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高低温箱选型,温变速率该怎么确定?
温变速率是选型里最容易"往上加"的一项:加着加着,制冷量翻倍、功率翻倍、价格翻倍。但速率不是越高越好,它应该从标准、节拍、样品三处算出来。这篇讲怎么定。
一、速率从哪儿来:三个来源
第一,执行标准。产品标准或试验规范里写着速率,就按那个做,不用自己拍。
第二,工艺节拍。实验室一天要跑几个循环、产线多久要出一批结果,反推设备速率。这是最实际的一条。
第三,样品本身。样品厚、热容大、带金属散热体,设备速率再高,样品内部跟不上也没意义。
三条里只要有一条给出具体数字,速率就定了,剩下的是留多少余量。
二、标准里速率是怎么说的
要区分两类试验。高温试验、低温试验这类稳态试验,标准管的是温度和保持时间,不管速率;温度变化试验才管速率。
GB/T 2423.22的温度变化试验,要求写明温度变化速率,并规定转换时间不宜超过3分钟;标准对速率一般还给允许偏差,也就是实测速率允许在规定值上下浮动一定比例,验收时按这个判。
三、用节拍反算:一个实例
假设要跑-40℃到+85℃,温差125℃。
速率5℃/min,单程约25分钟;速率3℃/min,约42分钟;速率2℃/min,约62分钟。
一个完整循环还要加两段保持时间,各按60分钟算:5℃/min的循环约170分钟,一天能跑八个多循环;2℃/min的循环约244分钟,一天只能跑五六个。产能够不够,一算就清楚。
这就是定速率最实在的方法:先算清一天要跑几个循环,再看设备速率能不能兑现。反过来,先买高速率设备再想产能,钱大概率花在闲置的能力上。
四、速率有三种写法,别混
平均速率。总温差除以总时间,把起步慢、末段快都平均掉了,数字最好看。
线性速率。要求全过程每分钟都达到规定值,难度高,对制冷量和控制要求都高。
瞬时速率。某一时刻的速度,波动大,一般不作为验收依据。
采购要问清是哪种,行业里默认谈线性,但报价单上常写平均。合同必须写"线性速率不低于X℃/min"。
五、空载和带载:这一项差距最大
样本册上的速率几乎都是空载数据。装满样品、样品还发热,实际速率会明显下降,降多少取决于样品总热容和发热功率。
所以给厂家的信息里要带三样:样品重量、单次装载总重、通电后的发热功率。要求厂家按这个负载报速率,而不是报空载值。
还有一点常被忽略:降温比升温难。同样是5℃/min,升温靠加热容易做到,降温要看制冷量够不够。验收时两段都要测。
六、定档建议
按实际需求定档,不追高。常规材料试验,2到3℃/min就够用;电子件温度循环、要压缩周期,4到5℃/min是比较常见的档位;再往上就进入快速温变的范畴,价格和能耗是另一个量级。
留10%到20%的余量,别留50%。设备有衰减,夏天环境温度高也会拖慢降温,留一点余量是必要的;留太多就是白花钱。
速率和容积要一起看。同样5℃/min,小箱体容易,大箱体难,标称速率一定要问是在多大容积、多少负载下测的。
七、验收怎么测
空载测一遍,带载再测一遍。两次都要记录升温段和降温段,取最慢的那一段判合格。
记录起点和终点的判据。从多少度算到多少度、稳定判据是什么,都要事先约定,否则数据没法比。
挑最不利的季节测。夏天车间温度高,降温段最容易不达标,这时候测最有说服力。
八、容易吃亏的地方
一,把平均速率当线性速率。签的时候是5,实测线性只有3。
二,只测升温不测降温。降温才是真正的短板。
三,用空载数据验收带载工况。装满样品后速率掉一半,责任扯不清。
四,为用不上的速率多付钱。一年跑不了几次高速率,却为它多买了一套制冷系统。
五,忽略环境温度。夏天降温慢、冬天升温慢,验收时间选得不对,结论会偏。
九、一句话收尾
速率这样定:先看标准有没有规定,没有就用产能反算,再按样品热容和发热量打折,最后留一到两成余量。合同里写清线性还是平均、在什么容积和负载下测、升降温两段都达标,验收就不会有争议。

