實驗箱（室）作業(yè)空間的實驗溫度是不是均勻是一個非常重要的疑問，因為假如溫度不均勻超越了答應(yīng)差錯，則受試樣品的實驗條件達不到共同，有的樣品或樣品某一有些，實驗溫度偏高，有旋塞閥的偏低，然后發(fā)生過實驗或欠實驗的疑問，使實驗的再現(xiàn)性差，實驗得出的數(shù)據(jù)不可靠，終究使實驗歸于失利。本文擬對氣候環(huán)境實驗箱（室）的溫度均勻性有關(guān)疑問提出一些看法。

一、各種規(guī)范表述實驗箱（室）溫度均勻性的目標及其核算辦法

1、均勻度：以溫度均勻度目標來表明商品高低溫實驗箱的溫度均勻性，例如有以下一些規(guī)范：

1）英國規(guī)范BS389-1965《實驗室濕熱箱技能條件》：規(guī)則為在到達設(shè)定溫度兩小后，用溫差熱電偶接連測驗兩小時，別離核算每一測驗點與基地點的溫差均勻值，其間zui大者即為溫度繃簧式安全閥均勻度，其巨細不得超越規(guī)則目標±0.5℃。

2）日本實驗機工業(yè)會，上海恒溫恒濕箱的功能實驗辦法：測溫元件置于上、下四角及基地點，上下四角測溫元件距箱壁距離為各自邊長的1/6且不小于50㎜處。當(dāng)溫度到達安穩(wěn)狀況后，對各測驗點每隔一分鐘手動蝶閥測驗一次，共測十次以上，核算每一測驗點與基地點的溫差的均勻值，其間zui大者即為溫度均勻度。（ESPEC亦選用此目標）。

3）美國ASTMD2436-68《電氣絕緣用強行對流實驗室烘箱技能條件》：用9只熱電偶，一只在距作業(yè)室?guī)自S基地25㎜內(nèi)，其他8只在上下四角且距箱壁50㎜處。當(dāng)?shù)竭_設(shè)定溫度并安穩(wěn)16小時后，趕快記載9支熱電偶的溫度數(shù)據(jù)，然后，每隔5分鐘記載一次，共記載得到45個數(shù)據(jù)。核算45個數(shù)據(jù)的均勻值作為箱溫。從45個數(shù)據(jù)中選出兩個zui大數(shù)和兩個zui小數(shù)別離各自減去均勻數(shù)，然后從四個差值中選出兩個zui大差值并求其均勻值，此值就表述箱內(nèi)溫度均不銹鋼球閥勻度。

4）我國JB/T5520—91《干燥箱技能條件》：對各測驗點接連測驗四次，時刻≤20min，核算各測驗點四次測得的均勻值與基地點四次測驗的均勻值之差，其間zui大值與zui高作業(yè)溫度之比即干燥箱的溫度均勻度，以百分比表明,適用于高溫或有異味的車間。

5）我國GB10586-89《濕熱實驗箱技能條件》。各測驗點除基地點外，其疏水閥余各點距箱壁為各自邊長的1/10。當(dāng)溫度到達規(guī)則值并安穩(wěn)2h后，每隔2min測驗各測驗點溫度一次，在30min內(nèi)共測15次，再隔30min再測一次，今后每隔1h測一次。運用30min內(nèi)15次的測驗數(shù)據(jù)，別離算出每次數(shù)據(jù)中zui高與zui低溫度之差再求其均勻值，即為溫度均勻度。

2、溫度差錯：以溫度差錯目標來需求實驗箱作業(yè)空間的溫度均勻性，如以下一些規(guī)范：

1）在美軍標MIL-STD-810D，4.4.1實驗條件允差中規(guī)則“試樣*被空氣圍住（必要的支承點除外），實驗區(qū)測區(qū)測理體系的溫度和圍住試件各處的溫度梯度應(yīng)別離在實驗溫度的±2℃以內(nèi)和不超越實驗用加氫反響釜每米1℃或總的zui大值為2.2℃（試件不作業(yè)）" 此規(guī)范中用±2℃的溫度差錯和1℃/M的溫度梯度來需求箱內(nèi)作業(yè)空間的溫度均勻性。

2）在美軍標MIL-STD-202F，2.2.1及MIL-STD-883C，4.5.8中需求作業(yè)區(qū)空間內(nèi)任一點的溫度，在給守時刻內(nèi)違背基準點不超越±3℃（即為容許差錯）。

