在環(huán)境可靠性測試領域，恒溫恒濕試驗箱的溫濕度場均勻性是決定試驗數(shù)據(jù)準確性與重復性的核心技術指標。當溫濕度分布范圍出現(xiàn)顯著不均勻現(xiàn)象時，將直接導致測試樣品承受的環(huán)境應力不一致，進而引發(fā)試驗結(jié)果偏差，甚至造成對產(chǎn)品質(zhì)量的誤判。為從根本上解決該問題，必須系統(tǒng)性地梳理并分析導致溫濕度分布不均的關鍵影響因素。
一、箱體密封性能的缺陷
試驗箱圍護結(jié)構及箱門密封系統(tǒng)的完整性是維持內(nèi)部環(huán)境穩(wěn)定的首要前提。若采用非標準規(guī)格的密封膠條，或密封材料因老化、變形而失效，將導致箱體接縫處出現(xiàn)微滲漏通道，箱門閉合時亦無法形成有效氣密。此類密封缺陷會使外部空氣滲透進入工作腔室，干擾內(nèi)部溫濕度場的動態(tài)平衡。尤其在低溫或低濕工況下，外界濕熱空氣的侵入將造成局部結(jié)露或溫升，嚴重破壞環(huán)境參數(shù)的空間一致性，使箱內(nèi)各監(jiān)測點數(shù)據(jù)離散度增大，無法滿足相關試驗標準對溫濕度均勻性的嚴苛要求。
二、圍護結(jié)構傳熱的不均勻性
設備運行時，箱體六面?zhèn)缺冢ㄉ稀⑾隆⒆蟆⒂摇⑶啊⒑螅┮虿牧虾穸取⒈貙犹畛涿芏燃爸谓Y(jié)構差異，其綜合導熱系數(shù)必然存在非均質(zhì)特性。此外，箱壁預留的電氣走線孔、傳感器檢驗孔、測試樣品引出線孔等必要開口，會形成局部熱橋效應，導致該區(qū)域散熱速率或?qū)嵬匡@著高于其他部位。這種非均勻熱傳遞現(xiàn)象將直接改變箱壁內(nèi)表面溫度分布，進而影響壁面對空氣的輻射傳熱強度與對流換熱效率，最終造成工作空間內(nèi)不同位置的氣流溫度梯度差異，削弱整體溫場的均勻度。
三、內(nèi)部結(jié)構布局的不對稱性
從設計源頭分析，設備內(nèi)部結(jié)構的整體規(guī)劃與區(qū)域劃分往往難以實現(xiàn)完全對稱布局。這種結(jié)構上的非對稱性不可避免地將導致內(nèi)部環(huán)境溫度均勻性產(chǎn)生系統(tǒng)性偏差。該問題主要體現(xiàn)在鈑金工程設計及系統(tǒng)集成層面，例如：空氣循環(huán)通風管道的截面形狀設計、加熱元件的功率密度分布與空間朝向、制冷蒸發(fā)器的安裝位置，以及循環(huán)離心風機的額定功率選型與轉(zhuǎn)速控制策略等關鍵技術參數(shù)。上述要素若配置不當，將直接擾動內(nèi)部氣流組織的流動軌跡，形成渦流、滯流或短路循環(huán)區(qū)域，使得熱濕交換過程無法在空間上均衡展開，最終表現(xiàn)為溫度濕度場的不均勻分布。
四、試驗樣品熱負荷的干擾效應
當試驗箱內(nèi)置放的樣品自身具有產(chǎn)熱特性時，其作為額外熱源將顯著干擾內(nèi)部空氣的自然對流或強制對流過程。典型案例如LED光電產(chǎn)品、電源模塊或動力電池等在通電狀態(tài)下持續(xù)釋放熱量，轉(zhuǎn)變?yōu)椴豢珊鲆暤膭討B(tài)熱負荷。此類內(nèi)熱源的存在會改變局部空氣密度梯度，驅(qū)動熱氣流向上聚集，而冷氣流下沉，從而在樣品周邊形成顯著的溫度分層現(xiàn)象。尤其在高溫高濕測試階段，樣品發(fā)熱與箱體加熱系統(tǒng)疊加作用，對溫度均勻性的負面影響更為突出，可能導致熱點區(qū)域超出允許偏差范圍。
五、樣品體積與擺放方式的不合理性
若試品外形尺寸過大，或其裝載方式未遵循規(guī)范要求，將直接阻礙箱內(nèi)空氣循環(huán)通道的暢通性。例如，將試樣緊貼工作室壁面或遮擋主循環(huán)風道出口，會嚴重削弱送風氣流的穿透能力，導致氣流分布路徑受阻，部分區(qū)域形成空氣死區(qū)。根據(jù)流體動力學原理，空氣流速降低將削弱對流傳熱效率，使得該區(qū)域溫度響應滯后，與其他區(qū)域產(chǎn)生顯著溫差。因此，樣品的擺放位置應嚴格遵循設備使用手冊規(guī)定，確保與箱壁保持適當距離，不得干擾氣流組織的預設循環(huán)模式，否則環(huán)境溫度的均勻性指標將受到大幅影響。
六、內(nèi)部結(jié)構差異引發(fā)的溫度分層
設備內(nèi)部構造的差異化特征，包括擱板層數(shù)、樣品架開孔率、照明裝置布局等，均會對局部氣流組織產(chǎn)生擾動效應，進而誘發(fā)溫度場分布不均。例如，多層擱板結(jié)構若開孔率不足，會逐層衰減氣流速度，導致下層區(qū)域溫度偏低、上層偏高。這種內(nèi)部結(jié)構引起的熱力學不均衡，將直接反映在實時運行數(shù)據(jù)中，使整體環(huán)境溫度均勻性產(chǎn)生偏離。因此，在設備設計階段需通過計算流體力學（CFD）仿真優(yōu)化內(nèi)部結(jié)構，盡可能降低結(jié)構阻力對溫濕度場的負面影響。
恒溫恒濕試驗箱溫濕度分布均勻性受多重因素耦合影響，涵蓋密封技術、熱工設計、結(jié)構優(yōu)化及操作規(guī)范等層面。深刻理解上述致因機理，有助于用戶在設備選型階段嚴格評估制造商的技術方案，并在使用過程中規(guī)范操作流程，從而系統(tǒng)性提升測試結(jié)果的準確性，為產(chǎn)品質(zhì)量持續(xù)改進與生產(chǎn)效率優(yōu)化提供堅實的技術保障。
|
