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0引言
GJB150A[1]是一個(gè)包含有27個(gè)試驗(yàn)方法的環(huán)境試驗(yàn)系列標(biāo)準(zhǔn),如氣候試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、生物和化學(xué)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和綜合環(huán)境試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)等。這些試驗(yàn)方法所用的試驗(yàn)設(shè)備產(chǎn)生模擬或加速應(yīng)力環(huán)境的途徑多種多樣,有的是用固體直接傳遞,如振動(dòng)沖擊、加速度和結(jié)冰、凍雨試驗(yàn);有的是用液體作為介質(zhì)傳遞或產(chǎn)生,如淋雨、浸漬、流體污染試驗(yàn);有的則是靠生物和化學(xué)直接、間接作用,如霉菌、鹽霧酸性大氣試驗(yàn);有的是靠光聲物理作用,如噪聲試驗(yàn)和太陽(yáng)輻射試驗(yàn);有的是以空氣作為介質(zhì),如溫度試驗(yàn)。還有些試驗(yàn)是靠多種途徑同時(shí)作用,如太陽(yáng)輻射試驗(yàn)依靠光和空氣(作用);濕熱試驗(yàn)依靠水汽和空氣;沙塵試驗(yàn)依靠沙和空氣等??梢哉f有相當(dāng)部分的氣候試驗(yàn)方法中環(huán)境試驗(yàn)條件的實(shí)現(xiàn)與空氣流動(dòng)(即風(fēng)速)有密切關(guān)系,空氣作為一種介質(zhì)既可以起到傳遞熱量的作用,也可以作為一種載體攜帶沙、塵、雨滴運(yùn)動(dòng)。因而,風(fēng)速在一些氣候試驗(yàn)方法中成為一個(gè)試驗(yàn)條件或保證試驗(yàn)溫度科學(xué)合理的重要因素,這些氣候試驗(yàn)方法中均對(duì)其作出了一些定性或定量的規(guī)定,本文對(duì)這些規(guī)定進(jìn)行分析和討論。
1典型標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)風(fēng)速的要求
1.1GJB150A中的風(fēng)速要求
GJB150A中的3個(gè)溫度試驗(yàn)、太陽(yáng)輻射試驗(yàn)、濕熱試驗(yàn)、沙塵試驗(yàn)、霉菌試驗(yàn)等均對(duì)試驗(yàn)箱中的風(fēng)速作了明確的規(guī)定,如表1所示。
1.2GB/T2423[2]中的風(fēng)速要求
1.2.1溫度試驗(yàn)中的風(fēng)速要求1)一般規(guī)定眾所周知,GJB150系列標(biāo)準(zhǔn)對(duì)標(biāo)于美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)體系,GB/T2423系列標(biāo)準(zhǔn)則對(duì)標(biāo)于歐洲IEC標(biāo)準(zhǔn)體系,兩者制定環(huán)境試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)的思路有一定的差別。就試驗(yàn)方法中的風(fēng)速要求而言,GJB150[3]的溫度試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中定量規(guī)定了試驗(yàn)箱中的風(fēng)速;而GB/T2423的高、低溫試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)則是作一個(gè)定性規(guī)定,如下所述:①試驗(yàn)箱(室)工作空間內(nèi),為能保持本標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的溫度條件及容差值,可以用強(qiáng)迫空氣循環(huán)來保持溫度均勻。