高性能温湿度检定箱的设计与试验

摘 要： 针对我国现有温湿度校准装备可靠性低、温区较窄等难以满足大批量温湿度计检定的问题，本文设计并研制了一款温湿度检定箱，该设备可提供稳定且较宽温区的温湿度场，以完成多类型批量温湿度计的检定校准工作。首先，对温湿度检定箱的原理和整体结构进行阐述，并对关键部件系统进行设计；其次，基于工作腔出风口是否添加均压结构进行风场均匀性仿真，并通过风速不均匀度公式完成了近似计算，验证结构的可行性；最后，对温湿度检定箱进行了性能测试试验，试验结果表明：该温湿度检定箱性能优越，温度场波动度、均匀度分别为±0.10 ℃、0.14 ℃，湿度场波动度、均匀度分别为±0.3%RH、0.7%RH，满足国家规程要求。

关键词： 温湿度；校准箱；仿真分析；性能测试

中图法分类号： TB942 文献标识码： A 文章编号： 1000-2324（2024）04-0540-08

随着“中国制造2025”的提出，高质量已成为工业发展的主线［1］。在电子制造、现代农业以及航空航天等温湿度要求较高的领域中，需要温湿度计参与环境温湿度的精确测量，但温湿度计在生产和使用中难免产生误差，对其进行检定以确保其可靠性就变得尤为重要［2，3］。因此，研制一款具有优良性能的温湿度检定箱对于温湿度计检定工作有重要意义。美国KAYMONT公司M2000 型湿度检定箱是一种可替代冷镜露点仪的设备，具有较高的精度，数分钟内即可达到平衡，短时间内便可完成全程检定，FLUKE公司的5128A型湿度发生器是一款广泛用于校准实验室和工作现场的便携式仪器，当环境条件变化时，单点测试可能引起误判，而5128A型的多点检定可靠性大大提高［4］。国内寿文杰等人［5］完成了对超大型高精度温湿度检定箱的研究，采用双温法工作原理，温度控制直接通过湿空气循环方式完成，避免了温度波动大的问题；倪雪飞［6］针对温湿度检定箱降温后液体冷凝，导致观察窗可视效果差，利用现有ARM11 多摄像头驱动技术、液晶显示等，在图像采集实时性和图像清晰度上仍需改进。国外温湿度发生设备的研制起步早，20 世纪50 年代就已出现基于不同原理的温湿度发生设备，而在此领域我国目前仍处于起步阶段，在设计经验的积累方面较少［7-10］。