℃～－54℃
溫度上升時(shí)間 ： 25分鐘
溫度下降時(shí)間 ： 25分鐘
外部空氣條件 ： 25℃、60%RH
水分量0.012kg/kg比容積0.68m3/kg
（1） 采用低露點(diǎn)空氣的必要性
當(dāng)試驗(yàn)箱內(nèi)的溫度進(jìn)行71℃～－54℃的變化，試驗(yàn)箱內(nèi)的空氣會(huì)重復(fù)發(fā)生膨脹與收縮的現(xiàn)象。其變化量與溫度成正比。
| 狀態(tài)1 | 狀態(tài)2 |
壓力 | P1＝1.03Kg/cm2abs | P2 |
容積 | V1＝1m3 | V2＝1m3 |
溫度 | T1＝71℃＝344 | T2＝－54℃＝219 |
已知1.03Kg/cm3abs＝1大氣壓
V1＝V2＝1m3
根據(jù)式PV＝RT得：
；=0.66Kg/cm2abs=502mmhg
使溫度從71℃下降到－54℃，如果沒(méi)有外界空氣的滲入，箱內(nèi)的氣壓就將減小到502mmHg。為了使試驗(yàn)箱內(nèi)經(jīng)常保持1大氣壓（1.03Kg/cm3abs），就要有外界空氣的滲入，使試驗(yàn)箱內(nèi)的氣壓從502mmHg增加到760mmHg。
因此，滲入了0.36m3 25℃60%的濕空氣，所以箱內(nèi)的水分也增加了。
ΔX＝（0.36/0.86）×0.012＝5.0×10－3Kg＝5cc
由于溫度的下降，使箱內(nèi)的水分增加了5cc。這使試驗(yàn)箱中處于0℃溫度以下的蒸發(fā)器結(jié)霜。在－54℃的運(yùn)行中，空氣中的大部分水分都在蒸發(fā)器上結(jié)了霜，箱內(nèi)空氣的濕度很小，也就是說(shuō)箱內(nèi)是干燥的。接著，試驗(yàn)箱如果作從－54℃上升到71℃的運(yùn)行，已結(jié)成霜的水分就要溶解而變成水蒸氣。因此試驗(yàn)箱內(nèi)空氣中的濕度就會(huì)上升。溫度急劇上升時(shí)，試樣與試驗(yàn)箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)材料由于熱容量不能跟隨空氣溫度的上升而一起變化。因此，由于試驗(yàn)箱內(nèi)空氣溫度及與試驗(yàn)箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫差的加大，故容易產(chǎn)生結(jié)露。
因此在防止試樣結(jié)露時(shí)，為了防止外界空氣的滲入，必須向箱內(nèi)置換低露點(diǎn)空氣。
（2） 低露點(diǎn)空氣的置換
降低內(nèi)膽空氣露點(diǎn)溫度的方法有以下幾種：
l 將內(nèi)膽空氣置換成低露點(diǎn)空氣
l 將內(nèi)膽空氣置換成低露點(diǎn)的干燥氮?dú)?/span>
（A）低露點(diǎn)空氣
可以通過(guò)超干燥空氣裝置制造低露點(diǎn)空氣。濕的壓縮空氣供給入高分子膜中空棉中，水蒸氣有選擇性地浸透、透過(guò)中空棉的外側(cè)，就得到了除去水分后的干燥空氣。干燥空氣的一部分清除到中空棉外側(cè)，透過(guò)的水蒸氣排放到大氣中，實(shí)現(xiàn)連續(xù)的透過(guò)除濕。使用壓縮空氣在高壓狀態(tài)下除濕，或返回到大氣壓，就能夠制造出露點(diǎn)非常低的空氣（－40℃、－72℃）。必須注意的事項(xiàng)是，根據(jù)「超干燥空氣裝置」的特點(diǎn)，壓縮空氣的用量必須是要使用的低露點(diǎn)空氣的2倍。例如，要制造100NL/min的低露點(diǎn)空氣，必須提供200NL/min的壓縮空氣。
制造低露點(diǎn)空氣必須使用下圖所示的回路：
圖4 制造低露點(diǎn)空氣系統(tǒng)圖
關(guān)于低露點(diǎn)空氣的供應(yīng)量，必須根據(jù)以下2點(diǎn)進(jìn)行確定：
1．為使箱內(nèi)達(dá)到低露點(diǎn)的時(shí)間
2．溫度下降過(guò)程中要防止外界空氣滲入
通常，如果是內(nèi)容積為1m3的試驗(yàn)箱，宜提供100NL/min的低露點(diǎn)空氣。
（B）低露點(diǎn)干燥氮?dú)獾闹脫Q
根據(jù)以上所述，對(duì)于內(nèi)容積為1m3的試驗(yàn)箱而言，氮?dú)獾墓?yīng)流量為100NL/min。但是，請(qǐng)注意要根據(jù)氮?dú)獾募兌仍O(shè)置露點(diǎn)溫度。
5. 結(jié)論
溫濕度試驗(yàn)箱對(duì)試樣施加的是溫度應(yīng)力和濕度應(yīng)力，因此結(jié)露、結(jié)霜是不可避免的。充分了解結(jié)露結(jié)霜的原因，采取正確的試驗(yàn)方法，是可以避免情況的發(fā)生，也就可以避免造成不必要的損失。
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