3）在IEC68號出版物及GB2423中，對實驗箱作業(yè)空間的溫度均勻性需求以“容差"即對標稱溫度的容許差錯表述。對容差巨細，在高溫箱中規(guī)則為±2℃，在低溫箱中規(guī)則為±3℃。

4）在IEC68-2-3，2.1的注中“溫度±2℃的容差是因為考慮到有丈量的絕實驗用高壓釜對差錯，緩慢的溫度改變和作業(yè)空間的溫度動搖度等"。 在IEC216號出版物第四篇老化烘箱中，界說“溫度差錯"是“因為溫度動搖度和溫度梯度組合而成的差錯"。

5）GB／T5170·21996《電工電子商品環(huán)境實驗設(shè)備根本參數(shù)檢定辦法溫度實驗設(shè)備》，規(guī)則“溫度差錯"為實驗箱溫度功能目標的僅有檢定項目。溫度差錯的檢定辦法是：當(dāng)作業(yè)空間指示點溫度FESTO電磁閥到達標稱溫度后安穩(wěn)2h。丈量各測驗點溫度，每2min記載一次各點的溫度，在30min內(nèi)共丈量15次。作業(yè)空間各測驗點的實測zui高溫度和實測zui低溫度與標稱溫度的上、下差錯定為設(shè)備在該標稱溫度下的溫度差錯。

3、溫度差錯和溫度均勻度兩種表述辦法的對比

1）用溫度均勻度目標雖可表明箱內(nèi)作業(yè)空間溫度均勻性的好或差，但因為在核算中都選用了屢次均勻值的辦法，然后把各點的溫度動搖度要素根本上去掉了。可是關(guān)于實驗設(shè)備的溫度功能目標只標出閘閥溫度均勻度是不行的，還有必要有溫度動搖度目標，即各點溫度隨時刻而改變的巨細，才干全部描繪箱內(nèi)溫度場的改變尤其當(dāng)溫度動搖較大的情況下。

2）溫度差錯不光反映了作業(yè)空間各點溫度的方位差錯，同時也包括了各點溫度隨時刻而改變的差錯即溫度動搖度。因而溫度差錯更能闡明箱內(nèi)的溫度均勻性，通常無需再測實驗箱的溫度均勻度截止閥和溫度動搖度。只要當(dāng)某些實驗設(shè)備對溫度動搖度有特殊需求時，如對濕熱箱，才標出溫度動搖度。因為濕熱箱溫度動搖度超越±0.5℃時，會帶來較大的濕度動搖，增大濕度差錯，然后超越濕度答應(yīng)差錯。 GB/T5170.2—1996，溫度實驗設(shè)備的檢定辦法中，對溫度功能目標只規(guī)則檢定溫度差錯，而對溫度均勻度未作規(guī)則有必要檢定，只在附錄B中提示了溫度動搖度、溫度均勻度的檢定辦法，這樣的規(guī)則是非常準確的。

3）溫度均勻度目標，因為表明各點溫度均勻值與基地點溫度均勻蝶閥值的差值，所以有正負號，只要國標的溫度均勻度，因未與基地點對比或與標稱溫度對比，故沒有正負號，所以沒有溫度差錯表明辦法明白準確.

4）目前國內(nèi)一些環(huán)境實驗設(shè)備商品規(guī)范仍需求有溫度動搖度、溫度均勻度和溫度差錯三項目標，明顯沒有必要。主張在修訂這些規(guī)范時選用溫度差錯目標，zui多加上一個溫度動搖度目標就很全止回閥面了。并且選用溫度差錯契合美軍標、國軍標，和世界電工委員會有關(guān)規(guī)范的需求。

二、實驗箱（室）溫度不均勻發(fā)生的緣由

1）實驗箱的構(gòu)造在很大程度上影響作業(yè)中間溫度均勻，因為構(gòu)造難于*對稱，然后對溫度均勻造成晦氣影響。如圖示一常用的低溫箱或濕熱箱構(gòu)造。大門在前，空調(diào)室在箱后部，上送風(fēng)下回風(fēng)。明顯這種構(gòu)造擺布對稱性好，可較易到達左、右溫度均勻，但構(gòu)造上、下不對稱，前后也*不相同，對作業(yè)空間溫度發(fā)生了不均勻影響。盡管如此，這種單風(fēng)道構(gòu)造如規(guī)劃處理得當(dāng)，實踐證明作業(yè)室從0.l～300m3，之間都可運用，其溫度差錯都可滿安全閥足規(guī)范需求。