②在無強(qiáng)迫空氣循環(huán)試驗(yàn)情況下,試驗(yàn)箱(室)與試驗(yàn)樣品大小及其散熱總量比較起來應(yīng)足夠大,要大到可以模擬“自由空氣條件的影響”。③用強(qiáng)迫空氣循環(huán)的試驗(yàn)箱(室)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),風(fēng)速要盡可能低。2)自由空氣條件①GB/T2423的定義無限大空間內(nèi)的條件,在該空間內(nèi),空氣的運(yùn)動(dòng)只受散熱試驗(yàn)樣品本身的影響,試驗(yàn)樣品輻射的能量由周圍空氣全部吸收。②GB/T2423.2附錄A中規(guī)定的滿足“自由空氣條件”的條件試驗(yàn)樣品體積等于或小于1dm3的情況下,功率散耗等于或小于50W時(shí),任何試驗(yàn)樣品表面與箱壁之間的最小距離不小于10cm;功率散耗大于50W而不超過100W時(shí),任何試驗(yàn)樣品表面與箱壁之間的最小距離不小于20cm。試驗(yàn)樣品體積大于1dm3的情況下,任何試驗(yàn)樣品表面與箱壁之間的最小距離為10cm,或者當(dāng)其單位表面面積的散熱量大于GB/T2423.2附錄A圖1中10cm對(duì)應(yīng)的散熱量時(shí)的更大的距離。試驗(yàn)箱與試驗(yàn)樣品的體積比不小于5:1。試驗(yàn)樣品應(yīng)盡可能地放置在試驗(yàn)箱(室)的中心,使得試驗(yàn)樣品任何部分與箱壁之間有足夠大的空間。3)試驗(yàn)方法中的考慮①非散熱樣品非散熱試驗(yàn)樣品(帶負(fù)載工作時(shí),表面溫度與周圍空氣溫度的差值不超過5℃的試驗(yàn)樣品)的試驗(yàn)均可在能進(jìn)行空氣循環(huán)的試驗(yàn)箱中進(jìn)行,其空氣循環(huán)的目的僅是使試驗(yàn)箱提供規(guī)定的溫度條件且其容差滿足規(guī)定要求。②散熱樣品對(duì)于散熱試驗(yàn)樣品,考慮到空氣循環(huán)時(shí)風(fēng)速對(duì)散熱樣品有較大的影響,專門規(guī)定了一套試驗(yàn)方法,其流程如圖1所示。從圖1可知,該方法首先是要在常溫下測(cè)量試驗(yàn)樣品,負(fù)載工作時(shí)達(dá)到溫度穩(wěn)定后,可以同時(shí)測(cè)量其表面若干點(diǎn)的溫度,并找出表面溫度相對(duì)環(huán)境空氣溫度最大的溫升值。而后開動(dòng)試驗(yàn)箱的氣流循環(huán)系統(tǒng)、加上負(fù)載,使試驗(yàn)樣品再次工作并達(dá)到溫度穩(wěn)定,再次測(cè)量上面各測(cè)點(diǎn)溫度得到相對(duì)于環(huán)境空氣溫度最大的溫升值,并將其與上一步不通風(fēng)時(shí)測(cè)得的最大溫升值進(jìn)行比較。顯然,由于空氣流動(dòng)帶走熱量,開啟氣流循環(huán)系統(tǒng)后達(dá)到溫度穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的溫升必然要小于無氣流循環(huán)時(shí)的溫升,如果這兩個(gè)溫升差值小于3K(低溫)/5K(高溫),表明氣流對(duì)于熱效應(yīng)的影響不大或在允許范圍內(nèi),則不必調(diào)節(jié)試驗(yàn)箱循環(huán)氣流的風(fēng)速,直接用此試驗(yàn)箱進(jìn)入后面的試驗(yàn)步驟,即施加環(huán)境溫度、待溫度穩(wěn)定后進(jìn)行中間檢測(cè)和恢復(fù)到常溫后進(jìn)行最終檢測(cè)。如果通風(fēng)后使溫升值的減小量達(dá)到或超過規(guī)定值,如大于低溫試驗(yàn)規(guī)定的3K、高溫試驗(yàn)規(guī)定的5K或者其他允許限值,則表明循環(huán)氣流的風(fēng)速太大,應(yīng)降低風(fēng)速使其表面溫升量增加。若風(fēng)速調(diào)整能達(dá)到規(guī)范要求,則可用以該風(fēng)速進(jìn)行氣流循環(huán)的試驗(yàn)箱完成后續(xù)步驟的試驗(yàn);如果仍不能達(dá)到規(guī)范要求,則要按照能確保受試產(chǎn)品試驗(yàn)時(shí)的表面溫升與使用狀態(tài)表面溫升相同的試驗(yàn)方法B進(jìn)行試驗(yàn)(有關(guān)方法B可參見GB2423/T.1/2中的相應(yīng)條款和附錄)。
