高性能溫濕度檢定箱的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)

摘 要： 針對我國現(xiàn)有溫濕度校準(zhǔn)裝備可靠性低、溫區(qū)較窄等難以滿足大批量溫濕度計(jì)檢定的問題，本文設(shè)計(jì)并研制了一款溫濕度檢定箱，該設(shè)備可提供穩(wěn)定且較寬溫區(qū)的溫濕度場，以完成多類型批量溫濕度計(jì)的檢定校準(zhǔn)工作。首先，對溫濕度檢定箱的原理和整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行闡述，并對關(guān)鍵部件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)；其次，基于工作腔出風(fēng)口是否添加均壓結(jié)構(gòu)進(jìn)行風(fēng)場均勻性仿真，并通過風(fēng)速不均勻度公式完成了近似計(jì)算，驗(yàn)證結(jié)構(gòu)的可行性；最后，對溫濕度檢定箱進(jìn)行了性能測試試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明：該溫濕度檢定箱性能優(yōu)越，溫度場波動(dòng)度、均勻度分別為±0.10 ℃、0.14 ℃，濕度場波動(dòng)度、均勻度分別為±0.3%RH、0.7%RH，滿足國家規(guī)程要求。

關(guān)鍵詞： 溫濕度；校準(zhǔn)箱；仿真分析；性能測試

中圖法分類號： TB942 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號： 1000-2324（2024）04-0540-08

隨著“中國制造2025”的提出，高質(zhì)量已成為工業(yè)發(fā)展的主線［1］。在電子制造、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)以及航空航天等溫濕度要求較高的領(lǐng)域中，需要溫濕度計(jì)參與環(huán)境溫濕度的精確測量，但溫濕度計(jì)在生產(chǎn)和使用中難免產(chǎn)生誤差，對其進(jìn)行檢定以確保其可靠性就變得尤為重要［2，3］。因此，研制一款具有優(yōu)良性能的溫濕度檢定箱對于溫濕度計(jì)檢定工作有重要意義。美國KAYMONT公司M2000 型濕度檢定箱是一種可替代冷鏡露點(diǎn)儀的設(shè)備，具有較高的精度，數(shù)分鐘內(nèi)即可達(dá)到平衡，短時(shí)間內(nèi)便可完成全程檢定，F(xiàn)LUKE公司的5128A型濕度發(fā)生器是一款廣泛用于校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室和工作現(xiàn)場的便攜式儀器，當(dāng)環(huán)境條件變化時(shí)，單點(diǎn)測試可能引起誤判，而5128A型的多點(diǎn)檢定可靠性大大提高［4］。國內(nèi)壽文杰等人［5］完成了對超大型高精度溫濕度檢定箱的研究，采用雙溫法工作原理，溫度控制直接通過濕空氣循環(huán)方式完成，避免了溫度波動(dòng)大的問題；倪雪飛［6］針對溫濕度檢定箱降溫后液體冷凝，導(dǎo)致觀察窗可視效果差，利用現(xiàn)有ARM11 多攝像頭驅(qū)動(dòng)技術(shù)、液晶顯示等，在圖像采集實(shí)時(shí)性和圖像清晰度上仍需改進(jìn)。國外溫濕度發(fā)生設(shè)備的研制起步早，20 世紀(jì)50 年代就已出現(xiàn)基于不同原理的溫濕度發(fā)生設(shè)備，而在此領(lǐng)域我國目前仍處于起步階段，在設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的積累方面較少［7-10］。