恒温恒湿试验箱等环境试验设备的温度和湿度控制注意事项-贝尔试验箱

环境室内精确的温度和湿度控制是一个复杂的问题。要了解湿度控制的细微差别，必须了解精确温度控制的重要性以及相对湿度读数中“相对”的含义。

在ASHRAE 1993中发现了温度控制在相对湿度计算中的重要性的一个很好的例子：在23°C和50%RH下，在12°C露点的恒定湿度含量[真实湿度测量]下，+1°C的短期温度波动导致相对湿度读数在47%到53%之间波动。 即使腔室中的真实水分含量没有改变。

这是通过测量的空气含水量相对于任何给定温度(称为干球温度)下空气的持水能力计算相对湿度的结果。

空气越暖和，在相同体积的空间内，它可以保持的水分就越多，因此，通常，随着温度的升高，需要更多的水蒸气来提升空气的相对湿度。当空气冷却时，情况恰恰相反。由于这一事实，在85°C的干球温度下，50%的相对湿度比在10°C的干球温度下高出50%的湿度水平呈指数级增长。

在较低温度下，相对湿度测量读数受到每磅空气中只有几粒总水分含量变化的影响，而在明显较高的温度下，可能需要克水分才能改变相对湿度读数。

稳定性是湿度控制的关键

因此，在环境试验设备中精确控制湿度的关键是稳定性。稳定后，典型的环境室控制公差为 +1°C 和 +5% 相对湿度。稳定在工业中被定义为腔室内部表面和被测单元(UUT)将温度变化小于每小时2°C的点，并且外部或内部的负载没有变化(即门开口或UUT产生的变化热负荷)。

当环境测试配置文件中需要温度和/或湿度的恒定或间歇性变化引起的不稳定时，环境室控制存在挑战。这些通常被称为循环曲线，它由特定序列中的“斜坡”和“浸泡”步骤的无限可变组合组成。

恒温恒湿试验箱

斜坡步进可以在设定的时间段内以线性速率同时向上或向下改变温度，湿度或两者。浸泡步骤在设定的时间段内保持恒定的温度和湿度设定值。在复杂的循环剖面中，腔室加热、冷却、加湿和除湿系统协同工作，基本上追逐难以捉摸的不断变化的设定点。

正是在循环剖面过程中，由于有意引入不稳定性，保持典型的稳定性公差几乎是不可能的。与较短时间内的广泛变化相比，短范围和/或时间段内的设定值变化产生的不稳定性较小，这进一步影响了腔室精确控制不断变化的变量的能力。这通常会导致温度和/或湿度的短期振荡超出稳定控制容差的极限。

精确湿度控制的其他注意事项

当腔室机械系统从一种状态更改为另一种状态时，温度和湿度控制可能会进一步受到干扰。例如，斜坡步骤可能需要在高温/低湿度下运行的腔室在“x”分钟的时间内同时更改为低温/高湿度。

与人们的想法相反，“冷却”和“加湿”系统最初可能不需要运行，而是腔室控制系统简单地减少了加热和除湿输出，允许腔室进行受控漂移，该漂移遵循温度和湿度的移动设定点。

然而，在该斜坡步骤中的某个时刻，减少加热和/或除湿无法提供追逐设定值所需的响应，并且控制器通过要求小而稳定地增加冷却和加湿输出来为腔室冷却和加湿系统提供能量。在这些转换期间，温度或湿度控制中的短期振荡也很常见。

也可能存在周期性轮廓具有超过所用腔室容量的斜坡要求的情况，但这些要求通常与腔室容量有关，而不是与控制有关。

腔室能力取决于所需的轮廓

总之，超出正常稳定控制公差的短期振荡很常见，并且在周期性剖面中是预期的。必须考虑周期性剖面的范围、斜坡速率和复杂性。

除了在极少数情况下，这些短期振荡对整个测试序列的质量或合法性没有负面影响，前提是温度和湿度的最终设定值条件完全实现，并且不超过所用腔室的能力。