страница - 71
Для получения требуемой постоянной влажности воздуха можно использовать камеры с принудительной циркуляцией влажного воздуха, принцип действия которых основан на закономерности равновесного состояния между насыщенным солевым раствором и окружающей атмосферой. Относительная влажность воздуха в камере регулируется с помощью насыщенных растворов солей, а также смесей глицерина с водой. Насыщенные соляные растворы обладают большой способностью поглощать или отдавать влагу, не оказывая влияния на относительную влажность воздуха.
Воздух над насыщенным соляным раствором при постоянной температуре сохраняет определенную относительную влажность, характерную для данного раствора соли и данной температуры, что позволяет не измерять относительную влажность во время испытаний. Насыщенный раствор должен иметь избыток соли, при котором он может отдавать и поглощать большое количество влаги, что не влияет на его способность регулировать относительную влажность воздуха. Соляной раствор можно использовать без замены в течение длительного времени.
Применяемые для испытаний насыщенные соляные растворы не должны создавать коррозионную атмосферу, опасную для испытуемых изделий. Следует избегать использования загрязненных растворов, а также выкристаллизования или выползания соли на стенки сосуда.
Для осуществления испытаний с применением насыщенных солевых растворов находит применение солевой гигростат.
При работе в климатической камере солевой гигростат обеспечивает колебание температуры во времени ± 0,02 °С, колебание температуры в данный момент времени
+0,05°С и колебание относительной влажности 0,2 %.
Гигростат не требует применения специальных средств измерений, так как относительная влажность определяется температурой в полезном объеме камеры и в кассете, а также родом солевого раствора. Солевой гигростат обеспечивает воспроизведение относительной влажности в полезном объеме камеры в диапазоне 12 ... 95 % (в зависимости от применяемой соли) при температуре 0 ... +50 °С. Погрешность устанавливаемой влажности при ф < 50 % составляет ± 0,4 %, при ф > 50 % -
±0,7 %. Время установления устойчивого значения относительной влажности 20 ... 60 мин.
К достоинствам солевого гигростата относится обеспечение им высокого постоянства относительной влажности во времени и по объему.
В тех случаях, когда применение соляных растворов недопустимо, используют смесь глицерина с водой, от концентрации которой зависит относительная влажность. Смесь глицерина с водой может находиться, как и соляной раствор, в специальном резервуаре - кассете. Однако большая вязкость глицерина приводит к неравномерности концентрации раствора на поверхности и в толще смеси, поэтому рекомендуют обеспечивать циркуляцию с помощью насоса смеси по большей части стенок камеры. При этом смесь должна также покрывать пол камеры.
В связи с непостоянством концентрации раствора, обусловленным его быстрым старением, а также способностью некоторых изделий поглощать воду, необходимо систематически измерять и регулировать относительную влажность в камере и плотность смеси.
Таким образом, испытания с использованием смеси глицерина с водой требуют большого внимания к измерениям и процессу регулирования.
Увлажнение камер больших габаритных размеров (камер комнатного типа) может осуществляться открытым способом с применением подогрева воды электронагревателями или паром, а также закрытым способом путем непосредственного введения водяного пара в объем камеры.
Конструкция термовлагокамеры отличается от термокамеры введением в нее увлажнителя, устройства удаления конденсированной влаги, более сложных измерительных устройств и систем автоматического регулирования, обеспечивающих поддержание заданных температур и влажности.
Для измерения влажности воздуха применяют приборы, называемые гигрометрами. В климатических испытательных камерах для измерения и автоматического регулирования влажности воздуха находят наибольшее применение следующие методы: психрометрический, точки росы и сорбционный.
Психрометрический метод основан на определении разности температур, измеренных двумя термометрами: "сухим", измеряющим
температуру воздуха (/с), и "мокрым", измеряющим температуру тела, с поверхности, которого происходит испарение воды (/м), т.е.
находящегося в термодинамическом равновесии с окружающей средой.
Пользуясь полуэмпирической психрометрической формулой, можно определить относительную влажность
где Ем - максимально возможная упругость водяного пара при температуре tM; Е - максимальная упругость водяного пара при температуре tc; А - психрометрический коэффициент; р - атмосферное давление.
По показаниям сухого и мокрого термометров с помощью психрометрических таблиц или диаграмм, составленных для определенных конструкций психрометров, можно определить относительную влажность (р. Психрометрический коэффициент А зависит от размера и формы чувствительного элемента, вида и состояния смачиваемой поверхности тела, теплопроводности его защитной оболочки и ее защиты от радиации.