1.2.2其他試驗(yàn)中的風(fēng)速要求GB/T2423中其他相關(guān)試驗(yàn)中的風(fēng)速規(guī)定如表2所示。
2風(fēng)速要求分析
2.1GJB150A中規(guī)定的風(fēng)速要求分析
1)溫度試驗(yàn)GJB150A中的高溫、低溫和溫度沖擊試驗(yàn)明確規(guī)定,試件(試驗(yàn)樣品)附近的風(fēng)速不超過1.7m/s,其目的是防止在試件中產(chǎn)生與實(shí)際不符合的熱傳遞。風(fēng)速越大,單位時(shí)間內(nèi)氣流從試件表面帶走的熱量越多,表面溫度降低得越多,往往與實(shí)際情況不符,使試驗(yàn)結(jié)果失真。若知道實(shí)際環(huán)境的風(fēng)速,應(yīng)優(yōu)先使用。而大多數(shù)情況下是無法知道實(shí)際環(huán)境的風(fēng)速的,因此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定一個(gè)統(tǒng)一的風(fēng)速,有利于確保試驗(yàn)結(jié)果的可比性和重現(xiàn)性,這是一個(gè)工程處理方法。需要說明的是,最好的方法是在沒有風(fēng)速的環(huán)境下,即GB/T2423中所述的“自由空氣條件”中進(jìn)行試驗(yàn)。但實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)需要試驗(yàn)箱的容積很大,往往是不實(shí)際的,而且用試驗(yàn)箱的加熱或制冷系統(tǒng)施加溫度應(yīng)力時(shí),為保證熱量快速傳遞和在試驗(yàn)箱內(nèi)各處溫度盡量一致,并在規(guī)定的溫度容差范圍,必須依靠氣流循環(huán)運(yùn)動(dòng)。即便如此,由于存在空氣流動(dòng)死角及試驗(yàn)箱本身的傳熱作用,不可能使試驗(yàn)箱內(nèi)各處的溫度完全一致,靠近試驗(yàn)箱箱壁附近的空間往往達(dá)不到容差范圍。因此溫度試驗(yàn)方法中往往規(guī)定一個(gè)有效容積,在此容積外即靠近試驗(yàn)箱壁一定范圍(如10cm)內(nèi)不能放置試件。2)太陽(yáng)輻射試驗(yàn)從表1可以看出,太陽(yáng)輻射試驗(yàn)條件中也有溫度的要求,因而同樣存在風(fēng)速對(duì)試驗(yàn)樣品表面產(chǎn)生熱效應(yīng)影響的問題;但太陽(yáng)輻射本身也引起產(chǎn)品的升溫,而風(fēng)速則是影響太陽(yáng)輻射引起產(chǎn)品升溫的關(guān)健。GJB150.7A和GB/T中均指出,1m/s的風(fēng)速就能導(dǎo)致產(chǎn)品表面溫升減少20%。當(dāng)然,試件的升溫還與產(chǎn)品表面的顏色和粗糙度等影響其對(duì)陽(yáng)光反射率的因素密切相關(guān)。因此這一試驗(yàn)中要求試件附近的風(fēng)速盡可能小,通常保持在0.25~1.5m/s。最好在試驗(yàn)前了解或測(cè)定試件在自然環(huán)境條件下的最高響應(yīng)溫度,根據(jù)這一響應(yīng)溫度來控制或調(diào)節(jié)風(fēng)速。3)濕熱試驗(yàn)濕熱試驗(yàn)對(duì)風(fēng)速的規(guī)定與溫度試驗(yàn)大致相同,但是增加了一個(gè)“風(fēng)速下限0.5m/s”。0.5m/s這一較大的風(fēng)速或許是有利于保證密度比干空氣大的濕空氣更好地運(yùn)動(dòng)和更快速地達(dá)到均勻分布。