步入式恒溫恒濕試驗箱: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)境試驗箱已無法滿足其空間需求。步入式恒溫恒濕試驗箱應(yīng)運而生,它本質(zhì)上是一個可人工進入的、可精確控制內(nèi)部氣候環(huán)境的大型實驗艙。它模擬從酷熱、嚴寒到潮濕、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”,被譽為大型環(huán)境試驗的“氣候模擬城堡”。
一、核心設(shè)計:一個房間級的精密環(huán)境
步入式試驗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:采用高強度型鋼構(gòu)成堅固框架,確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,能承載內(nèi)部負載和自身重量。
?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,通常分布在風道內(nèi)或工作室頂部,由固態(tài)繼電器(SSR)無觸點精確控制。
?制冷:核心是大功率壓縮機組。根據(jù)溫度范圍,采用單級、復(fù)疊式或二元復(fù)疊式壓縮機制冷系統(tǒng)。蒸發(fā)器通常為翅片式盤管,安裝在強大的空氣循環(huán)風道中。
?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)面多風機的水平/垂直送風系統(tǒng),配合精心設(shè)計的導(dǎo)風板、回風道,形成強大、均勻的循環(huán)氣流,確保工作空間內(nèi)各點溫濕度波動度極小(如±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。
?配備獨立的安全保護系統(tǒng)(超溫、漏電、風機過熱、壓縮機過載、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/總成的綜合環(huán)境測試:測試汽車整車、飛機航電設(shè)備、大型服務(wù)器機柜、儲能電池系統(tǒng)、戶外通信基站等在儲存、運輸、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: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)標準:執(zhí)行GJB150、MIL-STD-810、IEC60068-2等標準中對大型設(shè)備的溫濕度試驗要求。
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箱,是將環(huán)境模擬技術(shù)從“桌面實驗”推向“工程應(yīng)用”和“批量驗證”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)受著嚴酷的環(huán)境“洗禮”,以驗證其設(shè)計的魯棒性和質(zhì)量的可靠性。