Существенное влияние на работу психрометра оказывает скорость циркуляции воздуха. При увеличении скорости воздушного потока усиливается испарение и уменьшается искажающее влияние теплового потока в тепловом балансе. В связи с этим в конструкции психрометра предусмотрена принудительная циркуляция воздуха. В аспирационном психрометре жидкостные термометры обдуваются с помощью аспиратора (вентилятора) потоком исследуемого воздуха с постоянной скоростью 2 м • с1. При этом они защищены от теплового воздействия прямых солнечных лучей. По данным Главной геофизической обсерватории, коэффициент А = 79,47 • 105 г* градус"1 для скорости воздуха 2 ... 2,5 м*с-1. С уменьшением скорости коэффициент А несколько увеличивается и может быть принят равным 10"3 г*град*1.
Суммарная статическая погрешность измерения ф зависит от погрешностей измерения температур tc , /м , атмосферного давления р, а также от факторов, влияющих на значение коэффициента А. Погрешности, обусловленные скоростью воздушного потока, уменьшаются при использовании вместо жидкостных (ртутно-стеклянных) термометров миниатюрных термодатчиков терморезисторов, так как скорость циркуляции при этом понижается.
К достоинствам психрометрического метода можно отнести достаточно высокую точность измерений, относительно небольшую инерционность (постоянная времени электронного психрометра с терморезисторами 1 ... 3 мин).
Недостатками метода являются: возможность измерений в ограниченном температурном диапазоне, особенно в области
значений, близких к О °С ;
зависимость результатов измерений от скорости циркуляции воздуха и атмосферного давления.
Для измерений при отрицательных температурах смачивание мокрого термометра рекомендуется производить 3 %-ным водным раствором формальдегида. В области повышенных температур психрометрический метод
ограничен +100 °С.
Метод точки росы основан на определении температуры, до которой необходимо охладить ненасыщенный водяной пар для доведения его до состояния насыщения, характеризуемого точкой росы. Температура точки росы определяется по началу конденсации водяного пара на плоской поверхности твердого тела (металлического зеркальца), охлаждаемой в атмосфере влажного воздуха.
Сложность конструкции гигрометров точки росы, связанная с необходимостью применения охлаждающего устройства, практически исключает его использование в камерах влажности.
Сорбционные методы, получившие практическое применение, основаны на применении гигроскопических тел, изменяющих свои свойства в функции количества поглощенной влаги. В зависимости от материала, использованного для построения влагочувствительного элемента и соответственно параметра, изменяющегося под действием влаги, различают деформационные, электрические, массовые, цветовые и другие сорбционные гигрометры.
В деформационных гигрометрах используются свойства некоторых гигроскопических материалов изменять свои линейные размеры в функции влажности воздуха.
Наиболее широко применение в камерах влажности получили электрические гигрометры и, в частности, электролитические подогревные гигрометры. Электролитический подогревной датчик (рис. 2.5.21) представляет собой металлическую гильзу 1 (каркас), покрытую изоляционным материалом, на которую надет чулочек 2 из стекловолокна, пропитанный водным раствором соли хлористого лития. Поверх чулочка находятся проволочные электроды J, представляющие собой биффилярную обмотку, закороченную на конце. По обмотке проходит электрический ток, вызывающий ее нагрев. Так как солевой раствор хлористого лития проводит электрический ток, то проволочные электроды замыкаются раствором соли
1 2 S 4»
Ряс. 2.5.21. Электролнтнческнй хлорнстолвтяевый подогревной датчик
хлористого лития, в результате их активное сопротивление уменьшается, а нагрев током увеличивается. При этом вода, содержащаяся в растворе соли, испаряется, сопротивление раствора увеличивается и нагрев уменьшается. Испарение способствует охлаждению элемента и вследствие гигроскопичности соли хлористого лития увеличению поглощения влаги из окружающей среды. Равновесное состояние наступает при температуре точки росы, измеряемой малоинерционным терморезистором 4, находящимся в гильзе.
Электролитические подогревные гигрометры можно использовать для измерения относительной влажности в пределах 13 ... 100 % в интервале температур
15 ... 50 °С. При этом точность измерений составляет ± 2 % относительной влажности, а постоянная времени - 1,5 ... 3 мин.
2.5.5.2. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ
Испытания изделий на воздействие повышенной влажности проводят в целях определения их пригодности для эксплуатации и хранения, проявляющейся в сохранении внешнего вида и значений параметров в пределах установленных в НТД норм после указанных воздействий.
По характеру воздействия различают постоянный и циклический режимы испытаний. При постоянном режиме испытуемые изделия подвергаются постоянному действию температуры и относительной влажности или парциальному давлению водяных паров. При циклическом режиме испытаний имитируется суточное изменение влажности и температуры, сопровождающееся конденсацией влаги и выпадением росы. По длительности воздействия различают длительные, кратковременные и ускоренные испытания. Длительные испытания проводят для проверки качества влагозащиты и коррозионной защиты.