濕熱試驗(yàn)中明確規(guī)定,流過濕球傳感器的風(fēng)速不低于4.6m/s,并避免受風(fēng)扇熱量的影響,這一要求并不是指確保濕熱箱中空氣溫、濕度均勻的循環(huán)氣流的風(fēng)速,而是指干濕球溫度計(jì)附近的局部風(fēng)速,目的是保證干濕球測(cè)濕法中干濕表系數(shù)(A值)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。眾所周知,當(dāng)流過干濕球附近的風(fēng)速大于2.5m/s以后,A值接近于一個(gè)常量,從而使計(jì)算得到的相對(duì)濕度值更接近正確和具有可比性。4.6m/s的風(fēng)速當(dāng)然能夠滿足這一要求,有關(guān)干濕表系數(shù)與風(fēng)速的關(guān)系詳見參考文獻(xiàn)[5]。4)霉菌試驗(yàn)霉菌試驗(yàn)對(duì)風(fēng)速的要求與濕熱試驗(yàn)一樣。由于擔(dān)心試驗(yàn)箱內(nèi)過大的風(fēng)速會(huì)吹走噴灑在試件(試片)表面的菌種,從而影響霉菌生長(zhǎng),使試驗(yàn)結(jié)果失真。中國(guó)航空綜合技術(shù)研究所曾就風(fēng)速對(duì)長(zhǎng)霉程度的影響進(jìn)行過試驗(yàn)研究,結(jié)論是幾乎沒有影響。因此規(guī)定不大于1.7m/s的風(fēng)速是合理的。5)沙塵和淋雨試驗(yàn)從表1看出,沙塵試驗(yàn)對(duì)風(fēng)速作出了與溫度、濕度和霉菌試驗(yàn)不同的規(guī)定,吹沙、吹塵和降塵3種試驗(yàn)有不同的風(fēng)速要求,這是因?yàn)樵谏硥m試驗(yàn)中,風(fēng)作為沙和塵的載體帶動(dòng)沙塵運(yùn)動(dòng),以模擬自然環(huán)境中的沙塵流動(dòng)速度或沉降速度。風(fēng)速不僅使試件暴露于沙和塵的環(huán)境中,而且還使沙塵以一定速度沖撞試件表面,從而加強(qiáng)沙塵的滲透、機(jī)械撞擊和切割作用。因此這一試驗(yàn)中的風(fēng)速已經(jīng)成為主要的試驗(yàn)條件,而不僅僅是對(duì)溫度的影響因素。淋雨試驗(yàn)中的水平風(fēng)速也是一個(gè)試驗(yàn)條件。
2.2GB/T2423.1/2中規(guī)定的風(fēng)速要求分析
2.2.1溫度試驗(yàn)
1)高、低溫試驗(yàn)從上述內(nèi)容可以看出,GB/T2423.1/2標(biāo)準(zhǔn)中用另一種方式來實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)中防止風(fēng)速降低熱效應(yīng)的影響,GB/T2423標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)定試驗(yàn)箱風(fēng)速的具體數(shù)值,而是將試件分為散熱試驗(yàn)樣品和不散熱試驗(yàn)樣品2種類型。對(duì)于不散熱試驗(yàn)樣品,從試驗(yàn)樣品體積與試驗(yàn)箱的容積比和試驗(yàn)樣品距箱壁最近距離方面作出規(guī)定,以滿足“自由空氣條件”,也允許用適當(dāng)?shù)难h(huán)氣流來保證試驗(yàn)箱內(nèi)溫度條件和容差滿足規(guī)定要求,但未規(guī)定風(fēng)速的具體數(shù)值,只是要求盡可能小。對(duì)于散熱試驗(yàn)樣品,先對(duì)試驗(yàn)箱的有/無循環(huán)氣流時(shí)產(chǎn)品表面最高溫升值進(jìn)行測(cè)量和比較,再按照循環(huán)氣流對(duì)產(chǎn)品表面最高溫升值下降的影響分3種情況區(qū)別對(duì)待。