一种环境试验箱防结露方法与流程

1.本发明涉及产品环境试验领域，更具体的，涉及一种环境试验箱防结露方法。


背景技术：

2.环境试验箱是对各类产品(如各种材料、机电零配件、整机产品)进行各种环境应力(如温度、湿度、气压、太阳辐射、风、雨、雪、霉菌、盐雾等)试验，环境适应能力检测、验证，以及产品质量和可靠性评定的必备试验设备。常见的环境试验箱有：恒温恒湿试验箱、快速温变试验箱、交变湿热试验箱、冷热冲击试验箱、光老化试验箱、霉菌试验箱、盐雾试验箱等。
3.一般来说，温湿类的环境试验箱内温度的变化范围较大，高温极限接近200℃，低温极限达到
–
80℃。一个典型的低温环境试验过程，可能要经历如下三个阶段：降温阶段、恒定低温阶段和升温阶段。从某个高温或常温状态(例如25℃常温)以一定的降温速率降温，到达目标低温值后，维持目标低温值恒温运行一段时间，通常是几个小时到几天，然后以一定的升温速率返回常温或另一个温度状态，常见的变温速率有：1℃/min，3℃/min、5℃/min、10℃/min、15℃/min、20℃/min等。
4.对于具有低温试验功能的环境试验箱，如果环境试验箱内部温度足够低，且经过一段足够的时间进行热量传递，当环境试验箱外壁面的局部温度下降到低于环境试验箱外部环境湿空气的露点温度时，环境试验箱外壁面就会出现结露。目前解决结露的方法一般是在环境试验箱的外壁、箱门、玻璃观察窗安装加热装置(如阻性电热丝)，当环境试验箱内的温度降低到设定的温度值时，给阻性电热丝通电，使其发热，以达到防止结露目的。控制阻性电热丝通电发热的箱内温度值大约是
–
10℃～10℃，一般是环境试验箱制造厂商出厂设定，也可以由用户选择设定。
5.然而如果控制阻性电热丝通电的温度值偏低，可能环境试验箱外壁面已经出现结露，但阻性电热丝还没有开始通电发热。为了保证不出现结露的现象，技术人员通常会把控制阻性电热丝通电发热的箱内温度值设定得比较高，而且阻性电热丝通电后就以最大的电功率工作。这种方法虽然简单实用，一定程度上能防止结露，但不利于节能，还会影响环境试验箱的性能。只要环境试验箱内温度低于设定值，就给阻性电热丝通电，而且阻性电热丝以最大的电功率工作，相当于在环境试验箱工作区域周边人为地引入一个发热源，这必然对环境试验箱的温度波动度、温度均匀度、温度变化速率等技术指标造成一定程度的负面影响。


技术实现要素：

6.本发明为克服阻性电热丝通电后就以最大的电功率工作导致影响环境试验箱性能的技术缺陷，提供一种环境试验箱防结露方法。
7.为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
8.一种环境试验箱防结露方法，所述环境试验箱中设有阻性电热丝，在低温试验过
程中，包括以下步骤：
9.s1：测量环境试验箱外的温度和相对湿度；
10.s2：根据环境试验箱外的温度和相对湿度计算出露点温度；
11.s3：根据露点温度和环境试验箱的隔热材料的热传导特性，采用热力学公式计算出结露临界条件的环境试验箱内临界温度；
12.s4：确定取样周期和取样频率，在一个取样周期内，按照取样频率测量并记录环境试验箱内的温度；
13.s5：根据环境试验箱内的温度在一个取样周期内的变化情况和环境试验箱内临界温度计算功率系数；
14.s6：设置阻性电热丝发热功率分级可调，根据功率系数控制阻性电热丝发热功率等级。
15.上述方案中，通过计算出结露临界条件的环境试验箱内临界温度，进而结合环境试验箱内的温度在一个取样周期内的变化情况计算得到功率系数，设置阻性电热丝发热功率分级可调，根据功率系数控制阻性电热丝发热功率等级，从而在达到防结露目的同时实现了节能和避免了阻性电热丝通电后对环境试验箱性能的影响。
16.优选的，步骤s2中露点温度θ
dew
的计算公式为：
17.θ
