它属于环境可靠性试验设备,俗称气候箱,作用是在密闭腔体里,精准人工模拟不同温度、湿度环境,用来考核产品、材料在湿热、低温、高温、温湿度循环条件下是否失效、老化、性能漂移,是电子、汽车、新能源、材料实验室标配设备。
标准对应:GB/T 2423、IEC 60068、GB/T10586 等环境试验标准
一、分类
台式 / 小型箱(50L~225L):桌面式,适合小元器件、PCB、传感器,220V 供电,-40~150℃为主
立式标准箱(408L~1000L):实验室常用,样品量大,连接器、模组、电池模块测试
步入式温湿度房(Walk-in):几个立方到上百立方,人可以走进去,测试整车、机柜、大型整机、批量托盘样品,多用于汽车、储能行业
快速温变湿热箱:升降温速率更快(≥5℃/min, 15℃/min),加速应力筛选,价格更高
区分:高低温箱只有温度、不带湿度模块;温湿度试验箱同时具备加湿、除湿能力
二、整体结构与组成
箱体本体
内箱:SUS304 不锈钢,耐腐蚀、耐凝露;外箱冷轧钢板烤漆 / 不锈钢
夹层:PU 发泡 + 玻璃棉保温层,减少冷热损耗
箱门:带加热防凝露中空观察窗、硅胶密封;标配 50mm 电缆测试孔,方便外接信号线、供电;不锈钢可调样品架
加热系统:镍铬合金电加热管,PID 调节功率升温
制冷系统(关键)
单级制冷:一般做到 - 20℃
复叠式制冷:双级压缩,可做到 - 40℃、-70℃,低温常用环保冷媒;部件:压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、干燥过滤器
加湿系统:主流两种
蒸汽加湿(电极式):纯水加热产生蒸汽,响应快,工业主流
浅水盘 / 湿布加湿:均匀性更好,适合高低湿场景
除湿系统(冷冻除湿为主):制冷蒸发器降温到露点以下,水汽凝结成水排出;超低湿机型会搭配分子筛除湿
循环风道系统:离心风机 + 风道,强制风循环,保证箱内温湿度均匀,避免局部温差
传感与控制系统
温度:A 类 PT100 铂电阻
湿度:电容式湿度传感器
控制器:触摸屏 PLC,支持定值模式、可编程交变曲线,可设置多段程序、停留时间、循环次数;带数据记录、U 盘导出、报警、缺水、超温保护
三、工作原理
控制器实时采集 PT100、湿度传感器信号,PID 闭环联动各系统:
温度偏低 → 开启加热器
温度偏高 → 启动制冷压缩机
湿度偏低 → 启动加湿器,往风道注入水汽
湿度偏高 → 蒸发器降温凝水除湿 风机持续搅动空气,让整个腔体温湿度均匀稳定;温湿度互相耦合,控制器要联动补偿(低温下湿度控制难度远高于常温)
四、常规技术参数(通用标准版)
温度范围:-20℃~+150℃ /-40℃~+150℃ /-70℃~+150℃三档选型
湿度范围:20%~98%RH;低温段(<10℃)很难做高湿;选配除湿组件可做到 5% RH 低湿
温度均匀度:≤±1.0℃,波动度 ±0.5℃
湿度均匀度:≤±3% RH,波动度 ±2.5% RH
升降温速率:常规 1℃/min 降温、3℃/min 升温(空载);快速温变型可 5~15℃/min
供水要求:优先去离子纯水,防止水垢堵塞加湿桶、腐蚀管路
五、常见试验项目
恒温恒湿试验(85℃/85% RH 高温高湿老化,常用)
高低温湿热交变循环(模拟四季昼夜变化)
低温贮存、高温烘烤、湿热老化
温湿度偏压测试(HAST 是高压加速,和普通湿热箱不一样)
产品稳定性、密封、绝缘、金属腐蚀、塑胶老化验证
六、主要应用行业
电子元器件、连接器、PCB、芯片、传感器、新能源电池、电机、汽车零部件、光伏、塑胶橡胶、包装材料、医疗器械、电工仪器、通信设备、航空航天等可靠性实验室、质检、研发部门
七、选型要点(采购 / 对接客户时重点问)
内部容积、样品尺寸、样品发热功率(发热大,制冷余量要放大)
需要温度、是否要做低湿
是否需要交变程序、升降温速率要求
供电:220V 单相 / 380V 三相
是否有防爆要求(锂电池测试必须防爆款)
校准需求、标准要求、是否需要数据导出
八、常见注意事项
必须用纯水加湿,自来水容易结垢、损坏加湿电极
低温高湿工况极易结霜,设备自带化霜逻辑
负载不能挡住风道,否则均匀度严重变差
严禁放入易燃、易爆、挥发性强腐蚀样品