當(dāng)產(chǎn)品表面溫升下降在較小的范圍(如低溫3K或高溫5K)內(nèi),則直接使用該試驗(yàn)箱進(jìn)行試驗(yàn);當(dāng)溫升下降超過規(guī)定值(如低溫3K或高溫5K),則設(shè)法調(diào)節(jié)試驗(yàn)箱風(fēng)速,使其符合要求后按照調(diào)整后的風(fēng)速使用該試驗(yàn)箱進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn);若無法通過調(diào)節(jié)試驗(yàn)箱的風(fēng)速使產(chǎn)品表面溫升下降值滿足規(guī)定值時(shí),則須改用能確保試件表面溫升與實(shí)際使用中表面溫升一致的方法B進(jìn)行試驗(yàn)。GB/T2423的這些方法比GJB150.3A/4A/5A中的規(guī)定似乎更合理,但是由于事先要進(jìn)行一系列測(cè)量和調(diào)整,試驗(yàn)工作量大、可操作性很差,因此目前很少有單位按此方法進(jìn)行試驗(yàn)。2)溫度變化試驗(yàn)GB/T2423.22溫度變化試驗(yàn)實(shí)際上包括溫度沖擊試驗(yàn)和溫度變化試驗(yàn)兩種類型。GB/T2423.22Na是規(guī)定轉(zhuǎn)換時(shí)間的快速變化試驗(yàn),實(shí)際上與GJB150.5A一樣,同屬溫度沖擊試驗(yàn),只是其溫度條件選用方法和轉(zhuǎn)換時(shí)間等參數(shù)不同。要說明的是,GB/T2423.22Na和Nb均規(guī)定箱內(nèi)空氣流速不小于2m/s,意味著風(fēng)速必須在2m/s以上,這一要求正好與GJB150.5A的規(guī)定相反,也違背了GB/T2423.1/3溫度試驗(yàn)不用大風(fēng)速的原則。風(fēng)速不小于2m/s這一原則只適用于環(huán)境應(yīng)力篩選箱和可靠性試驗(yàn)用的快速溫度變化箱,不適用于必須考慮風(fēng)速對(duì)熱傳遞影響的環(huán)境試驗(yàn)中的快速溫度變化試驗(yàn)。
2.2.2其他相關(guān)試驗(yàn)
1)濕熱試驗(yàn)濕熱試驗(yàn)包括恒定濕熱試驗(yàn)和交變濕熱試驗(yàn)。這兩類試驗(yàn)均未對(duì)干濕球溫度計(jì)附近的風(fēng)速作出明確規(guī)定,但這兩個(gè)風(fēng)速是必須考慮的因素。2)霉菌試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中將風(fēng)速規(guī)定為1m/s,而不是GJB150.10A中規(guī)定的0.5~1.7m/s,對(duì)干濕球溫度計(jì)附近的風(fēng)速也沒有作出規(guī)定。風(fēng)速規(guī)定不是一個(gè)范圍,而是定值1m/s且沒有容差,這是不實(shí)際的,對(duì)干濕球附近的風(fēng)速不作規(guī)定同樣是不恰當(dāng)?shù)摹?)太陽(yáng)輻射試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中未規(guī)定風(fēng)速,只是定性要求可以控制和監(jiān)測(cè)風(fēng)速,而且風(fēng)速要盡可能小。這樣的規(guī)定顯得過于原則,不具有實(shí)際指導(dǎo)意義。但標(biāo)準(zhǔn)中提出可通過加熱或冷卻試驗(yàn)箱箱壁的辦法來避免采用高風(fēng)速,這類做法有一定的道理,但必須注意箱壁輻射傳熱是造成試驗(yàn)樣品各部分加熱/冷卻不均勻的重要因素,因此需要權(quán)衡各方面因素確定實(shí)際應(yīng)采用的試驗(yàn)方法。4)沙塵試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中推薦了一組風(fēng)速,以便根據(jù)具體情況選用(與GJB150.12A一樣,風(fēng)速也是試驗(yàn)條件),但GJB150.12A中則對(duì)風(fēng)速作了明確規(guī)定,不是根據(jù)具體情況選用。
3標(biāo)準(zhǔn)理解和實(shí)施中存在的問題