dew
＝100(a b
·
θ
out
)
·uout
c
·
θ
out-19.2
18.其中，系数a＝0.1980，系数b＝0.0017，系数c＝0.8400，θ
out
为环境试验箱外的温度，u
out
为环境试验箱外的相对湿度。
19.优选的，步骤s4中取样周期为n分钟，n的取值范围为：45≤n≤75。
20.优选的，n为整数。
21.优选的，步骤s4中取样频率为每分钟一次。
22.优选的，步骤s5中功率系数k的计算公式为：
23.k＝a/b＝a/[n
·
(θ
out-θ
cv
)]
[0024]
其中，a为温差di随时间变化的离散积分值，di＝θ
out-θi，θ
out
为环境试验箱外的温度，θi为环境试验箱内的温度，参考值b＝n
·
(θ
out-θ
cv
)，取样周期为n分钟，θ
cv
为环境试验箱内临界温度。
[0025]
上述方案中，环境试验箱内温度恒定在θ
cv
且持续n分钟是出现结露的临界条件，定义b＝n
·
(θ
out-θ
cv
)，b可以作为参考值。把a与b进行比较：如果a明显小于b，说明出现结露的可能性较小；如果a约等于b，说明处于出现结露的临界状态；如果a明显大于b，说明出现结露的可能性较大，而且结露量可能较大。因此，a与b的比值可以作为控制量，控制电热丝的发热功率，从而获得优良的防结露效果。
[0026]
优选的，通过以下累加算式表示温差di随时间变化的离散积分值a：
[0027][0028]
将低温试验过程降温阶段的开始时间作为时间轴的起始点，
[0029]
当变温时间t﹤n时，取样点不足n个，在离散积分值a的累加求和运算中，没有样点值时，取(θ
out-θi)＝0；
[0030]
当t≥n时，取样点有n个，分别为：t-n 1，t-n 2，
……
，t-1，t；
[0031]
其中，i表示第i次取样，δt表示相邻两次取样间隔的时间。
[0032]
优选的，步骤s6中将阻性电热丝发热功率分为五个等级，分别为p0＝0、p1＝0.25p
max
、p2＝0.5p
max
、p3＝0.75p
max
和p4＝p
max
，其中，p
max
为阻性电热丝的最大发热功率。
[0033]
优选的，
[0034]
当k＜0.5时，控制阻性电热丝发热功率为p0级，
[0035]
当0.5≤k＜0.8时，控制阻性电热丝发热功率为p1级，
[0036]
当0.8≤k＜1.2时，控制阻性电热丝发热功率为p2级，
[0037]
当1.2≤k＜1.5时，控制阻性电热丝发热功率为p3级，
[0038]
当k≥1.5时，控制阻性电热丝发热功率为p4级。
[0039]
优选的，在低温试验过程的升温阶段，
[0040]
如果检测到当前环境试验箱内的温度θi高于露点温度θ
dew
，则把根据功率系数控制的阻性电热丝发热功率等级调低一级，最低为p0级；
[0041]
如果检测到当前环境试验箱内的温度θi高于环境试验箱外的温度θ
out
，则把阻性电热丝发热功率等级直接调整为p0级。
[0042]
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
[0043]
本发明提供了一种环境试验箱防结露方法，通过计算出结露临界条件的环境试验箱内临界温度，进而结合环境试验箱内的温度在一个取样周期内的变化情况计算得到功率系数，设置阻性电热丝发热功率分级可调，根据功率系数控制阻性电热丝发热功率等级，从而在达到防结露目的同时实现了节能和避免了阻性电热丝通电后对环境试验箱性能的影响。
附图说明
[0044]
图1为本发明的技术方案实施步骤图。
[0045]
图2为本发明中所述的一种环境试验箱防结露系统的模块连接示意图。
[0046]
其中：1、环境试验箱；2、温度传感器；3、干湿球温湿度传感器；4、电源；5、微控制器；6、阻性电热丝发热装置。