2）因為箱壁的熱傳導(dǎo)，而發(fā)生漏熱（高溫箱）或漏冷（低溫箱）等熱丟失，為了抵償熱丟失必定會有送風(fēng)溫差，高溫箱的送風(fēng)溫度高于箱內(nèi)作業(yè)溫度，低溫箱的送風(fēng)溫度則低于箱內(nèi)作業(yè)溫度。因為必定存在的送風(fēng)溫差使作業(yè)室內(nèi)發(fā)生了溫度不均勻。

3）因為箱壁六面?zhèn)鳠嵯禂?shù)不等，有的有穿線孔等部分傳熱．使箱壁溫度不均勻，然后使箱壁幅射對流傳熱也不均勻，影響溫場均勻。

4）箱體的密封性欠好，比方大門漏氣，然后影響作業(yè)空間的溫場均勻。

5）假如查看溫度差錯需求作業(yè)室內(nèi)放置試品，當(dāng)試品體積過大，或放置的辦法或方位不恰當(dāng)，使空氣對流受阻．將發(fā)生較大的溫度差錯。

三、進步氣候環(huán)境實驗箱（室）溫度均勻性減小溫度差錯的一些辦法

1、減小送風(fēng)溫差和加大送風(fēng)量 送風(fēng)溫差和送風(fēng)量的巨細取決于冷負荷（對低溫實驗箱）或熱負荷（對高溫實驗箱）的巨細。以低溫箱為例，當(dāng)?shù)蜏叵湟烟幱谀骋坏蜏叵碌暮銣貭顩r時，此刻的冷負荷應(yīng)與送人作業(yè)室風(fēng)的制冷量相等，即 Q=V/3600·ρ·γ·△t（w） ∴V=3600Q/·ρ·γ·△t（m3/h） 式中V送風(fēng)量（m3/h） ρ干空氣的密度（kg/m3） γ空氣的定壓比熱（J/kg·℃） △t送風(fēng)溫差，等于出風(fēng)口溫度減作業(yè)室溫度（℃） Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 式中Q1箱體圍護構(gòu)造傳熱發(fā)生的冷負荷（w） Q2觀察窗、穿線孔等部分傳熱的冷負荷（w） Q3風(fēng)機滾動由機械能轉(zhuǎn)為熱能的冷負荷（w） Q4照明燈發(fā)熱而發(fā)生的冷負荷（w） Q5發(fā)熱試品，因為作業(yè)時發(fā)熱而發(fā)生的冷負荷（w） Q6其它冷負荷（w） Q總的冷負荷（w） 在一定的恒溫狀況下，ρ、γ為常數(shù)，送風(fēng)量與送風(fēng)溫差成反比，為了進步箱疏水閥內(nèi)溫度均勻性和減小溫度動搖，就需減小At，然后添加送風(fēng)量v。可是，△t過小則v會太大，然后添加運轉(zhuǎn)費。或使箱內(nèi)的風(fēng)速過高，不契合實驗辦法規(guī)范的需求。通常送風(fēng)溫差可取△t=1～3℃為宜。 關(guān)于高溫實驗箱，道理是相同的。公式（1）仍適用，僅僅冷負荷改為熱負荷，而熱負荷所包括的內(nèi)容有所改變罷了。

2、進步實驗箱構(gòu)造規(guī)劃的合理性、完善性。盡量作到構(gòu)造對稱，如擺布、上、下風(fēng)道；如用兩臺風(fēng)機，應(yīng)選用一臺左旋一臺右旋，使出風(fēng)均勻。如有必要，可在出風(fēng)口設(shè)備調(diào)風(fēng)板，調(diào)理風(fēng)向，使箱內(nèi)溫超臨界萃取儀度均勻；留意箱體的密封性，防止部分漏氣，挑選功能的保溫隔熱材料，滿足的保溫層厚度以削減熱丟失；箱體內(nèi)膽與外殼之間的連接件應(yīng)有熱阻隔辦法以削減部分漏熱。從公式（1）能夠看到減小冷負荷（或熱負荷）Q就能夠減小送風(fēng)量，或減小送風(fēng)溫差。

