探討濕熱試驗(yàn)箱在環(huán)境行業(yè)中的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) 

本文探討了IEC 60945標(biāo)準(zhǔn)濕熱試驗(yàn)中升溫和加濕試驗(yàn)方法的合理性。通過根據(jù)濕熱試驗(yàn)的基本原理和IEC 60068-2-30、IEC 60068-2-78以及GB 2423.3、GB 2423.4等相關(guān)國際、國家標(biāo)準(zhǔn)中濕熱試驗(yàn)的具體試驗(yàn)方法，分析IEC 60945中濕熱試驗(yàn)的試驗(yàn)方法是否合理。結(jié)果顯示，IEC 60945標(biāo)準(zhǔn)中濕熱試驗(yàn)的試驗(yàn)方法與IEC 60068-2-30、IEC 60068-2-78標(biāo)準(zhǔn)的操作順序不同，試驗(yàn)結(jié)果也不相同。
基于此，可有如下結(jié)論：IEC 60945標(biāo)準(zhǔn)中濕熱試驗(yàn)的試驗(yàn)方法中升溫和加濕的先后順序與交變濕熱的作用機(jī)理相悖，建議將試驗(yàn)方法的操作順序修改為在低溫條件下將試驗(yàn)箱內(nèi)的相對濕度升到不小于95 %，待箱內(nèi)相對濕度達(dá)到95 %以后，在3 h±30 min內(nèi)將箱內(nèi)溫度由(25 ±3) ℃升至(40±2) ℃。
1  引言
濕熱試驗(yàn)主要用于考核電工電子產(chǎn)品在高濕條件下的環(huán)境適應(yīng)性，特別是產(chǎn)品的機(jī)械性能和電氣性能的變化。由于各類電工電子產(chǎn)品的特點(diǎn)不同，進(jìn)行濕熱試驗(yàn)的條件也不相同。根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)委員會頒布的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，濕熱試驗(yàn)分為恒定濕熱試驗(yàn)和交變濕熱試驗(yàn)。
恒定濕熱試驗(yàn)是指溫度和濕度試驗(yàn)條件不隨時間變化的濕熱試驗(yàn)[1]。產(chǎn)品或使用場所溫度變化不大，產(chǎn)品表面不會產(chǎn)生凝露現(xiàn)象時選擇恒定濕熱試驗(yàn)。
交變濕熱試驗(yàn)是指溫度、濕度條件隨著試驗(yàn)時間在高溫高濕和低溫高濕之間循環(huán)變化的一種濕熱試驗(yàn)[2]。溫度條件的變化引起產(chǎn)品表面凝露或產(chǎn)品使用場所溫度的變化能引起產(chǎn)品表面凝露時選擇交變濕熱試驗(yàn)。
目前，主要的濕熱試驗(yàn)方法有IEC 60068-2-78、IEC 60068-2-30、IEC 60945、GB/T 2423.3和GB/T 2423.4等國際和國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。其中IEC 60068-2-78、和GB/T 2423.3為恒定濕熱試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，IEC 60068-2-30、GB/T 2423.4和IEC 60945為交變濕熱試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

2  恒定濕熱的試驗(yàn)方法
根據(jù)IE C60068-2-78和GB/T 2423.3中的規(guī)定，恒定濕熱試驗(yàn)的溫度和濕度為(30±2) ℃/（40±2）℃、(93±3) %RH/(85±3) %RH[3]。在試驗(yàn)產(chǎn)品或試驗(yàn)產(chǎn)品的使用場所溫度變化不大時，試驗(yàn)產(chǎn)品表面不會出現(xiàn)凝露現(xiàn)象。為了驗(yàn)證和考核實(shí)際使用情況下試驗(yàn)產(chǎn)品的在濕熱條件下的環(huán)境適應(yīng)性，同時避免樣品出現(xiàn)凝露的現(xiàn)象，應(yīng)選擇恒定濕熱試驗(yàn)。
# 恒定濕熱試驗(yàn)在樣品放入試驗(yàn)箱后的升溫和加濕順序如下：
1）首先將試驗(yàn)箱的溫度調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溫度(30±2) ℃/(40±2) ℃，并使樣品達(dá)到溫度穩(wěn)定；
2）升溫過程中及樣品達(dá)到溫度穩(wěn)定前，可通過不提高試驗(yàn)箱內(nèi)的絕對濕度來避免試驗(yàn)樣品發(fā)生凝露現(xiàn)象；
3）在試驗(yàn)樣品達(dá)到溫度穩(wěn)定后，在2 h內(nèi)將試驗(yàn)箱的相對濕度調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的濕度值(93±3) % RH/(85±3) %RH；
4）在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，待試驗(yàn)箱的溫濕度達(dá)到穩(wěn)定后開始計算試驗(yàn)時間；
5）試驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行恢復(fù)檢查。
從恒定濕熱的試驗(yàn)順序可以看出整個試驗(yàn)是考核試驗(yàn)樣品在恒定溫濕度條件下的適應(yīng)性。由于恒定濕熱條件下樣品表面不會出現(xiàn)凝露，因此在試驗(yàn)過程，明確升溫和加濕的先后順序以避免試驗(yàn)過程中樣品出現(xiàn)凝露現(xiàn)象。