上述介紹和分析表明,各個(gè)涉及風(fēng)速的試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)對(duì)風(fēng)速作出的定性或定量的規(guī)定有3種不同目的:第一是為了減少風(fēng)速引起的產(chǎn)品表面溫度下降,盡量避免產(chǎn)生與實(shí)際使用中不相同的熱傳遞;第二是為了確保干濕度溫度計(jì)測(cè)量法所得結(jié)果的正確性;第三是為了產(chǎn)生模擬實(shí)際使用中可能遇到的風(fēng)強(qiáng)度,產(chǎn)生所需速度的沙塵、淋雨等環(huán)境條件。理解這些要求的目的和原理,是正確貫徹實(shí)施相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ),在實(shí)際應(yīng)用中,若不能全面、正確地理解和執(zhí)行,就會(huì)采取一些不適當(dāng)做法,主要如下所述。
3.1不用專門的溫度試驗(yàn)箱進(jìn)行溫度試驗(yàn)1)用干燥箱進(jìn)行溫度試驗(yàn)眾所周知,干燥箱的主要用途是在生產(chǎn)車間中用來烘干小型物品,如電焊條等,不是用于進(jìn)行溫度試驗(yàn)的,一般不按照溫度試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)試驗(yàn)箱的要求選擇箱壁材料和進(jìn)行結(jié)構(gòu)以及溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),因此箱內(nèi)的溫度均勻度和風(fēng)速不能滿足溫度試驗(yàn)要求,尤其是風(fēng)速一般遠(yuǎn)超過1.7m/s,不能用來進(jìn)行溫度試驗(yàn)。2)用ESS箱和快速溫度變化箱進(jìn)行溫度試驗(yàn)GJB1032《電子產(chǎn)品環(huán)境應(yīng)力篩選方法》中規(guī)定環(huán)境應(yīng)力篩選(ESS)設(shè)備要能產(chǎn)生>5℃/min的溫度變化速率(全程平均值),美國(guó)軍用手冊(cè)MIL-HDBK-2164A《電子設(shè)備環(huán)境應(yīng)力篩選方法》進(jìn)一步要求設(shè)備能達(dá)到>10℃/min的溫度變化速率;GJB899《可靠性鑒定和驗(yàn)收試驗(yàn)》則要求溫度箱的溫度變化速率可達(dá)到30℃/min,以模擬軍用裝備實(shí)際使用中遇到的各種溫度變化速率。要達(dá)到這樣的溫度變化速率,必然要求提高空氣循環(huán)的速度,因此ESS箱和環(huán)境與可靠性試驗(yàn)用的快速溫度變化箱中的風(fēng)速一般均超過4m/s,遠(yuǎn)高于溫度試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的1.7m/s,顯然不適用于進(jìn)行高、低溫試驗(yàn)。如果想要做到一箱多用,必須按標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)溫度試驗(yàn)箱的要求對(duì)箱體進(jìn)行設(shè)計(jì)改造,同時(shí)使風(fēng)速可調(diào),并在用于進(jìn)行溫度試驗(yàn)前,將風(fēng)速調(diào)到<1.7m/s,并按相關(guān)要求對(duì)試驗(yàn)箱進(jìn)行檢定,通過檢定后才能使用。