具体实施方式
[0047]
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
[0048]
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
[0049]
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
[0050]
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
[0051]
实施例1
[0052]
如图1所示，一种环境试验箱防结露方法，所述环境试验箱中设有阻性电热丝，在低温试验过程中，包括以下步骤：
[0053]
s1：测量环境试验箱外的温度和相对湿度；
[0054]
s2：根据环境试验箱外的温度和相对湿度计算出露点温度；
[0055]
s3：根据露点温度和环境试验箱的隔热材料的热传导特性，采用热力学公式计算
出结露临界条件的环境试验箱内临界温度；
[0056]
s4：确定取样周期和取样频率，在一个取样周期内，按照取样频率测量并记录环境试验箱内的温度；
[0057]
s5：根据环境试验箱内的温度在一个取样周期内的变化情况和环境试验箱内临界温度计算功率系数；
[0058]
s6：设置阻性电热丝发热功率分级可调，根据功率系数控制阻性电热丝发热功率等级。
[0059]
在具体实施过程中，通过计算出结露临界条件的环境试验箱内临界温度，进而结合环境试验箱内的温度在一个取样周期内的变化情况计算得到功率系数，设置阻性电热丝发热功率分级可调，根据功率系数控制阻性电热丝发热功率等级，从而在达到防结露目的同时实现了节能和避免了阻性电热丝通电后对环境试验箱性能的影响。
[0060]
实施例2
[0061]
一种环境试验箱防结露方法，所述环境试验箱中设有阻性电热丝，在低温试验过程中，包括以下步骤：
[0062]
s1：在环境试验箱外安装一对干湿球温湿度传感器，干球测量环境试验箱外的温度θ
out
，根据干球温度和湿球温度查表换算出环境试验箱外的相对湿度u
out
；
[0063]
在具体实施过程中，由于环境试验箱外温湿度变化较慢，在一个取样周期内，只需测量并记录1次环境试验箱外的温度θ
out
和相对湿度u
out
。
[0064]
s2：根据环境试验箱外的温度θ
out
和相对湿度u
out
计算出露点温度θ
dew
；
[0065]
更具体地，步骤s2中露点温度θ
dew
的计算公式为：
[0066]
θ
dew
＝100(a b
·
θ
out
)
·uout
c
·
θ
out-19.2
[0067]
其中，系数a＝0.1980，系数b＝0.0017，系数c＝0.8400，θ
out
为环境试验箱外的温度，u
out
为环境试验箱外的相对湿度。
[0068]
在具体实施过程中，由于本实施例不需要精准测算露点温度，因此可以采用上述公式估算露点温度，另外也可以参考如下三种标准规范推荐的方法精确地计算露点温度：gb/t 35226-2017《地面气象观测规范空气温度和湿度》、《ashrae手册》(american society of heating,refrigerating and airconditioning engineers)、世界气象组织(wmo)的《气候观测指南》。
[0069]
s3：根据露点温度θ
dew
和环境试验箱的隔热材料的热传导特性，采用热力学公式计算出结露临界条件的环境试验箱内临界温度θ
cv
；
[0070]
在具体实施过程中，由于环境试验箱壁隔热材料的作用，环境试验箱内的温度要比环境试验箱外部的环境湿空气的露点温度θ
dew
低一定程度，并假设在环境试验箱内温度不变的条件下维持一段足够的时间，才能使得环境试验箱外壁面的局部温度降低到露点温度θ
