高低溫交變?cè)囼?yàn)箱濕度曲線實(shí)現(xiàn)方法

通常，“IEC標(biāo)準(zhǔn)濕度曲線"可能指的是 IEC 60068-2-30《環(huán)境試驗(yàn) 第2-30部分：試驗(yàn) 試驗(yàn)Db：交變濕熱（12h+12h循環(huán)）》 或類似的濕熱測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。其經(jīng)典曲線是24小時(shí)為一個(gè)循環(huán)，包含升溫加濕、高溫高濕、降溫和低溫高濕四個(gè)階段。

下面我將從實(shí)現(xiàn)原理、操作步驟、設(shè)備要求、關(guān)鍵注意事項(xiàng)四個(gè)方面詳細(xì)說明如何實(shí)現(xiàn)。

一、實(shí)現(xiàn)原理

高低溫交變?cè)囼?yàn)箱（又稱“溫濕度試驗(yàn)箱"）實(shí)現(xiàn)濕度控制的核心部件是：

1. 加濕系統(tǒng)：通常是鍋爐蒸汽加濕或電極加濕。將水加熱產(chǎn)生純凈蒸汽，然后注入試驗(yàn)箱內(nèi)的風(fēng)道中，通過高速氣流將水蒸氣均勻擴(kuò)散到工作室中，從而提高相對(duì)濕度。

2. 除濕系統(tǒng)：主要依靠制冷機(jī)組。當(dāng)需要降低濕度時(shí)，箱內(nèi)的制冷蒸發(fā)器會(huì)工作，其表面溫度會(huì)遠(yuǎn)低于箱內(nèi)空氣的露點(diǎn)溫度。當(dāng)濕空氣流過冰冷的蒸發(fā)器時(shí)，水分會(huì)凝結(jié)成水珠析出，并通過排水管排出箱外，從而有效降低箱內(nèi)的絕對(duì)含濕量，達(dá)到除濕的目的。

3. 控制系統(tǒng)：大腦核心。它根據(jù)您設(shè)定的溫度-濕度-時(shí)間曲線，實(shí)時(shí)采集箱內(nèi)溫濕度傳感器的數(shù)據(jù)，通過復(fù)雜的PID算法，精確控制加熱器、制冷壓縮機(jī)、加濕器和電磁閥等部件的協(xié)同工作，從而讓箱內(nèi)的實(shí)際環(huán)境緊緊地“跟隨"您設(shè)定的程序曲線。

簡(jiǎn)單來說：需要加濕就噴蒸汽，需要除濕就啟動(dòng)壓縮機(jī)制冷“結(jié)露"。

二、操作步驟（以IEC 60068-2-30的Db試驗(yàn)為例）

假設(shè)我們要運(yùn)行一個(gè)經(jīng)典的（12h+12h）循環(huán)，其標(biāo)準(zhǔn)曲線要求如下：

• 階段1（升溫加濕）：在3小時(shí)內(nèi)，溫度從25℃升至55℃（或40℃），同時(shí)濕度升至95%RH。

• 階段2（高溫高濕）：在55℃（或40℃）、95%RH條件下保持9小時(shí)。

• 階段3（降溫）：在3到6小時(shí)內(nèi)，溫度從55℃（或40℃）降至25℃，此期間濕度應(yīng)保持在85%RH以上（實(shí)際中通常設(shè)定為95%RH，因?yàn)榻禍貢r(shí)難控制，容易過沖）。

• 階段4（低溫高濕）：在25℃、95%RH條件下保持12到9小時(shí)（與降溫時(shí)間對(duì)應(yīng)，總周期24小時(shí)）。

在試驗(yàn)箱控制器上的操作流程：

1. 試驗(yàn)準(zhǔn)備：

• 確保試驗(yàn)箱儲(chǔ)水箱使用蒸餾水或去離子水，防止水垢損壞加濕器和水路。

• 將樣品正確放置在樣品架上，確保氣流暢通。

• 檢查箱內(nèi)排水口是否暢通。

2. 參數(shù)設(shè)定：

• 在控制器上選擇“程式編輯"或“程序設(shè)定"模式。

• 新建一個(gè)程序，通常需要設(shè)置多個(gè)段（Segment） 來實(shí)現(xiàn)整個(gè)循環(huán)。以上述曲線為例，可能需要設(shè)置4個(gè)段：

  段號(hào)	目標(biāo)溫度	目標(biāo)濕度	運(yùn)行時(shí)間	備注
  1	55 ℃	95 %RH	3 Hrs	斜率控制：通常設(shè)為快，或指定升溫速率
  2	55 ℃	95 %RH	9 Hrs	保溫保濕
  3	25 ℃	95 %RH	3-6 Hrs	斜率控制：此為關(guān)鍵！必須設(shè)定合適的降溫速率
  4	25 ℃	95 %RH	剩余時(shí)間	使總時(shí)間為24小時(shí)

