多功能氣候試驗室技術說明

一、概述

本主要試驗設備為根據用戶要求特制的設備，其功能是在一定空間內模擬一種或多種氣候狀態，為試驗提供環境條件和測試手段試驗室系統均能獨立進行試驗，達到提高能效和設備使用效率及運行可靠性。

二、模擬氣候試驗系統組成：

（一）多功能試驗室一：

⑴溫度試驗系統，⑵鹽霧試驗系統，⑶酸雨噴淋試驗系統，⑷紫外光照試驗系統，⑸CO₂碳化試驗系統，（6）濕度試驗系統。

三、主要技術規格及參數：

主要技術參數	備注
1.溫度范圍：－20℃～＋60℃（可調） 2.溫度偏差：±2℃ 3.溫度波動度： ≤±1℃ 4.升溫速率：大于1℃/min 5.降溫速率：大于0.5℃/min 6.濕度范圍：50%RH ～95%RH 7.濕度波動度：±5%RH 8.鹽水濃度： 3～5% 9.霧粒大小：（5～10）μm 10.鹽水流量: 150～250L/h可調 11.人工雨方向:垂直向下 12.淋雨量調節：可調 13.淋雨周期控制：既可手工控制淋雨，也可自動控制周期淋雨； 14.光源 ：紫外燈管  (UVA) 波長在313—420納米之間。 15.燈管距試件距離: 50mm 16.燈管間距: 70mm 17.CO2氣體濃度可調范圍：0～20%     控制精度 ±3% 18.CO2濃度測試點數量：共3個測試點，用來檢測均勻度 （可移動裝卸）	工作室尺寸：可根據用戶需要設計、定制各種非標尺寸與功能