dew
，达到结露的临界条件。设这个比露点温度更低的温度为θ
cv
(以下将θ
cv
称为临界温度)，维持一段足够的时间为n分钟。θ
cv
和n主要与环境试验箱隔热材料的热传导特性有关，也与环境试验箱外壁面的粗糙程度有关。在给定边界条件下，如果已知隔热材料的厚度和导热系数、环境试验箱外界环境的对流传热系数，则θ
cv
可以用稳态传热过程的热力学公式计算出来。
[0071]
s4：确定取样周期和取样频率，在一个取样周期内，按照取样频率测量并记录环境
试验箱内的温度；
[0072]
更具体地，步骤s4中取样周期为n分钟，n的取值范围为：45≤n≤75。
[0073]
更具体地，n为整数。
[0074]
更具体地，步骤s4中取样频率为每分钟一次。
[0075]
在具体实施过程中，通过在环境试验箱内安装一个温度传感器测量环境试验箱内的温度θi，每隔一分钟测量并记录环境试验箱内的温度θi一次，在一个取样周期时间内，一共记录n个θi。
[0076]
s5：根据环境试验箱内的温度在一个取样周期内的变化情况和环境试验箱内临界温度θ
cv
计算功率系数k；
[0077]
更具体地，步骤s5中功率系数k的计算公式为：
[0078]
k＝a/b＝a/[n
·
(θ
out-θ
cv
)]
[0079]
其中，a为温差di随时间变化的离散积分值，di＝θ
out-θi，θ
out
为环境试验箱外的温度，θi为环境试验箱内的温度，参考值b＝n
·
(θ
out-θ
cv
)，取样周期为n分钟，θ
cv
为环境试验箱内临界温度。
[0080]
在具体实施过程中，环境试验箱内温度恒定在θ
cv
且持续n分钟是出现结露的临界条件，定义b＝n
·
(θ
out-θ
cv
)，b可以作为参考值。把a与b进行比较：如果a明显小于b，说明出现结露的可能性较小；如果a约等于b，说明处于出现结露的临界状态；如果a明显大于b，说明出现结露的可能性较大，而且结露量可能较大。因此，a与b的比值可以作为控制量，控制电热丝的发热功率，从而获得优良的防结露效果。
[0081]
更具体地，通过以下累加算式表示温差di随时间变化的离散积分值a：
[0082][0083]
将低温试验过程降温阶段的开始时间作为时间轴的起始点，
[0084]
当变温时间t﹤n时，取样点不足n个，在离散积分值a的累加求和运算中，没有样点值时，取(θ
out-θi)＝0；
[0085]
当t≥n时，取样点有n个，分别为：t-n 1，t-n 2，
……
，t-1，t；
[0086]
其中，i表示第i次取样，δt表示相邻两次取样间隔的时间，当取样频率为每分钟一次时，δt＝1。
[0087]
在具体实施过程中，在一个取样周期内，每隔一分钟测量并记录一次环境试验箱内的温度θi，计算并记录温差di＝θ
out-θi，如下表(在一个取样周期时间内θ
out
是不变的)：
[0088]
时间t(min)12
……
n-1n温度θi(℃)θ1θ2……
θ
n-1
θn温差di＝θ
out-θi(℃)θ
out-θ1θ
out-θ2……
θ
out-θ
n-1
θ
out-θn[0089]
s6：设置阻性电热丝发热功率分级可调，根据功率系数控制阻性电热丝发热功率等级。
[0090]
更具体地，步骤s6中将阻性电热丝发热功率分为五个等级，分别为p0＝0、p1＝0.25p
max
、p2＝0.5p
max
、p3＝0.75p
max
和p4＝p
max
，其中，p
max
为阻性电热丝的最大发热功率。
[0091]
更具体地，
[0092]
当k＜0.5时，控制阻性电热丝发热功率为p0级，
[0093]
当0.5≤k＜0.8时，控制阻性电热丝发热功率为p1级，
[0094]
当0.8≤k＜1.2时，控制阻性电热丝发热功率为p2级，
