高温恒湿环境试验箱全面介绍

一、 什么是高温恒湿环境试验箱？

高温恒湿环境试验箱，也称为“恒温恒湿试验箱"或“温湿度试验箱"，是一种模拟自然界中高温、高湿或高温高湿相结合环境的实验设备。它主要用于测试产品、材料在特定的温度、湿度条件下，其性能、可靠性及耐受性的专用仪器。

简单来说，它是一个可以精确控制内部温度和湿度的“人工气候室"。

二、 主要工作原理

其工作原理基于一个闭环控制系统，通过加热、加湿、制冷、除湿等操作，使箱内环境达到并稳定在用户设定的温湿度条件。

1. 加热系统：通常采用镍铬合金电加热丝作为加热元件，通过空气循环系统将热量均匀散布到箱内。

2. 加湿系统：一般采用锅炉加湿或浅水盘蒸发式加湿。通过将水加热产生蒸汽，并将蒸汽送入箱内，从而增加湿度。

3. 制冷系统：是试验箱的核心技术之一。通常采用机械制冷（压缩机制冷），包含压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器等四大部件。通过制冷剂的循环，吸收箱内的热量，达到降温的目的。对于低温要求不高的机型，也可能采用半导体制冷等方式。

4. 除湿系统：主要依靠制冷系统完成。当需要除湿时，制冷系统启动，使箱内空气中的水蒸气在蒸发器表面冷凝成水，排出箱外，从而降低湿度。

控制系统（通常是PLC或微电脑控制器）会实时监测箱内的温湿度传感器数据，并与设定值进行比较，通过PID等算法自动调节加热器、加湿器、压缩机的功率，实现精确和稳定的控制。

三、 核心组成部分

一台标准的高温恒湿试验箱通常由以下几大部分构成：

• 箱体结构：内外箱通常采用 SUS304 不锈钢板，中间填充高强度保温材料（如聚氨酯泡沫或超细玻璃棉），以确保良好的保温效果。

• 温湿度控制系统：

• 控制器：触摸屏或数显式，用户可通过它设定程序（如升温、降温、加湿、除湿的速率和保持时间）。

• 传感器：铂电阻（PT100）或热电偶用于测温，高分子薄膜电容式传感器用于测湿。

• 空气循环系统：采用多翼式离心风机和风道设计，强制使箱内空气流动，确保工作室内温湿度的均匀性和稳定性。

• 制冷系统：核心部件，通常采用法国泰康、德国比泽尔等品牌的压缩机，确保制冷效率和可靠性。

• 加湿/给水系统：包括水箱、水泵、加热装置等。

• 安全保护系统：为确保设备和测试样品安全，通常配备多重保护，如：

• 超温保护器

• 漏电/短路保护

• 缺水保护（防止干烧）

• 压缩机过载/过热/超压保护

• 样品电源保护

四、 主要技术参数

在选择设备时，需要关注以下关键参数：

• 温度范围：例如 -70℃ ~ +150℃（高温恒湿箱通常从常温开始，如 0℃ 或 20℃ 起，但很多标准机型也涵盖低温范围）。

• 湿度范围：通常是 20% ~ 98% RH（注意，湿度范围与温度点相关，例如在低温下很难实现高湿度）。

• 控制精度：

• 温度波动度：通常为 ±0.5℃

• 湿度波动度：通常为 ±2.5% RH

• 均匀度：

• 温度均匀度：通常为 ±2℃

• 湿度均匀度：通常为 ±3% RH

• 升降温速率：通常为 1~3℃/min（线性或非线性，快速温变箱可达 5~15℃/min 或更高）。

五、 主要应用领域

高温恒湿试验箱的应用极其广泛，几乎涵盖所有工业领域：

1. 电子电工：测试手机、电脑、芯片、PCB板、家电等在高温高湿环境下是否会出现故障、老化、金属氧化等现象。

2. 汽车行业：测试汽车零部件（如灯组、仪表盘、传感器、电池等）的耐候性和可靠性。

3. 航空航天：模拟高空或特定飞行环境，检验仪器设备的性能。

4. 科研院校：用于材料科学、生物、医药等领域的实验研究。

5. 塑料橡胶：测试材料的热老化、龟裂、变形等。

6. 食品行业：测试食品包装材料的保鲜、耐压、防腐性能。

7. 建筑材料：测试涂料、粘合剂、密封胶等在潮湿环境下的性能。

六、 如何选择合适的试验箱？

在选择时，应考虑以下几点：

1. 测试需求：明确测试标准（如国标、ISO、ASTM等）要求的温湿度范围、精度和变化速率。

2. 工作室尺寸：根据测试样品的大小和数量，选择合适的内箱容积（规则是样品体积不超过工作室容积的1/3）。

3. 控制器性能：是否需要编程功能？操作界面是否友好？能否连接电脑记录数据？

4. 品牌与质量：选择信誉良好的制造商，关注核心部件（如压缩机、控制器）的品牌。

5. 售后服务：设备的安装、调试、培训和后续维护服务至关重要。

总结：高温恒湿环境试验箱是现代工业生产和科学研究中的关键设备，它通过模拟严苛环境，帮助企业和研发机构提前发现产品缺陷、提升产品质量和可靠性，从而降低市场风险，增强竞争力。