1.问题的提出
温度均匀度是干燥箱的主要技术指标之一。它既是衡量干燥箱质麓好坏的主要技术指标,也是用户能否达到良好使明效果的主要技术指标。干燥箱温度均匀度指标的一致性,是指同一批干燥箱温度均匀度的离散状态;干燥箱温度均匀度的稳定性,是指一台干燥箱在不同时间温度均匀度的离散状态,或不同批次出厂的干燥箱温度均匀度的离散状态.因此重视与研究干燥箱温度均匀度的一致性与稳定性,对生产厂家和用户,都具有十分重要的意义.
2.干燥箱温度均匀度技术指标的特点
温度均匀度是描述某一(工作)空间温度分布状况的技术指标.同一组测量数据.由于不同标准的要求与测试、计算方法不同,就会呈现出不同的特点。例如干燥箱与高温试验箱的温度均匀度的定义、测量与数据处理方法不同,其调试方法也不同。
2.1从技术标准角度的分析
JB/T5520-1991《干燥箱技术条件》中规定:电热干燥箱(自然对流)的温度均匀度不大于最高工作温度的±3.5%电热鼓风干燥箱(强制对流)的温度均匀度不大于最高工作温度的±2.5%。
该标准规定,温度均匀皮的数值是中心点与各试点温度平均值之麓。根据笔者统计多台干燥箱测聋数捌的分析,中心点正巧处丁试点最高温度与最低温度的中问值的概率很小,而在试点最高温J延与最低温度之差的75%与25%点上的概率较高。比喻晚明(为便^丁说明问题,表中采川胖魁的假设数据,但从四达公·tJ山厂产品的大量实测数扒发明,中心点温度在最高、最低平均温度的位置的概率,与表中的表述是一致的)。
干燥箱技术条件的规定决定了干燥箱温度均匀度的特点——以工作空间中心点计算温度均匀度。这与GB/T11158-1989高温试验箱技术条件中规定的.温度均匀度为试点最高温度与最低温度之差的平均值相比.有很大的不同。这个不同,就决定了产品结构设计方法与调试方法的不同。后者只关注最高温度点与最低温度点之间的温度差,而前者还要关注中心点温度的值,能否更靠近(最高点与最低点温度值)50%的位置。
2.2从生产角度的分析
干燥箱是批量型组织生产的实验室仪器,每批产品生产周期短,厂家追求的是:做到每批产品温度均匀度指标一致,在不调试的情况下做到每台都达到标准要求。
2.3从使用角度的分析
干燥箱产品的温度均匀度指标,根据标准规定,在出厂时采用抽测的方法。尽管同一批产品的温度均匀度都在标准规定范围内。但仍有一定的离散性。这是用户应当知道的。用户还要注意剑,每台干燥箱(特别是空气自然对流的电热干燥箱)的温度均匀度还有随时间有变化特点。
更主要的是,干燥箱在置放试品后.其温度均匀度指标可能会发生很大变化。尤其是试品置放不合理,挡住了热风的循环,会形成局部温度异常(主要是超温),造成试验的火败或试品的损坏。
3.影响干燥箱温度均匀度技术指标的主要因素
3.1干燥箱结构的影响
影响干燥箱温度均匀度的主要阂素是产品结构,例如:I:作室尺寸、风道结构、蜗壳、风板、试样架等等。其中任何一个因素的微小变化,都会造成干燥箱温度均匀度的变化。一台干燥箱有优良的温度均匀度指标,主要靠上述结构因素的最佳组合,而不是仅仅靠某一个因素的优化。温度均匀度好的干燥箱结构往往是在多次试验、调试中“找”出来的。当然,这时的温度均匀度是对空载条件而言的。
3.2控制系统的影响
在干燥箱结构不变的条件下。原则上可以说。控制精度较高时,产品的温度均匀度要好一些。但它是影响温度均匀度的次要因素。只要温度波动度在±l℃之内,温度均匀度仍达不到指标,就不要再调控制系统,而主要在结构上找问题了。
3.3使用环境的影响
对于温度均匀度指标而言,电热鼓风干燥箱(强制对流循环)受使用环境的影响少一些。电热干燥箱(自然对流循环)受使用环境的影响要大一些,它主要受干燥箱附近温度及风流动状态的影响。同一台电热干燥箱.置放在不同位置,温度均匀度指标有差别:不同的时间测量,温度均匀度指标也有差别.在新产品研制时,在批量产品质量评定时,在用户使用时,都要充分注意。
4.干燥箱温度均匀度的调试
新产品开发中,为“找”到一种温度均匀度指标好而且稳定的干燥箱结构,要有比较科学的测量数据分析和调试方法.
4.1温度均匀度测量数据的收集与分析
同一规格的干燥箱,同一批次不同产品个体的温度均匀度指标要收集.用于分析同批次的离散性;不同批次的温度均匀度数据也要收集,用于分析不同批次的离散性.达到监控与改进产品技术性能的目的。
对干燥箱温度均匀度测量数据进行分析的目的,是研究与判断其温度均匀度指标优劣,温度均匀度分布规律性.寻找调试方法的重要手段.目前采用的分析方法有:(1)温度分布图分析(用GB/T11158—1989高温试验箱技术条件中的上、中、下分层表示各试点的平均温度进行分析);(2)温度分布曲线分析(按试点某一例定的顺序将各试点温度平均值描出曲线进行分析).以上两种分析方法,本人在《试验箱温度场问题的探讨》(《四达试验设备》)2004年第三期)中有介绍.(3)相关分析(利用二元数据的相关分析,研究批量产品的稳定性,有一定的作用).当然,还有其他的温度均匀度灏量数据分析方法。4.2优选法在温度均匀度调试中的应用
在干燥箱调试中,要找到工作室尺寸、风道结构、蜗壳、风板、试样架等等的最佳组合,片非易事.它们的组合状态可以是成千甚至是上万能种(只你把一个因素分得足够细).如何用较少的试验次数找到最佳组合,优选法是一个有力的工具。我们在实践中,采用单因素的0.618法与对折法比较多,效果是不错的。有时3’5次试验就能找这单个因素的最佳状态。
5.批量生产时干燥箱温度均匀度的一致性与稳定性
在干燥箱批量生产时.要做到生产工艺稳定.能保证干燥箱结构和控制系统的一致性与稳定性,就能保证每艺批次产品温度均匀度的一致性.也能保证各个批次产品温度均匀度的稳定性。各个批次产品温度均匀度指标如有波动I时,首先就要检查生产工艺是否有变化,特别检查干燥箱结构是否因工艺不稳定而有变化。
6用户使用时干燥箱时温度均匀度的稳定性
6 1使用环境的影响
电热鼓风干燥箱受使用环境的影响大一些。用户要注意的是,电热干燥箱(空气自然对流)的温度均匀度指标受周围小环境的影响较大,这种影响主要来自干燥箱周围风的流动。当用户把也热干燥箱搬动地方时.最好测量一下温度均匀度指标。
6 2负载的影响
负载对干燥箱温度均匀度的影响相当大.物别是电热(空气自然对流)干燥箱。我认为,GB/T11l58—1989高温试验箱技术条什中对负载的规定也适用于干燥箱:负载总体积不超过试验箱丁作室容积的1/5:负载横截面面积之和不超过l作室主导风面面积的1/3;负载重封一般按每立方米工作室容积内放置50-80kg试验样品计算。有的刚户因放置试验样品太多,造成烘焙质量不离,甚至于烧坏试验样品的事例出现。 |