引言
由于温湿度数据存储记录仪的常用温区为（-20～35）℃，热指数仪的常用温区为（5～50）℃，在全量程提高温度均匀度和波动度难度太高，因此，笔者在（-20～50）℃温区对一种温湿度标准箱加以研究改进。方案通过改变箱内送风温度，并辅以出风方式的优化，来提高温湿度标准箱内有效工作区（400mm×400mm×300mm）的温度均匀度（从0.3℃提高至0.2℃）和温度波动度（从±0.2℃/10min提高至±0.1℃/10min），从而满足温湿度数据存储记录仪和热指数仪校准配套专用恒温箱的要求。
1温湿度标准箱的优点
1.1具有很好的控制稳定性
通过测量饱和器温度下的饱和水汽压力和试验腔温度下的饱和水汽压力计算出相对湿度。由于目前国内温度控制技术已经十分成熟可靠，且水温可以长期稳定控制在±0.05℃，喷淋或者鼓泡发生的饱和气露点值也相对固定，从而保证箱内相对湿度的波动度较低。另外，箱内温湿度不存在瞬间脉动，温湿度变化率很小，适合与各型精密露点仪配套使用。
1.2具有较好的长期稳定性
设备中只有水箱温度和箱体温度两个参数，都采用Pt100铂电阻进行测量，由于温湿度箱的温区为常温，Pt100在该温区的长期稳定性已经得到长期实践的验证和认可。所以该设备与采用湿度传感器控制的检定箱相比，具有无可比拟的长期稳定性。
1.3具有优越的低风速下温湿度均匀性
温湿度检定箱的整个工作区设计为通风风道，没有通风盲区，各部位风速比较均匀，从而保证其在低风速(0.2m/s以下)下的温湿度均匀性。JJG205—2005中要求，当检定对象为干湿表时，箱内风速应不大于0.2m/s。且高风速与被检仪器的实际工况也不相同。
2方案提出
一种温湿度标准箱的风由上部风扇吸入，分别流经布置于箱体背部风道中的制冷蒸发器和加热盘管进行温湿度调节，顺时针进入箱体底部出风口，最后由底面前、左、右3侧出风，送风至标准箱中，如此周而复始地循环。由于温湿度标准箱结构难以完全对称、箱壁6面漏热不均或密封性不好等原因，导致其温度均匀度和波动度无法达到规范对专用恒温箱的技术要求。为了解决标准箱内温度均匀度和波动度问题，首先对无改进的一种温湿度标准箱的有效工作区（400mm×400mm×300mm）进行了风速分布和温度分布的测量，因为箱体内各个位置的风速不同将直接导致各点的温度差异，所以设置风速探头和温度探头共9个，温度测量范围为（-20~50）℃，每个温度点稳定后连续测量30min，每2min读数一次，取偏差最大一次数据。风速测量为每个点进行3次，取平均值，测量数据测量数据显示，有效工作区域的温度测量值与风速有很大关联，风速越大则受热（受冷）越充分，有效工作区的各点风速差异较大，由此可以看出温湿度标准箱内的左右前后出风不均匀。根据这个测量结果，提出改进方案：在出风口横向加入翅片换热器；在翅片换热器前端增加若干台叶轮；将原有的三侧面出风底板改为上底面密集小孔出风，并找到最优出风方式。
3调温调湿法工作原理
该原理较为常用，采用该原理箱体的上端为工作腔和混合腔，箱体的侧壁设有观察窗和操作孔，在箱体外部还设置有人机交互装置，人机交互装置与箱体内的温度控制装置，湿度控制装置和空气循环装置连接，温度控制装置包括温控箱，温控箱通过管路与工作腔连接，温控箱内设置有加热器，制冷器和液位传感器，湿度控制装置包括水箱，湿气发生装置和除湿器，湿气发生装置和除湿器通过管路与混合腔连接，空气循环装置包括安装在工作腔内部的风机以及空气循环管路。该原理的缺点是均匀性稍差，加湿过程容易产生饱和气，会有水冷凝在箱体或被检设备上，会导致被检设备和设定值相差大，且因速度快故容易造成湿度过冲波动较大。长时间运行，除湿压缩机性能下降，除湿能力减弱，箱内湿度不稳定。该工作原理有如下优点:(1)工作原理简单，加湿时，通过雾化装置想箱体内喷饱和气，然后再通过制冷除湿把湿度降到设定值。(2)速度快，它不像双温法和分流法，工作流程就是加湿和除湿，很快就可以找到平衡点，但稳定性会收到一定的影响，箱体内的设计风速会对均匀性有很大影响。
4干湿分流法工作原理
分流法原理简单，就是通过干气和湿气混合的方法，达到设定的温湿度环境，箱体内温度达到设定值之后，通过某种算法，按一定比例的干气和湿气的流量配比混合，最终达到工作所需要的温湿度环境。除满足JJG205—2005要求，还满足数字温湿度计校准规范JJF1076要求，完全满足温湿度标准箱校准规范JJF1564—2016的各项要求，尤其是满足其中的温湿度变化率的指标要求。下优点:(1)速度快。在稳定的干气和湿气供应前提下，通过控制流量的方式，将干气和湿气按比例混合，控制只需要调整好一定比例的混合气，就可以得出相应的温湿度源，这样箱体内只需要把上一个状态气置换完成，箱体内的湿度均匀性就可完成。(2)有较好的稳定性。这种原理要控制好稳定性，有两个重要因素，第一是干气和湿气的状态要稳定，必须保证两种气体的含水量稳定才能保证混合气的稳定性，第二就是控制两股气的流量稳定，同时满足上面两个条件，那混合气也就是发生的湿度条件也是稳定的。(3)它的工作区域和风速也是根据需要可调的，不过如果对工作区域和风速有要求的话，可能就会牺牲稳定时间，大的工作区域、小的风速要求都会延长设定状态的稳定时间。
5结论
针对大批量的温湿度数据存储记录仪和热指数仪等仪器对校准设备提出高要求，在原有温湿度标准箱的基础上加以改进，并辅以大量试验论证，将一种温湿度标准箱的箱内有效工作区（400mm×400mm×300mm）的温度均匀度从0.30℃提高至0.20℃，温度波动度从±0.2℃/10min提高至±0.1℃/10min，达到温湿度数据存储记录仪和热指数仪对校准配套设备的要求。
结束语
双温法湿度发生原理具有温湿度均匀性和稳定性好、工作区容积大、操作方便、长期运行稳定可靠的特点，其工作区内气流均匀合理，风速小于0.2m/s，适合于各类机械式和电子式温湿度计、温湿度记录仪和干湿表的检定和校准，性能优于JJG205—2005机械式温湿度计检定规程湿度均匀性和波动性的要求。与一般调温调湿箱采用蒸汽加湿和制冷去湿的温湿度控制方法不同，双温法温湿度检定箱工作原理是:先通过空气在喷淋式水饱和器或者采用传统鼓泡法饱和器中产生一定露点的饱和湿气，然后再将该湿空气加温至所需的温度，从而在箱内获得既定的温湿度环境。
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