• 設(shè)置循環(huán)次數(shù)：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求（如10次、20次等）設(shè)置整個(gè)程序的循環(huán)次數(shù)。

3. 運(yùn)行監(jiān)控：

• 啟動(dòng)程序，設(shè)備將自動(dòng)運(yùn)行。

• 密切觀察前幾個(gè)循環(huán)的實(shí)際溫濕度曲線是否緊密跟隨設(shè)定曲線。重點(diǎn)關(guān)注降溫階段（段3）的濕度控制，看是否有嚴(yán)重偏離（如濕度暴跌）。

4. 試驗(yàn)結(jié)束：

• 程序自動(dòng)結(jié)束后，設(shè)備會(huì)停止并發(fā)出提示。不要立即打開箱門，防止樣品表面產(chǎn)生凝露。通常建議待溫度恢復(fù)到室溫附近再取出樣品。

三、設(shè)備要求與選型

并非所有的高低溫箱都能實(shí)現(xiàn)這類交變濕熱曲線，選購時(shí)需特別注意：

1. 制冷能力：這是實(shí)現(xiàn)降溫階段濕度控制的關(guān)鍵。設(shè)備必須有足夠大的制冷功率，才能在高溫高濕環(huán)境下，快速將溫度降下來，同時(shí)還能有效除濕以維持高濕度（防止因降溫導(dǎo)致相對(duì)濕度飆升超過100%而結(jié)露）。壓縮機(jī)功率不足是導(dǎo)致降溫段濕度失控常見的原因。

2. 加濕能力：加濕器的功率要足夠大，能在要求的時(shí)間內(nèi)將濕度提升到95%RH。

3. 控制精度：溫濕度傳感器的精度和控制算法的優(yōu)劣直接決定曲線的符合度。選擇皓天的設(shè)備通常更有保障。

4. 水系統(tǒng)：必須使用蒸餾水或去離子水，否則會(huì)很快損壞加濕器和濕度傳感器。

四、關(guān)鍵注意事項(xiàng)與常見問題

1. 降溫段濕度控制：這是大的技術(shù)難點(diǎn)。降溫時(shí)，如果制冷除濕能力太強(qiáng)，絕對(duì)含濕量下降太快，會(huì)導(dǎo)致濕度遠(yuǎn)低于設(shè)定值（如掉到70-80%RH）；如果制冷能力太弱，降溫太慢，又會(huì)導(dǎo)致測(cè)試時(shí)間延長(zhǎng)。解決方案是：選擇制冷能力強(qiáng)的設(shè)備，并在控制器中設(shè)置合適的降溫速率（如3℃/min），讓系統(tǒng)平穩(wěn)過渡。

2. 冷凝水：在降溫階段，樣品表面可能會(huì)產(chǎn)生凝露，這是該試驗(yàn)的目的之一。但要確保冷凝水能順利從箱內(nèi)排出，不會(huì)滴落到不該滴的地方。

3. 傳感器校準(zhǔn)：溫濕度傳感器會(huì)隨時(shí)間漂移，必須定期進(jìn)行校準(zhǔn)（通常一年一次），否則測(cè)試結(jié)果無效。

4. 樣品負(fù)載：樣品的總重量和發(fā)熱量會(huì)影響箱內(nèi)的溫濕度均勻性和變化速率。標(biāo)準(zhǔn)通常要求在空載條件下校驗(yàn)設(shè)備能力。如果樣品很大或會(huì)發(fā)熱，需要評(píng)估其影響。

5. 嚴(yán)格遵守標(biāo)準(zhǔn)：不同產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的IEC標(biāo)準(zhǔn)可能對(duì)曲線有細(xì)微調(diào)整（如起始溫度、循環(huán)次數(shù)、嚴(yán)酷等級(jí)等）。在設(shè)置程序前，務(wù)必仔細(xì)閱讀您產(chǎn)品所依據(jù)的特定標(biāo)準(zhǔn)全文。

總結(jié)

實(shí)現(xiàn)IEC標(biāo)準(zhǔn)濕度曲線是一個(gè)設(shè)備能力和工程師參數(shù)設(shè)置經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的過程：

1. 擁有一臺(tái)制冷和加濕能力強(qiáng)勁的合格溫濕度交變?cè)囼?yàn)箱是基礎(chǔ)。

2. 在控制器中精確設(shè)置各階段的溫度、濕度、時(shí)間和斜率（變化速率）是核心操作。

3. 重點(diǎn)關(guān)注并優(yōu)化降溫階段的濕度控制是成敗關(guān)鍵。

4. 定期維護(hù)和設(shè)備校準(zhǔn)是保證測(cè)試長(zhǎng)期有效的前提。