3、在實驗辦法規(guī)范答應(yīng)條件下進步風(fēng)速，以增強空氣在箱內(nèi)的活動，消有機組成設(shè)備除死區(qū)，然后使箱內(nèi)的溫度較為均勻。對某些需求風(fēng)量大而風(fēng)速小的實驗箱，如冰箱實驗室，可選用箱頂孔板送風(fēng)，然后到達風(fēng)速小,承認內(nèi)漏的閥門及內(nèi)漏的程度，風(fēng)量大室內(nèi)溫度均勻的目的。

4、在運用實驗箱時要特別留意試品的體積、分量，以及在實驗箱作業(yè)空間的擺放方位，有關(guān)規(guī)范規(guī)則試品整體積小于作業(yè)室的1／5，以留出滿足的通風(fēng)空間，試品的總分量為50～80kg／m3，在各頂風(fēng)氮吹儀面上試品的面積小于諒頂風(fēng)截面積的1／3，以利于風(fēng)的活動。這些規(guī)則關(guān)于箱內(nèi)溫度均勻，溫度差錯不超越規(guī)范需求起到*的作用。

5、進步實驗箱的控制精度，減小溫度動搖度，然后可減小溫度差錯。關(guān)于高溫實驗箱，對加熱功率進行P1D接連調(diào)理能夠減小溫度動搖。關(guān)于低溫實驗箱，為了減小溫度動搖，通常選用熱平衡辦法控溫，即到達設(shè)定溫度后，制冷機仍常開，而用受控的加熱功率來平衡剩余的制冷量。為了防止過大的冷熱沖擊，糟蹋太多動力，常質(zhì)構(gòu)儀選用調(diào)理制冷量的辦法，減小恒溫時的制冷量，然后所需平衡的加熱量就會削減，這樣就節(jié)省了能量，又進步了控制精度。 溫度傳感器的方位對控制精度有較大影響。為了使其感溫反響活絡(luò)，通常將傳感器置于出風(fēng)口鄰近，然后可進步控制精度，減小溫度動搖度，終究減小溫度差錯。

6、調(diào)整溫度場中值，能夠減小溫度差錯：溫度上差錯和溫度下差錯常常是不相等的，假如此刻溫度上差錯或下差錯超越答應(yīng)差錯，但上、下差錯之差的二分之一仍小于答應(yīng)差錯時，則可對設(shè)備的溫度場進冷卻水循環(huán)設(shè)備行適當(dāng)調(diào)整，然后使調(diào)整后的溫度差錯小于答應(yīng)差錯。 CB／T5170.2—1996《電工電于商品環(huán)境實驗設(shè)備根本參數(shù)檢定辦法、溫度實驗設(shè)備》8.2.11中有“在檢定過程中，假如發(fā)現(xiàn)設(shè)備作業(yè)空間溫度上差錯或下差錯超出答應(yīng)差錯值時，應(yīng)查看溫度場中值是不是違背標稱值，若違背標稱值應(yīng)對設(shè)備溫度場進行調(diào)整"，調(diào)整值按下式： △Ta=Tm-TN 

（2） Tm=（Tmax+Tmin）/2

（3） 式中△Ta溫度場調(diào)整值，℃； Tm溫度場中值，℃； TN標稱溫度值，℃； Tmax各測驗點在30min（或24h）內(nèi)的實測zui高溫度值，℃； Tmin各測驗點在30min（或24h）內(nèi)的實測zui低溫度值，℃。 但以上調(diào)整，有必要在上、下差錯之差的二分之一小于答應(yīng)差錯，即 （△Tmax△Tmin）/2<1△T1

（4） 由△Tmax=△Tmax-Tn，△Tmin=△Tmin-Tn代人上式 得：（Tmax- TN）-（ Tmin- TN）/2=（Tmax-Tmin）/2<1△T 1

（5） 式中1△T 1答應(yīng)差錯；℃； △Tmax溫度上差錯，℃； △Tmin溫度下差錯；℃。 zui終得出有必要zui高溫度與zui低溫度之差的一半小于答應(yīng)差錯，調(diào)整溫場中壓制備色譜儀才有含義，調(diào)整后的差錯才會小于答應(yīng)差錯。 公司專業(yè)出產(chǎn)高低溫實驗箱、低溫實驗箱、冷熱沖擊實驗箱、快速溫變實驗箱，恒溫恒濕實驗箱等實驗設(shè)備。