四、主要配置要求

室體保溫板：

外板材質：經特殊防銹處理的耐腐蝕噴涂板。

內板材質：板內壁材料為進口￡=1.2 SUS304L不銹鋼板；

庫板在發泡前預埋特殊設計加工的防變形鋼木骨架。

保溫材質：10cm厚的高密度阻燃聚胺脂發泡專用保溫層。

底板：底板為￡=2.0SUS304L不銹鋼板。

制冷壓縮機：2套，選用德國品牌，半封閉壓縮機；主要制冷配件盡量選用進口配件。

加熱器：采用鈦合金。

溫濕度控制器：采用進口控制器。

噴嘴：選用方便拆裝的快拆式耐腐蝕噴嘴。材料采用不銹鋼

鹽霧供給：采用蠕動泵。

CO2濃度測量：選用進口CO2濃度傳感器。

五、系統說明及材料性能

1、箱體結構：

1.1、室體：

（1）、拼裝組合冷庫結構，采用10cm厚耐高低溫、保溫性能的專用庫板拼裝而成；

（2）、庫板材質：

外箱板材質：為經特殊防銹處理的高級鍍鋅彩鋼噴涂板；

內箱板材質：選用優質SUS304L厚度達1.2mm不銹鋼板

（3）、外板顏色：電腦白；

（4）、保溫材質：采用10cm厚的高密度聚胺脂發泡專用保溫層；

（5）、底部采用SUS304L厚度達2.0mm不銹鋼板制作，能承重4000KG試件。

（6）、工作室頂部采用“人”字形，保證了鹽溶液不得滴落在試件上。選用方便拆裝的快拆式耐腐蝕噴嘴。材料采用不銹鋼。保證了鹽霧無水滴現象。

1.2、室門：

（1）、材料：用韌性好、耐高低溫老化的專用硅橡膠密封保溫庫門。

（2）、開門方式：雙扇外開門結構。

1.3、照明及電源：

室內安裝防潮、防霧、防爆三防照明燈.每室2組。

1.4、循環風機：

采用風機專用馬達+不銹鋼加長軸心+耐高低溫的不銹鋼多翼式渦輪風扇，對工作室內空氣進行強制對流，垂直擴散循環，保證均勻度。

2、制冷系統：

2.1、制冷系統采用分體安裝方式，工作室內置空氣調節處理（包含冷風機及化霜水自動收集排放裝置）系統，庫外安裝制冷機組，結構緊湊，同時也降低了室內噪音；

2.2、采用風冷式冷凝方式，從而使系統結構簡單緊湊，安裝方便，從而具有高可靠性和高穩定性的降溫特性；

2.3、機組檢漏：

全系統管路均為通氮加壓（壓力60kg/cm²以上）24小時檢漏測試；

2.4、機組保護：

（1）壓縮機高壓保護；

（2）壓縮機低壓保護；

（3）壓縮機超溫保護；

（4）壓縮機電機過電流，過壓，欠壓保護；

（5）冷風機電機過電流，防反轉保護。

2.5、機組配置：

1、制冷壓縮機組：

采用德國“Copeland” 半封閉水冷壓縮機所組成高效制冷系統。使得試驗箱的降溫速率和低溫恒溫符合要求。

2、熱力膨脹閥：

采用丹麥進口“Danfoss”牌熱力膨脹閥的制冷系統的設計應用能量調節技術，既能保證制冷機組正常運行又能對制冷系統的能耗及制冷量進行有效的調節，使制冷系統的運行費用和故障率下降到較為經濟的狀態。

3、冷媒（制冷劑）：

采用美國DUPONT（杜邦）公司生產的R404和R23環保型制冷劑。

4、冷卻方式：

風冷，采用波浪狀鰭片型強制送風冷凝器。

5、制冷輔助件：

主要制冷配件及控制器件均采用進口原件，電磁閥和截止閥采用意大利產“CASTEI”（卡士妥）牌,壓力控制器采用韓國產“HJ”牌等。

6、檢漏：

全系統管路均通氮加壓（壓力60kg/cm2以上）24小時檢漏測試。

7、蒸發器：

斜率式FIN-TUBE蒸發器。

8、所有冷凍系統動作程棄，由微電腦控制器控制，可達到率及省電的優點。

9、化霜

（1）、化霜方式：可按設定的時間自動化霜，也可人為強制化霜；

（2）、化霜水排放：通過化霜水收集槽和引水管把化霜水自動排入室外下水道

10、制冷加熱控制系統：

（1）、采用不銹鋼鰭片式鎳鉻絲高速加熱器；

（2）、獨立系統，不影響冷凍系統；

（3）、加熱控制方式采用中國臺灣產“陽明”SSR（固態繼電器）驅動，無觸點控制、無噪音、無電弧，穩定可靠。

（4）、溫度控制由PID自動調節，輸出功率隨溫度實際值與設定值比較結果變化而變化，以達到高精度、高功效和高穩定性。

3、溫濕度試驗系統

3.1、系統概述

溫濕度交變試驗系統，是考核產品在濕熱氣候環境條件下適應能力的試驗設備，一般由室體、空調系統和監控系統三大部分組成。要保證濕熱室內溫濕度均勻，首先要保證試驗室內氣流組織速度的均勻一致，而室內的風速正是由室體本身固有的送風式所決定的。因此，在結構上空氣處理和電氣控制等方面必須有相應的要求。根據我們從事環境試驗設備的經驗，考慮到濕熱試驗室的客觀原因，室體長度較長，采用全孔板頂送底回的送風方式，具有很多優點：溫濕度均勻性好、精度高、風量均勻，在單位時間內可以完成較大的冷熱交換，控制儀表的相應時間短，故控制儀表的靈敏度高。這些優點也正是濕熱室所要求的，因濕熱室頂部不允許有水滴滴落在試驗樣品上，因此，濕熱試驗室選用全孔板頂送底回結構，使頂部靜壓腔與多孔板在同等的溫度條件下解決了凝露水問題。根據凝露機理，不同材料所制的多孔板，可選用不同解決方法，為了盡量減少對靜壓腔溫度干擾，多孔板應選用傳熱快，比熱小，厚度薄的金屬材料。多孔板頂送底回的送風方式，它的送風速度一般5米／秒，室內風速約為0．25米/秒,這能滿足濕熱試驗標準要求.