3 交變濕熱的試驗(yàn)方法
根據(jù)IEC 60068-2-30和GB/T 2423.4中的規(guī)定，交變濕熱試驗(yàn)的溫度和濕度為(25±3) ℃/95 %RH~(40±3) ℃/(93±3) %RH或(55±3) ℃/(93±3) %RH[4]。因?yàn)榻蛔儩駸嵩囼?yàn)驗(yàn)證樣品在高濕度與溫度循環(huán)變化組合且經(jīng)常會在樣品表面產(chǎn)生凝露的條件下使用、運(yùn)輸和貯存的適應(yīng)性。
#交變濕熱試驗(yàn)在樣品放入試驗(yàn)箱后的升溫和加濕順序如下：
1）首先將試驗(yàn)箱的溫度調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溫度(25±3) ℃，并使樣品達(dá)到溫度穩(wěn)定；
2）在樣品溫度穩(wěn)定后，將試驗(yàn)箱內(nèi)的相對濕度升至不低于95 %RH；
3）在3h±30min內(nèi)將試驗(yàn)箱內(nèi)的溫度升到規(guī)定值(40±3) ℃/或(55±3) ℃；
4）將相對濕度控制在(93±3) %，并保溫保濕9 h；
5）保溫保濕結(jié)束后，在3~6 h的時間內(nèi)將試驗(yàn)箱內(nèi)的溫度調(diào)到(25±3) ℃，并保溫到一個循環(huán)結(jié)束（一個循環(huán)的試驗(yàn)時間為24 h）。
從交變濕熱的試驗(yàn)順序可以看出整個試驗(yàn)是考核試驗(yàn)樣品在交變溫濕度條件下產(chǎn)生凝露后的環(huán)境適應(yīng)性。由于在高濕條件下從低溫升高溫的過程中樣品表面會出現(xiàn)凝露，因此從低溫升高溫前需把試驗(yàn)箱內(nèi)的濕度調(diào)至95 %以上，待達(dá)到規(guī)定的濕度后再將溫度升至高溫。

4   IEC 60945標(biāo)準(zhǔn)中濕熱試驗(yàn)的試驗(yàn)方法
根據(jù)IEC 60945的規(guī)定，該試驗(yàn)的目的是考核受試樣品在高濕條件下的運(yùn)行能力。該標(biāo)準(zhǔn)濕熱試驗(yàn)的高溫溫度為40 ℃，低溫溫度試驗(yàn)場所的溫度值。
#在樣品放入試驗(yàn)箱后的升溫和加濕順序如下：
1）將受試樣品放入常溫常濕試驗(yàn)箱內(nèi)；
2）在3 h±0.5 h內(nèi)將溫度升至(40±2) ℃、相對濕度調(diào)至(93±3) %；
3）在(40±2 ) ℃/(93±3) %RH條件下保溫保濕10 h~16 h；
4）保溫保濕結(jié)束后，受試樣品加電工作0.5 h后進(jìn)行功能性能檢測；
5）試驗(yàn)結(jié)束后，在不小于1 h的時間內(nèi)將試驗(yàn)箱的溫濕度恢復(fù)至常溫常濕。
從IEC 60945濕熱的試驗(yàn)順序可以看出整個試驗(yàn)的溫度和濕度是交替變化的，因此該類濕熱試驗(yàn)為交變濕熱。
5   IEC 60945標(biāo)準(zhǔn)與其它標(biāo)準(zhǔn)的比較
從上述五個濕熱試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)?zāi)康暮筒僮黜樞蚩梢钥闯觯琁EC 60945中的濕熱方法與IEC 60068-2-30、GB/T 2423.4同為交變濕熱，IEC 60068-2-78、GB/T 2423.3為恒定濕熱。通過對上述標(biāo)準(zhǔn)的分析，IEC 60945與IEC 60068-2-30、GB/T 2423.4、IEC 60068-2-78、GB/T 2423.3存在著以下區(qū)別：
1）IEC 60945濕熱試驗(yàn)在低溫升高溫過程中，同時將試驗(yàn)箱內(nèi)的相對濕度升至(93±3) %，而IEC 60068-2-30和GB/T 2423.4則是在試驗(yàn)箱處于低溫時將相對濕度升至95 %以上，在試驗(yàn)箱內(nèi)的相對濕度達(dá)到規(guī)定值后再由低溫升至高溫；IEC 60068-2-78和GB/T 2423.3是先將試驗(yàn)箱內(nèi)的溫度升至高溫，然后再將相對濕度調(diào)至（93±3）%RH或（85±3）%RH的規(guī)定值。
2）IEC 60068-2-30和GB/T 2423.4明確提出試驗(yàn)中受試樣品表面有凝露出現(xiàn)，IEC 60068-2-78、GB/T 2423.3則明確說明避免受試樣品在試驗(yàn)中出現(xiàn)凝露，而IEC 60945中的濕熱方法對是否出現(xiàn)凝露雖沒有明確說明，但I(xiàn)EC 60945中的濕熱為交變濕熱，根據(jù)交變濕熱的作用機(jī)理，本人認(rèn)為試驗(yàn)中受試樣品表面應(yīng)出現(xiàn)凝露現(xiàn)象。
6結(jié)論
在試驗(yàn)過程中，按照IEC 60945中規(guī)定的濕熱試驗(yàn)方法進(jìn)行操作，受試樣品表面未出現(xiàn)凝露現(xiàn)象，究其原因是升溫和調(diào)濕同步進(jìn)行且升溫速率慢，受試樣品內(nèi)部溫度的變化基本與試驗(yàn)箱的溫度變化同步。因此本人認(rèn)為IEC 60945中濕熱的試驗(yàn)方法未能達(dá)到交變濕熱要求的受試樣品表面出現(xiàn)凝露的規(guī)定，建議將IEC 60945中濕熱試驗(yàn)方法中升溫和加濕的順序進(jìn)行調(diào)整。首先在低溫條件(25±3) ℃下將試驗(yàn)箱內(nèi)的相對濕度升到不小于95 %，在箱內(nèi)相對濕度達(dá)到95 %以后，再在3 h±30 min內(nèi)將箱內(nèi)溫度由(25±3) ℃升至(40±2) ℃，以達(dá)到交變濕熱時受試產(chǎn)品表面凝露的效果。