Ускорение процесса испытаний достигается за счет повышения температуры, которое приводит к насыщению влажного воздуха, его конденсации и выпадению росы. При этом увеличивается абсолютная влажность воздуха и растет парциальное давление водяных паров, что способствует их проникновению во все трещины и капилляры изделия.
На основании изложенных соображений предусмотрено осуществление следующих методов испытаний:
при длительных воздействиях - циклические режимы (16+8 ч) и (12+12 ч), а также постоянный режим без конденсации влаги;
при кратковременных воздействиях -циклический режим и постоянный режим без конденсации влаги.
Воспроизводимость указанных методов испытаний существенно зависит от посто-
янства значений параметров испытательных режимов во времени.
Анализ показывает, что для достижения хорошей воспроизводимости испытаний необходимо обеспечивать по возможности более резкое снижение температуры с верхнего предельного значения до нижнего. Однако при этом не должно быть резкого снижения относительной влажности, поскольку в таком случае это может привести к подсушиванию испытуемого изделия. Одновременно необходимо в зависимости от предельных значений температуры поддерживать определенные значения парциальных давлений водяного пара, соответствующие поглощению влаги изделием.
Воспроизводимость испытаний зависит также от метода проведения испытаний. С учетом установленных допусков на парциальное давление водяного пара можно определить предельные значения температуры и относительной влажности, которые будут служить мерой воспроизводимости испытаний.
При разработке программы испытаний на воздействие повышенной влажности одним из главных вопросов является выбор степени жесткости, которая зависит от условий эксплуатации и исполнения изделия.
При испытаниях в циклическом режиме в зависимости от вида изделия и цели испытаний оно может находиться под электрической нагрузкой или без нее. Если целью испытаний является определение разрушающего действия электролиза или электрохимической коррозии, то изделие должно находиться под электрической нагрузкой. При испытаниях тепловыделяющих изделий, вызывающих недопустимую подсушку, препятствующую их увлажнению, целесообразно выборку изделий разделить на две группы и испытывать одну группу под напряжением, а другую без подачи напряжения.
Прежде чем приступить к непосредственному воздействию повышенной влажности на изделие, его выдерживают в нормальных климатических условиях для осуществления температурной стабилизации (рис. 2.5.22). Температура изделия должна быть
стабилизирована при 25 ± 3°С путем его выдержки в специальной камере (комнате) с нормальными климатическими условиями или в испытательной камере с указанной температурой. Продолжительность периода стабилизации указывается в НТД, но она должна быть не менее 1 ч. Рекомендуется, чтобы в течение последнего часа относительная влажность была повышена на 95 %.
В процессе циклических испытаний (цикл 16+8 ч) изделия подвергают воздействию непрерывно следующих друг за другом циклов, состоящих из двух частей:
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41] [стр.42] [стр.43] [стр.44] [стр.45] [стр.46] [стр.47] [стр.48] [стр.49] [стр.50] [стр.51] [стр.52] [стр.53] [стр.54] [стр.55] [стр.56] [стр.57] [стр.58] [стр.59] [стр.60] [стр.61] [стр.62] [стр.63] [стр.64] [стр.65] [стр.66] [стр.67] [стр.68] [стр.69] [стр.70] [стр.71] [стр.72] [стр.73] [стр.74] [стр.75] [стр.76] [стр.77] [стр.78] [стр.79] [стр.80] [стр.81] [стр.82] [стр.83] [стр.84] [стр.85] [стр.86] [стр.87] [стр.88] [стр.89] [стр.90] [стр.91] [стр.92] [стр.93] [стр.94] [стр.95] [стр.96] [стр.97] [стр.98] [стр.99] [стр.100] [стр.101] [стр.102] [стр.103] [стр.104] [стр.105] [стр.106] [стр.107] [стр.108] [стр.109] [стр.110] [стр.111] [стр.112] [стр.113] [стр.114] [стр.115] [стр.116] [стр.117] [стр.118] [стр.119] [стр.120] [стр.121] [стр.122] [стр.123] [стр.124] [стр.125] [стр.126] [стр.127] [стр.128] [стр.129] [стр.130] [стр.131] [стр.132] [стр.133] [стр.134] [стр.135] [стр.136] [стр.137] [стр.138] [стр.139] [стр.140] [стр.141] [стр.142] [стр.143] [стр.144] [стр.145] [стр.146] [стр.147] [стр.148] [стр.149] [стр.150] [стр.151]