3.2、設備要求及結構說明

主要技術參數	備注
1.2溫度范圍：15～100℃ 1.3溫度波動度：≤±1℃ 1.4溫度偏差：≤±2℃ 1.5濕度范圍：50﹪～95﹪R.H 1.6濕度波動度：≤±5﹪R.H	電源：AC3N4P 380V 50HZ 工作室尺寸：可根據用戶需要設計、定制各種非標尺寸與功能

3.2.2、要求及結構特點

2.1、加熱系統：

1、形式：獨立鈦合金鎧裝翅片式（鎳鉻合金電熱絲封裝在金屬護管內）加熱器；獨立系統，不影響冷凍系統；

2、控制器件：加熱控制方式采用無觸點固態繼電器驅動，具有無觸點控制、無噪音、無電弧，穩定可靠的特點。

2.2、加濕和除濕系統

1、加濕器：電極式加濕器。

2、加濕原理：采用電極式加濕方法，以水為導電介質，將加濕用水通電進行快速加熱，其特點是可以迅速產生潔凈的蒸汽，性能穩定、控濕精確高，輸出加濕量在30%～99%之間。

3、加濕罐為可自動清洗式，具有全自動清洗功能，可定時自動及手動清洗，一般每隔兩小時自動清洗一次。

4、自動加水裝置：與自來水或去離子水管道連接后，加濕罐用水可自動供水。

5、保證“性能指標”，穩定可靠，適合多年使用；

6、除濕：采用蒸發器盤管露點凝露接觸方式去濕；

7、有超濕、溢流雙重保護裝置；

8、加濕、除濕系統獨立；

2.3、加濕循環

采用錄式水循環系統，利用水位控制器，實現加濕供水，并配有缺水，無水，不加熱等聲光保護功能。

2.4、空氣調節系統：

1、空氣強制循環通風，平衡調溫調濕方式；

2、噪音≤70dB。

2.5、濕度、溫度傳感器

1、溫度傳感器：精度鎧裝鉑電阻（保證“性能指標”），傳感精度0.1℃；

2、濕度測量方式：經典干濕球法（保證“性能指標”）。

3、濕熱試驗、控制系統、加熱系統、風道系統、加濕系統、除濕系統、制冷系統組成，采用整體結構。

4、試驗箱的結構及附件放置方式，能防止冷凝水滴落到工件上。箱內的冷凝水要不斷排出。

5、試驗箱保持空氣流暢，工作空間的風速為0.5～2米/秒。

6、試驗箱采用制冷系統，保證試驗室溫度，濕度的穩定性。

7、試驗箱內的加熱、加濕等輔助裝置全部采用不銹鋼材料制作。

8、制冷、除濕的冷機及部分元器件采用進口元器件（如電磁閥、過濾器、膨脹閥、貯液器等）。

9、試驗箱大門安裝可靠，密封性好，無泄漏。

3.2.3、控制系統：

1、控制系統采用韓國溫濕度控制器，配有R485通訊接口，可直接與通用計算機相連，可顯示、設定、存儲、打印試驗數據，提供通訊邊接線和驅動軟件。

2、制冷、升溫、濕度控制，其功率隨試驗品的熱容量和設定的溫、濕度可實現抗積分飽和PID自動平衡調節開機功率、運行工況；

3、溫度濕度時間輸入顯示值最小：0.1℃/0.1%RH/0.1分鐘；

4、溫度、濕度、時間輸入范圍：-100℃～+200℃/0～99%RH/0～999小時；

5、控制輸出：溫度、濕度；

6、試驗數據顯示：設定溫度、設定相對濕度、實測溫度、實測相對濕度、

總運行時間、段運行時間、段剩余時間、加熱加濕狀態、日歷時間。同時能顯示實測的溫度曲線、濕度曲線等；

