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來源:《中國計量》2016年第9期

作者:劉曉艷; 劉湘桂; 盧榮中; 秦王丹; 鮑魯南; 謝毅;

作者單位:廣西壯族自治區桂林市計量測試研究所;

一、前言

為確保本單位恒溫恒濕實驗室溫濕度條件符合計量技術規范的要求，滿足檢定、校準和檢測工作的要求，使檢定、校準和檢測的結果準確可靠，分別對本單位的量塊、天平、電阻、電池恒溫恒濕實驗室的溫濕度技術參數進行檢測。    

二、檢測方法

目前國家對于恒溫恒濕實驗室的溫度、濕度技術參數的測試并沒有相應的檢測規范。為此，根據日常檢測中所積累的相關經驗，對恒溫恒濕實驗室溫度、濕度技術參數測試時引用的文獻，測試標準設備的選型，測試的方法，測試數據的處理等方面進行探討。

1.檢測規范的引用

對參考文獻所列國家標準、規范進行比較、分析后，發現GB/T18204.13、GB/T18204.14給出了測量空間溫度、濕度的布點要求及數據處理，但是沒有準確度要求。GB/T6529規定了恒溫恒濕實驗室的大氣環境，但其對測試方法和數據處理沒有明確的要求和說明。GB/T10739規定了恒溫恒濕實驗室的測試方法、技術要求及數據處理。GB50243從統計意義上說明了對實驗數據進行處理的方法，對檢測數據的處理具有指導意義。GB/T5170.1、JJF1101則比較適用于測試一些空間比較小、測試時間不太長、沒有室外新風干擾、性能比較穩定的試驗設備，其適用對象與恒溫恒濕實驗室差別很大。綜上所述，整合GB/T18204.13、GB/T18204.14、GB/T10739、GB50243的布點要求，并根據被測實驗室的實際情況進行測試點的布置，將GB/T10739、GB/T5170.1中對實驗室數據的處理方法綜合考慮后，對恒溫恒濕實驗室的檢測數據進行處理，使所檢測的數據能客觀真實反映恒溫恒濕實驗室內的環境溫濕度條件。

2.檢測項目

恒溫恒濕實驗室的測試存在各種不可預知的因素(如人員進出帶來室內外氣流的交換，室內人員數量帶來的潛熱，工作室內試驗儀器、設備本身的散熱，中央空調換氣帶入的室外新風等)，故具有測量空間大、環境干擾因素多的特點。因此，在對恒溫恒濕實驗室的溫度、濕度進行測量時，空間的控制偏差、均勻度、每小時穩定度、每小時波動度是測試重點。

3.檢測用標準設備的選擇

(1)溫場測量記錄儀。鉑電阻傳感器的整體測量最大允許誤差為±0.2℃，選用的鉑電阻傳感器為A級。

(2)精密露點儀。最大允許誤差:露點±0.2℃，溫度±0.1℃。

 在實際檢測時，發現精密露點儀適用在一個對氣流要求高、空間小的環境中，不合適放在恒溫恒濕實驗室中作為檢測用標準。溫場記錄儀及A級鉑電阻傳感器具有可同時觀察各個檢測點的實時數據變化，自動采集、存儲檢測數據的優點，也可用濕度傳感器測量濕度，但高精度的濕度傳感器價格不菲。因此以干濕球測量原理測量濕度，最后選定以溫場記錄儀及A級鉑電阻傳感器為檢測用標準。

GB/T10739中檢測時間是以24小時的連續測量來計算，而在實際使用中考慮到中央空調運行的高耗能性，故只在日常工作時間內開機運行。恒溫恒濕實驗室溫濕度環境的控制主要由空調的恒溫恒濕機組的工作性能決定，因此檢測時間、檢測次數的確定均能客觀反映出空調機的恒溫恒濕控制能力。通過大量的數據采集發現，空調開機且運行穩定后，數值均在一固定的范圍內波動，因而只需每2min采集一次數據，采集時間為60min，采集數據30個。

