步入式恒溫恒濕試驗(yàn)箱:大型產(chǎn)品與批量的“氣候模擬城堡”

更新時間:2026-01-21

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在汽車整車、航空航天組件、大型通信機(jī)柜、電池包、裝備等大體積產(chǎn)品或需要大批量同步測試的領(lǐng)域,常規(guī)的桌面式或柜式環(huán)境試驗(yàn)箱已無法滿足其空間需求。步入式恒溫恒濕試驗(yàn)箱應(yīng)運(yùn)而生,它本質(zhì)上是一個可人工進(jìn)入的、可精確控制內(nèi)部氣候環(huán)境的大型實(shí)驗(yàn)艙。它模擬從酷熱、嚴(yán)寒到潮濕、干燥的廣泛溫濕度條件,為產(chǎn)品、材料或組件的可靠性驗(yàn)證、性能評估和極限測試提供了一個宏觀、可控的“人工氣候室”,被譽(yù)為大型環(huán)境試驗(yàn)的“氣候模擬城堡”。
一、核心設(shè)計(jì):一個房間級的精密環(huán)境
步入式試驗(yàn)箱與小型箱體的最大區(qū)別在于其龐大的內(nèi)部空間(通常從數(shù)立方米到數(shù)十甚至上百立方米)和可步入式的操作結(jié)構(gòu)。
1.箱體結(jié)構(gòu):
?骨架:采用高強(qiáng)度型鋼構(gòu)成堅(jiān)固框架,確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,能承載內(nèi)部負(fù)載和自身重量。
?壁板:核心是高密度、高阻燃的聚氨酯庫板,通常厚度為100mm或150mm,具備極低的導(dǎo)熱系數(shù),確保優(yōu)異的保溫性能,降低能耗。壁板表面為不銹鋼板或彩鋼板,內(nèi)壁常為不銹鋼,易于清潔。
?觀察窗與門:配備大面積雙層中空鋼化玻璃觀察窗和照明燈。門為單開或雙開,通常帶有電加熱防凝露功能和安全逃生鎖。
2.精密的氣候控制系統(tǒng):
?溫度系統(tǒng):
?加熱:采用大功率鎳鉻合金電加熱器,通常分布在風(fēng)道內(nèi)或工作室頂部,由固態(tài)繼電器(SSR)無觸點(diǎn)精確控制。
?制冷:核心是大功率壓縮機(jī)組。根據(jù)溫度范圍,采用單級、復(fù)疊式或二元復(fù)疊式壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)。蒸發(fā)器通常為翅片式盤管,安裝在強(qiáng)大的空氣循環(huán)風(fēng)道中。
?濕度系統(tǒng):
?加濕:通常采用鍋爐蒸汽加濕或電極加濕方式,產(chǎn)生潔凈蒸汽注入循環(huán)空氣中,實(shí)現(xiàn)高濕度控制。
?除濕:在低溫高濕工況下,主要依靠制冷系統(tǒng)蒸發(fā)器將空氣中的水分析出(冷凝除濕);也有采用干燥空氣置換或轉(zhuǎn)輪除濕的輔助方式。
3.氣流循環(huán)與均勻性保障:
?核心挑戰(zhàn):在大空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)溫度、濕度的均勻分布。解決方案是采用頂部/底部/側(cè)面多風(fēng)機(jī)的水平/垂直送風(fēng)系統(tǒng),配合精心設(shè)計(jì)的導(dǎo)風(fēng)板、回風(fēng)道,形成強(qiáng)大、均勻的循環(huán)氣流,確保工作空間內(nèi)各點(diǎn)溫濕度波動度極?。ㄈ?plusmn;0.5℃,±2%RH)。
4.智能控制系統(tǒng):
?采用大型觸摸屏PLC控制器,可編程控制溫度、濕度、時間,并可進(jìn)行復(fù)雜的多段程序設(shè)定,模擬溫度循環(huán)、濕熱交變、恒定濕熱等測試條件。
?配備獨(dú)立的安全保護(hù)系統(tǒng)(超溫、漏電、風(fēng)機(jī)過熱、壓縮機(jī)過載、缺水報警等)和數(shù)據(jù)記錄功能。
二、核心應(yīng)用與價值
1.大型整機(jī)/總成的綜合環(huán)境測試:測試汽車整車、飛機(jī)航電設(shè)備、大型服務(wù)器機(jī)柜、儲能電池系統(tǒng)、戶外通信基站等在儲存、運(yùn)輸、使用中可能遇到的各種溫濕度環(huán)境下的功能和性能。
2.大批量產(chǎn)品可靠性試驗(yàn):可同時放入數(shù)十、上百個中小型產(chǎn)品(如電子產(chǎn)品、元器件、材料樣品),進(jìn)行高溫老化、溫濕度循環(huán)、恒溫恒濕等批量測試。
3.滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn):執(zhí)行GJB150、MIL-STD-810、IEC60068-2等標(biāo)準(zhǔn)中對大型設(shè)備的溫濕度試驗(yàn)要求。
4.工藝研究:用于特殊材料(如復(fù)合材料、涂層)的固化、干燥工藝研究,或特殊產(chǎn)品的儲存條件驗(yàn)證。
三、選型與特殊考量
1.尺寸:需根據(jù)最大被測物尺寸,并預(yù)留足夠的空氣循環(huán)空間來確定。
2.負(fù)載與熱耗散:被測物自身如有發(fā)熱(如通電工作的電池包、服務(wù)器),需明確其發(fā)熱功率,以便試驗(yàn)箱有足夠的制冷能力來抵消這部分熱量,維持設(shè)定溫度。
3.觀察與布線:需考慮觀察、監(jiān)控、電源線/信號線穿過箱壁的接口(測試引線孔)需求。
4.安裝條件:對場地承重、電源(大功率,通常三相)、供水(加濕)、排水(除濕水、溢流水)有明確要求。
步入式恒溫恒濕試驗(yàn)箱,是將環(huán)境模擬技術(shù)從“桌面實(shí)驗(yàn)”推向“工程應(yīng)用”和“批量驗(yàn)證”的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。它以建筑級的規(guī)模和工業(yè)級的精密控制,構(gòu)建了一個獨(dú)立于外界氣候的、參數(shù)可任意設(shè)定的“微觀世界”。在其封閉的、受控的龐大空間內(nèi),現(xiàn)代工業(yè)的大型、高價值產(chǎn)品經(jīng)受著嚴(yán)酷的環(huán)境“洗禮”,以驗(yàn)證其設(shè)計(jì)的魯棒性和質(zhì)量的可靠性。