[0095]
当1.2≤k＜1.5时，控制阻性电热丝发热功率为p3级，
[0096]
当k≥1.5时，控制阻性电热丝发热功率为p4级。
[0097]
在具体实施过程中，根据功率系数k控制阻性电热丝发热功率等级如下表：
[0098]
k的取值范围k＜0.50.5≤k＜0.80.8≤k＜1.21.2≤k＜1.5k≥1.5发热功率等级p0p1p2p3p4[0099]
更具体地，在低温试验过程的升温阶段，
[0100]
如果检测到当前环境试验箱内的温度θi高于露点温度θ
dew
，则把根据功率系数k控制的阻性电热丝发热功率等级调低一级，最低为p0级；
[0101]
如果检测到当前环境试验箱内的温度θi高于环境试验箱外的温度θ
out
，则把阻性电热丝发热功率等级直接调整为p0级。
[0102]
在具体实施过程中，如果当前环境试验箱内的温度θi高于露点温度θ
dew
，则说明结露现象即将结束(由于热传递的时间滞后，可能还有一小段时间需要电热丝发热除露)，应把根据k确定的发热功率等级调低一级，例如根据k确定发热功率等级为p2级，则应调整为p1级)；如果检测到当前环境试验箱内的温度θi高于环境试验箱外的温度θ
out
，则应将发热功率等级直接调整为p0级，使阻性电热丝停止发热。从而保证发热功率刚好满足防结露要求，最大限度地降低了阻性电热丝发热对环境试验箱性能的影响，实现较好的防露效果，并且节约能源。
[0103]
实施例3
[0104]
如图2所示，一种环境试验箱防结露系统，用于实现所述的一种环境试验箱防结露方法，包括环境试验箱1、温度传感器2、干湿球温湿度传感器3、电源4、微控制器5、存储器和阻性电热丝发热装置6；
[0105]
其中，所述温度传感器2设置于所述环境试验箱1内部，所述干湿球温湿度传感器3设置于所述环境试验箱1外部；
[0106]
所述温度传感器2、干湿球温湿度传感器3、微控制器5和阻性电热丝发热装置6分别与所述电源4连接；
[0107]
所述温度传感器2、干湿球温湿度传感器3分别与所述微控制器5的输入端连接，所述存储器与所述微控制器5连接，所述微控制器5的输出端与所述阻性电热丝发热装置6连接；
[0108]
所述温度传感器2用于测量环境试验箱1内的温度θi；
[0109]
所述干湿球温湿度传感器3用于通过干球测量环境试验箱1外的温度θ
out
，并根据干球温度和湿球温度查表换算出环境试验箱1外的相对湿度u
out
；
[0110]
所述电源4用于给所述温度传感器2、干湿球温湿度传感器3、微控制器5和阻性电热丝发热装置6供电；
[0111]
所述微控制器5用于接收温度传感器2和干湿球温湿度传感器3采集的温、湿度数据，并通过编程实现对阻性电热丝发热装置6的发热功率等级控制；
[0112]
所述存储器用于存储温度传感器2和干湿球温湿度传感器3采集的数据，并能够被微控制器5调用；
[0113]
所述阻性电热丝发热装置6用于在微控制器5的控制下发热除露。
[0114]
在具体实施过程中，在环境试验箱1外壁、箱门、玻璃观察窗等容易出现结露之处安装若干组阻性电热丝发热装置6，依据环境试验箱1体积大小以及形状，确定需要安装的阻性电热丝发热装置6的组数，通常安装3到4组，体积越大的环境试验箱1需要安装的阻性电热丝发热装置6的组数越多，但一般不需要超过8组。
[0115]
实施例4
[0116]
本实施例模拟一个环境试验箱中的低温试验过程并采用所述的一种环境试验箱防结露方法进行第一次试验，具体为：
[0117]
在环境试验箱中从常温25℃开始，以2℃/min降温，30min后，温度到达目标低温-35℃,维持此低温温度12h，再以5℃/min升温，12min后返回25℃常温。
[0118]
全程耗时t＝30 12
×
60 12＝762(min)。
[0119]