3.2不注意干濕球溫度計(jì)附近的風(fēng)速測(cè)量涉及相對(duì)濕度試驗(yàn)條件的環(huán)境箱,一般均布置有干濕球溫度計(jì)用于測(cè)量和控制試驗(yàn)箱內(nèi)的相對(duì)濕度。按照干濕球測(cè)濕法的原理,干濕球溫度計(jì)附近的風(fēng)速超過2.5m/s時(shí),干濕表系數(shù)才趨于恒定,從而據(jù)此測(cè)量和計(jì)算得的相對(duì)濕度才能正確并且有可比性。目前各實(shí)(試)驗(yàn)室使用這些試驗(yàn)箱的過程中,均未對(duì)干濕球溫度計(jì)附近的風(fēng)速進(jìn)行測(cè)量,試驗(yàn)設(shè)備廠家也不提供該位置的風(fēng)速量值,設(shè)備檢定時(shí)也不檢定該位置的風(fēng)速和提供相對(duì)濕度檢定點(diǎn)位置的風(fēng)速。因此,試驗(yàn)設(shè)備的相對(duì)濕度測(cè)量值的正確性是模糊的,這可能與GJB150標(biāo)準(zhǔn)中沒有這方面的規(guī)定有關(guān)。GJB150A已明確規(guī)定了干濕球溫度計(jì)附近的風(fēng)速為4.6m/s,這一規(guī)定迫使試驗(yàn)設(shè)備用戶和試驗(yàn)設(shè)備檢定單位注意和遵循干濕球法相對(duì)濕度測(cè)量的風(fēng)速要求。若試驗(yàn)設(shè)備制造商在其試驗(yàn)箱溫、濕度控制系統(tǒng)中,已將濕度計(jì)附近的實(shí)際風(fēng)速(不一定≥2.5m/s或達(dá)到4.6m/s,但使用中應(yīng)是不會(huì)變化的)對(duì)應(yīng)的A值和相對(duì)濕度計(jì)算公式納入系統(tǒng)的軟件,從而可以方便地指示出不同干濕球溫度和干濕球溫差時(shí)的相對(duì)濕度,則應(yīng)在試驗(yàn)設(shè)備使用說明書中有所交代。須說明的是,如果不使用干濕球法測(cè)量相對(duì)濕度,當(dāng)然不必遵循這一原則。
3.3試驗(yàn)箱內(nèi)的風(fēng)速檢定目前氣候環(huán)境試驗(yàn)箱使用中,各實(shí)(試)驗(yàn)室均對(duì)試驗(yàn)箱內(nèi)的溫、濕度進(jìn)行檢定,確認(rèn)其提供溫、濕度的能力和溫度允差能滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,但往往不檢定試驗(yàn)箱內(nèi)的風(fēng)速。試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)溫度試驗(yàn)箱風(fēng)速的要求為≤1.7m/s。這雖然是一個(gè)單方向范圍,也有檢定的必要,檢定合格的依據(jù)是試驗(yàn)箱有效容積內(nèi)各處測(cè)得的風(fēng)速最高不超過1.7m/s;對(duì)于濕熱試驗(yàn)風(fēng)速應(yīng)在0.5~1.7m/s范圍內(nèi);對(duì)于太陽(yáng)輻射試驗(yàn),風(fēng)速應(yīng)在0.25~1.5m/s范圍內(nèi)??紤]到試驗(yàn)箱中裝入試驗(yàn)樣品后會(huì)改變循環(huán)氣流流動(dòng)方向及其速度,因此標(biāo)準(zhǔn)中更明確規(guī)定了試件附近風(fēng)速,這就要求試驗(yàn)過程中直接測(cè)量風(fēng)速并滿足要求。因此GJB150.7A《太陽(yáng)輻射試驗(yàn)》還要求試驗(yàn)箱內(nèi)的風(fēng)速是可調(diào)的,以便在試驗(yàn)前,根據(jù)裝備在自然太陽(yáng)輻射環(huán)境下測(cè)得的最高響應(yīng)溫度來調(diào)整風(fēng)速的大小,保證試驗(yàn)樣品上該點(diǎn)的溫度與此響應(yīng)溫度一致,并在試驗(yàn)過程中不斷測(cè)量和記錄風(fēng)速??梢娫囼?yàn)單位應(yīng)配備相應(yīng)的風(fēng)速測(cè)量系統(tǒng),并掌握相應(yīng)的風(fēng)速測(cè)量技術(shù)。