7、運行方式：恒定運行方式；

8、故障信息：當發生異常時，具有故障顯示功能，可能的原因和推薦的解決方法；同時發出報警音響信號和視覺信號（聲光報警）；

9、無器件選用：接觸器采用法國施耐德產品；按鈕繼電器采用日本歐姆龍產品；其它零部件均采用進口產品

4、鹽霧試驗系統：

4.1、供氣系統

空氣壓縮機

→

貯氣罐

→

調壓閥

→

油水分離器

→

飽和器

→

噴霧壓力調壓閥

→

電磁閥

→

工作室

本試驗室采用氣流式噴霧，因此要有供氣系統。供氣系統的作用就是連續供給鹽霧試驗室所需壓力的新鮮空氣。本系統內擬購置一臺低噪音空氣壓縮機作供氣源，另購壓縮空氣貯氣罐一個。以儲存氣體，以免直接供氣影響壓縮機的壽命，并可根據需要隨時供氣。環境大氣經空氣壓縮機壓縮成高空氣后進入貯氣罐。

為了保障進入噴咀的空氣為潔凈帶濕度的熱空氣，需將壓縮機產生的氣體進行油水分離，為達到分離干凈，分二次分離，初級分離器為一圓形受壓容器，內有活性碳、干凈的石子、羊毛氈、分流器、排污接口等。第二級為精細型過濾，處在進入飽和器前的位置，力求做到盡的能力除油污。

由于噴霧壓力只需0.07～0.14MPA,過濾后的空氣需進行二級減壓,級將空氣減至0.2～0.3MPA,第二級根據霧量的大小,調至0.07～0.14MPA,以使經噴咀噴出的噴霧壓力在規定范圍之內.

鹽霧試驗規定進入試驗室的空氣要有一定的溫度和濕度,因此在壓縮空氣進入室體前增加一套加熱加濕裝置,即空氣飽和器,飽和器溫度值受溫控儀控制,可以根據不同的環境溫度及試驗溫度對溫度進行調整。

飽和器為一受壓容器,耐壓≥6kg,有不銹鋼制作,飽和器裝有電熱管.筒內裝去離子水,設有水位計、進水閥、進氣閥、排氣閥、排污閥、傳感器測試孔等。壓縮空氣進入飽和器后與去離子水或蒸餾水產生的水蒸氣混和，以使進入噴咀的空氣為接近箱內試驗溫度、潔凈濕潤的空氣。

供氣系統的管道材料為耐壓PP管。所有暴露在空氣中的管道以及埋在外層框架的管道均需用不同的保溫材料進行保溫。

4.2、飽和器內水的補充：

由于經飽和器內流出的空氣是濕熱空氣，會帶走一部分水蒸氣長時間工作會不斷地消耗水，需要及時補充水，此外，由于噴霧狀態下，飽器內有壓力，進不去水，就得暫時停止供氣。困此：在飽和器上設置二支電磁閥，其中一支為進水電磁閥，另一支為出氣（通氣）電磁閥，補充時二支電磁閥同時打開。由飽和器水位開關來控制。

4.3、鹽溶液供給系統：

氣流噴霧要連續進行，鹽水的連續自動補給是的。鹽水補給系統就是為了達到這一目的而設置的。

為了保持一定的虹吸高度，需要將鹽水虹吸水位保持在適當的高度。配置好的鹽溶液貯存在一塑料容器內，靠蠕動泵直接送入噴咀內。蠕動泵用來調節鹽溶液的供給量，將柔性或半柔性的管子置入泵頭，當電機旋轉時泵頭輾壓泵管產生真空并驅動液體，從而實現流量控制。這種方式鹽溶液不經過泵，只是通過管路，對泵及鹽溶液都不會產生腐蝕及污染。每四個噴咀供水管路上各配一組流量調節及流量計，調節與顯示進入噴咀的流量。