设实验室环境为：温度23℃、相对湿度90％，假设整个试验过程实验室温湿度不变，θ
out
＝23℃，u
out
＝90％，估算此温湿度对应的露点温度：
[0120]
θ
dew
＝100(a b
·
θ
out
)
·uout
c
·
θ
out
－19.2
[0121]
＝100
×
(0.1980 0.0017
×
23)
×
90％ 0.8400
×
23－19.2
[0122]
＝21.46(℃)
[0123]
通常情况下，环境试验箱壁一般采用金属薄板内包两层隔热材料，内层是耐较高温度的隔热材料，例如泡沫玻璃，外层采用导热系数较低的隔热材料，例如聚氨酯，设两层隔热材料厚度均为0.05m，泡沫玻璃导热系数取为0.06w/m
·
k，聚氨酯导热系数取为0.03w/m
·
k。由于金属是热的良导体，在下述计算中可以忽略金属薄板的影响。
[0124]
用稳态传热计算式来计算临界温度值θ
cv
。环境试验箱壁可以看作是无限大平板，温度场分布是一维的，即温度沿着垂直于环境试验箱壁变化。忽略环境试验箱壁内侧的局部温度与环境试验箱内的温度θi的差别，环境试验箱壁内侧的局部温度等于θi。
[0125]
单位时间通过面积为s的平板的热量是：
[0126]
q＝λsδθ/l
[0127]
其中，q是传热速率，单位：w；λ是导热系数，单位：w/m
·
k；s是面积，单位：m2；δθ是平板两侧的温差，单位：k；l是平板厚度，单位：m
[0128]
设内层隔热材料(泡沫玻璃)与外层隔热材料(聚氨酯)接触处的局部温度为θm，则单位时间通过面积为s的内层隔热材料的热量为：
[0129]
q1＝λ1sδθ1/l1＝λ1s(θ
m-θ
cv
)/l1[0130]
单位时间通过面积为s的外层隔热材料的热量为：
[0131]
q2＝λ2sδθ2/l2＝λ2s(θ
dew-θm)/l2[0132]
根据能量守恒定律，有q1＝q2[0133]
得到式(1)：λ1(θ
m-θ
cv
)/l1＝λ2(θ
dew-θm)/l2[0134]
外层隔热材料与环境试验箱外部环境的热交换，属于自然对流传热，空气自然对流传热系数可取为5.6w/m2·
k，单位时间表面积为s的热交换量是：
[0135]
q＝hsδθ
[0136]
其中，q是传热速率，单位：w；h是传热系数，单位：w/m2·
k；s是面积，单位：m2；δθ是温差，单位：k
[0137]
单位时间表面积为s的外层隔热材料与环境试验箱外部环境的热交换量是：
[0138]
q3＝h3sδθ3＝h3s(θ
out-θ
dew
)
[0139]
根据能量守恒定律，有q2＝q3[0140]
得到式(2)：λ2(θ
dew-θm)/l2＝h3(θ
out-θ
dew
)
[0141]
联合式(1)和式(2)，代入已知数，泡沫玻璃导热系数λ1＝0.06w/m
·
k，泡沫玻璃板厚度l1＝0.05m，聚氨酯导热系数λ2＝0.03w/m
·
k，聚氨酯板厚度l2＝0.05m，环境试验箱外部环境空气自然对流传热系数h3＝5.6w/m2·
k，环境试验箱外温度θ
out
＝23℃，露点温度θ
dew
＝21.46℃，可求得临界温度θ
cv
≈0(℃)。
[0142]
对于常见的环境试验箱，一个取样周期的经验值约为45min～75min。在本实施例中，取样周期选取为60min，n＝60。
[0143]
启动低温试验过程，测量并记录θi，计算离散积分值a和功率系数k，最后确定发热功率等级，控制阻性电热丝的发热功率等级。
[0144]
通常情况下，环境试验箱内的温度实际测量值与低温试验过程的设定值有微小偏差，取决于环境试验箱的温度控制精度，下面只是为了说明算法，忽略这个偏差。
[0145]
(1)当t＝30min时，记录的数据如下表：
[0146][0147][0148]