3.4尚未見到按GB/T2423規(guī)定進(jìn)行高、低溫試驗(yàn)GB/T2423的高、低溫試驗(yàn)方法比較復(fù)雜,首先要通過溫度測(cè)量確定試驗(yàn)樣品是散熱樣品,還是不散熱樣品。不散熱試驗(yàn)樣品的試驗(yàn)與GJB150A中規(guī)定的類似;對(duì)于散熱試驗(yàn)樣品,則要求通過在試驗(yàn)箱內(nèi)對(duì)有/無循環(huán)氣流兩種狀態(tài)下的受試產(chǎn)品表面溫升差別的大小,判斷風(fēng)速對(duì)熱效應(yīng)的影響,若影響不大可按非散熱試驗(yàn)樣品的方法進(jìn)行試驗(yàn);若影響偏大,則應(yīng)調(diào)節(jié)試驗(yàn)箱風(fēng)速,使其影響減小到符合要求后再用此箱進(jìn)行試驗(yàn)。無法通過調(diào)節(jié)風(fēng)速來降低熱效應(yīng)影響時(shí),則須改用控制樣品表面溫度,使其與實(shí)際使用中表面溫度一致的做法進(jìn)行試驗(yàn)。該方法要求試驗(yàn)箱應(yīng)配備風(fēng)速測(cè)量系統(tǒng)并能進(jìn)行風(fēng)速調(diào)節(jié),因此試驗(yàn)人員應(yīng)掌握風(fēng)速測(cè)量和調(diào)整的技術(shù)。
4結(jié)束語(yǔ)
1)氣候試驗(yàn)方法中,風(fēng)速要求多種多樣,其目的也不同。溫度和太陽(yáng)輻射試驗(yàn)中,空氣循環(huán)被用來適當(dāng)加快試驗(yàn)箱的熱交換和箱內(nèi)溫度均勻化過程,但風(fēng)速又不能過大以致影響試驗(yàn)樣品表面溫度或影響太陽(yáng)輻射引起的表面溫升,產(chǎn)生不真實(shí)的模擬,因此要求監(jiān)視和控制箱內(nèi)風(fēng)速的大小;2)涉及相對(duì)濕度的氣候試驗(yàn)方法,若用干濕球溫度計(jì)測(cè)量相對(duì)濕度,需要在干濕球溫度計(jì)附近產(chǎn)生>2.5m/s的風(fēng)速,以確保測(cè)量得到相對(duì)濕度的正確性;3)沙塵、淋雨等試驗(yàn)方法中,流動(dòng)的空氣作為塵和雨滴的載體,使其以一定的速度(風(fēng)速)作用于試驗(yàn)樣品,成為一種試驗(yàn)條件;而在風(fēng)壓試驗(yàn)中,風(fēng)作為一種自然環(huán)境因素作用于試驗(yàn)樣品,產(chǎn)生機(jī)械力,是一種純?cè)诃h(huán)境試驗(yàn)條件。4)GJB150A和GB/T2423兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的溫度和太陽(yáng)輻射試驗(yàn)方法中,均考慮到風(fēng)速對(duì)產(chǎn)品表面溫度的影響,作了測(cè)量和控制試驗(yàn)樣品附近空氣速度的規(guī)定或其他規(guī)定??傮w說來,GJB150A規(guī)定得更為明確和更具可操作性,GB/T2423中的有關(guān)規(guī)定和實(shí)施方法雖然更加科學(xué)、合理,但試驗(yàn)方法過于復(fù)雜。5)無論是GJB150A還是GB/T2423,均要求試驗(yàn)過程同時(shí)測(cè)量或調(diào)節(jié)試驗(yàn)樣品附近的風(fēng)速,使其滿足一定的要求,因此,試驗(yàn)實(shí)施單位應(yīng)考慮配置風(fēng)速測(cè)量和調(diào)節(jié)系統(tǒng),并掌握風(fēng)速測(cè)量和調(diào)節(jié)技術(shù)。6)GJB150A明確規(guī)定干濕球溫度計(jì)附近的風(fēng)速為4.6m/s,目的是確保干濕表系數(shù)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),從而使查算得到的相對(duì)濕度具有一致性和可比性。以往由于GJB150中沒有此規(guī)定,這一問題一直未得到注意。貫徹GJB150A時(shí)必須對(duì)比予以重視,并在試驗(yàn)設(shè)備制造和試驗(yàn)箱檢定中采取相應(yīng)措施。7)要準(zhǔn)確了解各種氣候試驗(yàn)箱、ESS箱和可靠性試驗(yàn)綜合箱中的風(fēng)速及風(fēng)速規(guī)定的依據(jù)或出發(fā)點(diǎn),防止由于不恰當(dāng)混用造成試驗(yàn)結(jié)果不真實(shí)。