為了使進入噴咀的鹽溶液溫度與室內溫度接近，需在鹽水補給箱內加裝熱器，使其進入噴咀的鹽水符合要求。

4.4、噴霧系統：

噴霧裝置的功能就是將鹽水補給系統送來的鹽水利用氣源系統供給的高壓空氣從噴咀中高速成噴射時產生的引射作用，通過虹吸原理將鹽水吸上來。并經過霧分散器吏鹽水成霧狀噴出。

本試驗室選用選用方便拆裝的快拆式耐腐蝕噴嘴，材料采用不銹鋼。帶徑流調節系統，它們被安裝在支架上，可以在1000mm范圍人垂直移動，并可以在軸向±90°內旋轉。

4.5、壓力平衡及排污排水系統：

噴霧過程中鹽溶液除排霧系統帶走一部分外，大多數都跌落在室體內。排水管與排霧管可有機地結合起來，通過一個通道既排出鹽霧又排出積水。同時又可保持壓力平衡，最終排霧口應遠離試驗室。

4.6、快速排霧裝置：

試驗結束后，室體尚有大量鹽霧存在，短時間內不能全部沉降或排出室外。為了方便試驗人員盡早進入室體，本室設計有一套快速排霧裝置，在30分鐘內可將室內的鹽霧排除。

4.7、試驗品支架：

試驗品支架由不銹鋼焊接而成，下方配有尼龍腳輪。

外部小車由不銹鋼焊接而成，下方配有橡膠腳輪、并設有工作室內部軌道，同樣采用不銹 鋼制成，并在箱體底部做了加強處理承夠承受試品及試品支架的重量，承重量≥4000kg。

外部小車與工作室內軌道，設有對接口便于試品支架進入（退出）工作室。

試驗品的進入：打工箱門，先將試品支架安放于外部小車并固定，再將試品放置于試品支架上并固定。然后移到外部小車，使其于工作內軌道對接，再將試品架解除固定，用牽引車移動試品支架到工作室內并使試品處于工作室中間位置，并固定，然后關上箱門。試驗品出箱與進入相反操作。

4.8、噴霧方式：周期、連續

本設備為用戶提供兩種噴霧方式。一種是周期，即根據用戶設定的時間，設備作間隙運行。另一種是連續工作，即設備作一種連續工作狀態。種運行方式：主要檢測材料在環境變化較大的條件下，材料的耐腐蝕性。 第二種運行方式：主要檢測材料在環境變化較小、或無變化的條件下，料的耐腐蝕性。

以上二種運行方式主要由1個三檔轉換開關和1只雙計時時間繼電器來控制，轉換開關主要用轉換運行方式。雙計時時間繼電器主要用來執行周期運行的工作。

5、酸雨噴淋試驗系統

5.1、主要技術指標

主要技術參數

1、水壓：98Kpa 2、流量：25.4L/min 3、噴水管徑：Φ16～20mm 4、噴水孔徑：Φ1.2 mm 5、噴水孔徑距：50mm

5.2、結構特征

1、人工雨方向:垂直向下

2、淋雨量調節：可調

3、淋雨周期控制：既可手工控制淋雨，也可自動控制周期淋雨

4、主要由箱體、擺管系統、壓力系統、水循環系統以及控制系統組成。

5、淋雨系統噴嘴由SUS316L不銹鋼制作而成。噴嘴尺寸、數量以及布置方法嚴格按技術要求制作、選擇，我公司選用的噴嘴流量、壓力、雨滴直徑的大小均可以自由調節。

6、噴水雨排應實現（滑道）自動上下移動，噴嘴方向可調；

7、噴淋壓力和流量，能夠自動控制、調節和測量，并能在測控裝置上自動顯示；

8、具有排水和絕熱保溫措施；

9、噴淋系統帶有儲水罐，以便實現內部循環；

10、雨量范圍：0－10mm/min（水平和垂直分量）,雨量可調，雨量時間20min；

11、噴淋系統安裝在箱體的頂部。

6、紫外光照試驗系統

6.1、技術要求：

主要技術參數

1、溫度范圍：RT+10~70℃ 2、濕度范圍：大于90%RH 3、試樣與燈管距離：50±2mm 4、燈管間中心距：70mm 5、輻照光源：UV-A 320-400nm長波紫外線燈 6、紫外線強度：48-137 uw/c㎡ 7、紫外線維持率: 82% 8、燈管壽命：達7000小時