在上式中，i》30时，θi没有测量值，取(θ
out-θi)＝0
[0149]
功率系数k＝a/b＝a/[n
·
(θ
out-θ
cv
)]＝870/[60
×
(23-0)]＝0.63
[0150]
0.5≤k《0.8，判定发热功率等级为p1，以最大发热功率的25％加热除露即可。虽然环境试验箱内温度已经下降到-35℃，由于环境试验箱壁隔热材料的作用，热传导需要一定时间，此时，环境试验箱外壁面结露的可能性还比较小，不需要太大的发热功率。
[0151]
(2)当t＝45min时，记录的数据如下表：
[0152][0153][0154]
在上式中，i》45时，θi没有测量值，取(θ
out-θi)＝0
[0155]
功率系数k＝a/b＝a/[n
·
(θ
out-θ
cv
)]＝1740/[60
×
(23-0)]＝1.26
[0156]
1.2≤k《1.5，判定发热功率等级为p3，以最大发热功率的75％加热除露。
[0157]
(3)当t＝100min时，取样点时刻为41，42，43，
……
99，100(min)，共60个样点，记录的数据如下表：
[0158][0159][0160]
功率系数k＝a/b＝a/[n
·
(θ
out-θ
cv
)]＝3480/[60
×
(23-0)]＝2.52
[0161]
k≥1.5，判定发热功率等级为p4，以最大发热功率除露。
[0162]
(4)降温阶段需要30min，维持-35℃低温12h，从时刻t＝30 12
×
60＝750(min)开始升温，当t＝762min时，记录的数据如下表：
[0163][0164]
当t＝762min时，环境试验箱内温度已经升高到25℃，此温度高于环境试验箱外部环境温度23℃，不必计算a值和k值，直接判定发热功率等级为p0，停止加热。
[0165]
实施例5
[0166]
本实施例模拟一个环境试验箱中的低温试验过程并采用所述的一种环境试验箱防结露方法进行第二次试验，具体为：
[0167]
设实验室环境为：温度23℃、相对湿度95％，其他所有条件与实施例4一致。则θ
out
＝23℃，u
out
＝95％，露点温度为：
[0168]
θ
dew
＝100(a b
·
θ
out
)
·uout
c
·
θ
out
－19.2
[0169]
＝100
×
(0.1980 0.0017
×
23)
×
95％ 0.8400
×
23－19.2
[0170]
＝22.64(℃)
[0171]
使用与实施例4同样的方法计算，求得临界温度值θ
cv
＝17.60(℃)，取样周期也同样选取为60min，n＝60。
[0172]
当t＝30min时，记录的数据如下表：
[0173][0174][0175]
功率系数k＝a/b＝a/[n
·
(θ
out-θ
cv
)]＝870/[60
×
(23-17.60)]＝2.68
[0176]
k≥1.5，判定发热功率等级为p4。与实施例4相比，由于环境试验箱外部环境相对湿度增大了，结露可能性增大，需要更大的发热功率除露。
[0177]
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

技术特征：
1.一种环境试验箱防结露方法，所述环境试验箱中设有阻性电热丝，其特征在于，在低温试验过程中，包括以下步骤：s1：测量环境试验箱外的温度和相对湿度；s2：根据环境试验箱外的温度和相对湿度计算出露点温度；s3：根据露点温度和环境试验箱的隔热材料的热传导特性，采用热力学公式计算出结露临界条件的环境试验箱内临界温度；s4：确定取样周期和取样频率，在一个取样周期内，按照取样频率测量并记录环境试验箱内的温度；s5：根据环境试验箱内的温度在一个取样周期内的变化情况和环境试验箱内临界温度计算功率系数；s6：设置阻性电热丝发热功率分级可调，根据功率系数控制阻性电热丝发热功率等级。2.根据权利要求1所述的一种环境试验箱防结露方法，其特征在于，步骤s2中露点温度θ