4.檢測點的分布及選擇

根據GB/T18204.13、GB/T18204.14、GB/T10739、GB50243中對檢測點的布點要求，結合實驗室實際內部環境情況進行綜合，重點布放在其有效工作區域內，原則上將測試點的位置布放在離地面(1.0～1.6)m不同高度的平面上，離開墻壁和熱源不小于0.5m處。因為(1.0～1.6)m這段空間距離在恒溫恒濕實驗室內的使用率是相對較高的，大部分的工作、實驗基本上是在這段空間距離中完成的，所以將檢測點確定在這段空間距離中，以空間對角的方式進行分布，其數量則依據實驗室的使用面積來確定。

依據上述原則，各檢定實驗室的檢測點的布放位置及數量如下，干球溫度測試點用字母A、B、C……表示，濕球溫度測試點用字母a、b、c……表示。

(1)量塊、天平檢定室:實驗室面積約為18m2，實驗室內儀器設備、操作臺均沿墻邊放置，綜合考慮后各檢測點的布放位置及數量如圖1所示。A、B、C、D、E、F點分別位于該空間的有效工作區域內，G、H點分別位于空調通風口的下方，O點位于測試空間的中心。

圖1  量塊、天平檢定室檢測點的布放位置及數量

 (2)電池檢定室:實驗室面積約為15m2，實驗室內儀器設備、操作臺僅靠墻的一邊擺放，故檢測點的布放位置及數量如圖2所示。B、D點分別位于該空間的有效工作區域內，A點、F點分別位于空調通風口的下方，O點位于測試空間中心。

圖2  電池檢定室檢測點的布放位置及數量

(3)電阻檢定室:實驗室面積約為15m2，實驗室內儀器設備、操作臺僅靠墻的一邊擺放，且實驗室內有一塊凸角，故檢測點的布放位置及數量如圖3所示。A、C點分別位于該空間的有效工作區域內，B點、E點分別位于空調通風口的下方，O點位于測試空間中心。

圖3  電阻檢定室檢測點的布放位置及數量

5.數據處理

按上述的布點，完成了量塊、天平檢定室、電池檢定室和電阻檢定室的檢測，這里僅給出電池檢定室的數據(見表1)。

表1  電池檢定室的數據

恒溫恒濕實驗室環境溫度、相對濕度的均勻度、每小時穩定度、偏差、每小時波動度均應符合有關計量檢定規程的要求。由于采用的是干濕球測量原理，同時采集干球與濕球的溫度值，相對濕度的計算則要通過查相應的濕度換算表進行換算后再計算，計算公式如下:

(1)均勻度    

式中:ΔJ——溫、濕度均勻度，℃/%RH；Jmax——各測試點在第i次測試中的實測最高值，℃/%RH；Jmin——各測試點在第i次測試中的實測最低值，℃/%RH。

(2)每小時波動度

ΔB=±(Bmax-Bmin)/2

式中:ΔB——60min內的溫、濕度波動度，℃/%RH；Bmax——各測試點在60min內的實測最高值，℃/%RH；Bmin——各測試點在60min內的實測最低值，℃/%RH。

(3)每小時穩定度

式中:ΔW——60min內的溫、濕度穩定度，℃/%RH；——60min內各測試點在前30min測試中的算術平均值，℃/%RH；內各測試點在后30min測試中的算術平均值，℃/%RH。

(4)偏差

ΔP=Pi-P

式中:ΔP——溫、濕度偏差，℃/%RH；Pi——各測試點在60min內的實測最高(低)值，℃/%RH；P——標稱值(即相關計量技術規范要求的值)，℃/%RH。

對表1的數據經過標準器示值誤差修正后，通過上式可得電池檢定室的均勻度為0.46℃/3.8%RH，每小時波動度為±0.78℃/±3.6%RH，每小時穩定度為0.75℃/6.3%RH，偏差為    

三、結論

上述測試方法在恒溫恒濕實驗室環境溫、濕度的檢測中，能真實客觀地反映出恒溫恒濕實驗室內環境溫、濕度的變化。通過測試實驗，證明本方法在對恒溫恒濕實驗室及類似室內空間的溫、濕度參數測試中的可行性，具有參考意義。