6.2、結構特征

設備主控制器為智能數顯控制儀，人性化設計的操作方法，易學易用，并且不同功能檔次的儀表操作相互兼。輸入采用數字校正系統，內置常用熱電偶，測量精確穩定。具備位式調節和AI人工智能調節功能，多種報警模式

盡管紫外光（UV）只占陽光的5%，但是它卻是造成戶外耐用性下降的主要光照因素。這是因為陽光的光化學反應影響隨著波長的減少而增加。因此在模擬陽光對材料物理性質的破壞影響時，不需要再現整個陽光光譜。在一些情況下，只需要模擬短波的UV光即可。

采用UV燈管的原因是因為它們比其它燈管更為穩定，并且能更好的再現試驗結果。采用熒光紫外燈模擬光對物理性質的影響，例如亮度下降、褪色、剝落等方面，是方法。大多的數的紫外熒光燈管產生的是紫外光，而不是可見光和紅外光。

6.3、暴露方式：蒸汽冷凝機理

試樣表面經規定的輻照時間后轉入模擬夜間的無輻照狀態，此時試樣表面仍受暴露室內熱空氣和水蒸氣的飽和混和物加熱作用，而試樣背面繼續受到周圍空間的空氣冷卻，形成試樣表面凝露的暴露狀態。

6.4、紫外輻照傳感器：

紫外線老化試驗配有紫外輻照傳感器。它是一種高精密的光度控制系統，它可以允許用戶選擇所期望的光照度。可以對光照強度進行連續監測。和全自動精確維護。它可以通過調節燈管能量來對因燈管老化或任何其他變化造成的光能量下及時作出修正

7、CO₂碳化試驗系統：

CO₂氣體濃度可調范圍：0～20%

CO₂濃度測試點數量：共3個測試點，用來檢測均勻度

控制精度 ±3%

混凝土碳化試驗是進行混凝土碳化實驗的專用設備。產品符合GBJ82-85《水泥長期耐久性實驗》中碳化實驗設備的要求。

裝置：工作室內裝有架空試件的不銹鋼支架、二氧化碳氣體引入口、分析取樣用的氣體引入口、工作室內氣體對流循環裝置、溫濕度監測裝置。

氣體分析儀：選用日本富士生產紅外CO₂控制器。能夠分析箱內的二氧化碳濃度，精確至1％。

二氧化碳供氣裝置：包括氣瓶、壓力表和流量計。

六、設備安全裝置

1、主回路漏電斷路器、操作回路過負載短路保護；

2、控制室門開關、上下限溫度設定器、干燒防止器、冷凍機過熱/過負載保護；

3、加濕系統異常保護；

4、試樣負載短路保護；

5、設備具有警報信號裝置、超溫保護設定裝置；

6、設備裝有加濕水路排水開關、急停開機、運行指示燈、故障指示燈、蜂鳴器等。

7、電源相序保護；

七、整體系統：

本系統具有一機多用功能。

1、加熱獨立系統，可作高溫試驗室單獨使用；

2、二氧化碳氣體碳化獨立系統，可作二氧化碳氣體碳化試驗室使用；

3、制冷獨立系統，可作低溫試驗室使用；

4、鹽水噴霧獨立系統，可作鹽水噴霧試驗室使用；

5、淋雨獨立系統，可作淋雨試驗室使用；

6、獨立光照系統，可作熒光紫外燈試驗室使用；