dew
的计算公式为：θ
dew
＝100(a b
·
θ
out
)
·
u
out
c
·
θ
out-19.2其中，系数a＝0.1980，系数b＝0.0017，系数c＝0.8400，θ
out
为环境试验箱外的温度，u
out
为环境试验箱外的相对湿度。3.根据权利要求1所述的一种环境试验箱防结露方法，其特征在于，步骤s4中取样周期为n分钟，n的取值范围为：45≤n≤75。4.根据权利要求3所述的一种环境试验箱防结露方法，其特征在于，n为整数。5.根据权利要求1所述的一种环境试验箱防结露方法，其特征在于，步骤s4中取样频率为每分钟一次。6.根据权利要求1或3所述的一种环境试验箱防结露方法，其特征在于，步骤s5中功率系数k的计算公式为：k＝a/b＝a/[n
·
(θ
out-θ
cv
)]其中，a为温差d
i
随时间变化的离散积分值，d
i
＝θ
out-θ
i
，θ
out
为环境试验箱外的温度，θ
i
为环境试验箱内的温度，参考值b＝n
·
(θ
out-θ
cv
)，取样周期为n分钟，θ
cv
为环境试验箱内临界温度。7.根据权利要求6所述的一种环境试验箱防结露方法，其特征在于，通过以下累加算式表示温差d
i
随时间变化的离散积分值a：将低温试验过程降温阶段的开始时间作为时间轴的起始点，当变温时间t﹤n时，取样点不足n个，在离散积分值a的累加求和运算中，没有样点值时，取(θ
out-θ
i
)＝0；当t≥n时，取样点有n个，分别为：t-n 1，t-n 2，
……
，t-1，t；其中，i表示第i次取样，δt表示相邻两次取样间隔的时间。8.根据权利要求6所述的一种环境试验箱防结露方法，其特征在于，步骤s6中将阻性电热丝发热功率分为五个等级，分别为p0＝0、p1＝0.25p
max
、p2＝0.5p
max
、p3＝0.75p
max
和p4＝p
max
，其中，p
max
为阻性电热丝的最大发热功率。
9.根据权利要求8所述的一种环境试验箱防结露方法，其特征在于，当k＜0.5时，控制阻性电热丝发热功率为p0级，当0.5≤k＜0.8时，控制阻性电热丝发热功率为p1级，当0.8≤k＜1.2时，控制阻性电热丝发热功率为p2级，当1.2≤k＜1.5时，控制阻性电热丝发热功率为p3级，当k≥1.5时，控制阻性电热丝发热功率为p4级。10.根据权利要求8或9所述的一种环境试验箱防结露方法，其特征在于，在低温试验过程的升温阶段，如果检测到当前环境试验箱内的温度θ
i
高于露点温度θ
dew
，则把根据功率系数控制的阻性电热丝发热功率等级调低一级，最低为p0级；如果检测到当前环境试验箱内的温度θ
i
高于环境试验箱外的温度θ
out
，则把阻性电热丝发热功率等级直接调整为p0级。

技术总结
本发明提供一种环境试验箱防结露方法，包括以下步骤：S1：测量环境试验箱外的温度和相对湿度；S2：根据环境试验箱外的温度和相对湿度计算出露点温度；S3：根据露点温度和环境试验箱的隔热材料的热传导特性，采用热力学公式计算出结露临界条件的环境试验箱内临界温度；S4：确定取样周期和取样频率，在一个取样周期内，按照取样频率测量并记录环境试验箱内的温度；S5：根据环境试验箱内的温度在一个取样周期内的变化情况和环境试验箱内临界温度计算功率系数；S6：设置阻性电热丝发热功率分级可调，根据功率系数控制阻性电热丝发热功率等级。本发明提供一种环境试验箱防结露方法，解决了阻性电热丝通电后影响环境试验箱性能的问题。问题。问题。


技术研发人员：廖达 李首慧
受保护的技术使用者：广州市庆瑞电子科技有限公司
技术研发日：2021.11.19
技术公布日：2022/5/25