高温高湿恒温恒湿试验箱可在 85 ℃/85 %RH 等恶劣条件下长期运行，精准模拟热带、海上或引擎舱环境。双级压缩+独立除湿系统确保温湿度无漂移，不锈钢铠装内胆与防凝露设计杜绝腐蚀，为汽车密封件、5G 基站外壳及光伏组件提供严苛而可靠的加速老化验证。

高温高湿恒温恒湿试验箱是模拟特定温湿度环境的常用设备。其中，高温高湿工况模拟对验证产品或材料在湿热严苛环境下的性能表现至关重要。本文旨在探讨针对高温高湿环境的恒温恒湿试验箱的技术特点与应用要点。

高温高湿工况的核心需求

高温高湿测试通常指在相对较高温度（如40℃以上）与高相对湿度（如85%RH至接近饱和状态）下的恒定或循环暴露。此类环境可模拟热带/亚热带气候、密闭设备内部运行环境或特定工业/运输仓储条件。主要测试目标包括：

• 材料耐老化性能： 评估塑料、橡胶、涂层、粘合剂等在湿热条件下的物理化学稳定性（形变、开裂、软化、强度衰减等）。

• 电子电工产品可靠性： 检验元器件、PCBA、整机在湿热环境下的功能稳定性、绝缘性能及潜在失效（腐蚀、迁移、短路）。

• 金属部件腐蚀风险： 测试金属材料及其表面处理的耐腐蚀能力。

• 密封性能与防护等级： 验证产品外壳、密封件的防潮密封有效性（常与IP防护等级测试相关）。

• 包装保护性： 评估包装材料及整体的抗湿能力。

• 生物制剂稳定性： 在医药领域用于特定样品或药品的湿热稳定性研究（需遵循相应标准）。

技术实现的挑战与应对

在高温（尤其>80℃）下稳定维持高湿度（>85%RH）存在技术难点：

• 高温下湿度维持困难： 温度越高，空气中饱和水蒸气含量呈指数增长。在高温下维持高湿度需要系统具备强大的加湿能力和精确的水分控制能力。

• 饱和与凝露风险： 高湿度设定点接近饱和点时（如98%RH），微小温度波动极易导致凝露现象。这不仅干扰测试（样品表面非预期结露），也可能损坏设备内部传感器或电气元件。

• 系统耐候性与可靠性： 高温高湿环境本身对设备内部材料（内胆、传感器、线缆、密封件）的耐腐蚀、抗老化及长期工作稳定性提出了很高要求。

• 能耗控制： 高温高湿工况下，制冷系统既要对抗环境高温带来的热负荷，又要处理因维持高湿度而增加的潜热负荷，能耗相对较高。

设备的关键技术要点

1. 强力的加湿系统：

• 超声波加湿（雾化）： 适用于对水质要求不高、湿度要求相对较低的场景。在高温下效果可能受限，且水雾滴可能在高温空间未全部蒸发反而沉降。

• 喷淋加湿： 较少用于精密试验箱，控制精度和均匀性挑战大。

• 主流方案（蒸汽加湿）： 采用大功率电加热式蒸汽发生器（锅炉），将纯水快速汽化产生洁净蒸汽，直接注入风道内。此方式反应快、控制相对精确、不易带杂质。

• 其他方案（需谨慎选择）：

• 加湿水质处理： 建议使用纯水（如RO水、去离子水）以减少结垢，延长加湿器寿命和避免喷雾污染腔体及样品。

2. 高效的除湿能力（与制冷联动）：

• 高温高湿工况下，降温时需同步强力除湿以维持设定点或防止过度饱和。依靠制冷系统表面盘管冷凝除湿是核心手段。系统需优化盘管设计（如面积、翅片间距）和风量匹配以提高除湿效率。

• 在要求极低湿度的高温段（如高温低湿试验）或快速除湿需求下，可能需辅助转轮除湿系统（通常位于试验箱外）。

3. 优化设计的空气循环系统：

• 大风量风机： 确保湿热空气在腔体内强制快速循环，促进水分均匀分布和温度均衡。

• 合理风道设计： 通过CFD模拟优化，确保气流均匀扫过整个工作空间，减少死角（避免局部湿度过高或过低），并保证加湿蒸汽与空气充分混合。常见顶部送风、底部回风或多点送风模式。

4. 耐高温高湿的结构与材料：

• 内胆： 普遍采用优质不锈钢（如SUS304或SUS316L），耐腐蚀、耐高温、易清洁、表面光滑减少水珠附着。

• 保温层： 厚层高压聚氨酯发泡，有效隔热保温，减少冷热损失，降低凝露于外壁的风险。

• 密封件： 门封采用耐高温、耐水汽老化的硅橡胶材料，并设计为多层密封结构。

• 观察窗： 多层中空或夹层加热玻璃设计，防止表面凝露影响观察。

5. 精密的控制系统与传感器：

• 耐高温高湿传感器： 温度传感器（Pt100）和湿度传感器（电容式高分子膜）需具备耐高温高湿的特性，长期稳定性好，并需定期校准。常布置多点监测空间状态。

• 耦合控制算法： 控制系统（常用PLC+触摸屏）需采用先进算法（如改进型PID），精细协调制冷、加热、加湿、除湿等执行部件动作。需特别处理温度和湿度之间的相互影响（RH受温度显著影响），避免振荡。

6. 多重安全保障机制：

• 独立的超温保护装置（双路或多路）

• 制冷系统高低压保护、过载保护

• 加湿水箱缺水/低水位保护及干烧保护

• 过流/短路/漏电保护

• 风机过载报警

• 可选样品保护（过温）

重要应用注意事项

• 样品放置： 确保样品间有足够间隙，避免阻碍气流，影响温湿度均匀性。金属热容大的样品会影响温湿度达到稳定的时间。

• 测试标准遵循： 明确需遵循的标准（如IEC 60068-2系列、GB/T 2423系列、JESD22-A101D等），严格按其规定设定条件（温湿度值、保持时间、温变速率、循环方式）和执行程序。

• 设备选型依据： 依据测试所需达到的最高温度、最高湿度要求（特别注意高温区的高湿能力）、样品尺寸与热特性、箱内容积及控制精度/均匀性指标进行选择。

• 维护与校准： 定期清洁加湿系统（防止结垢）、清洁腔体、检查门封条、更换/校准传感器是保证设备长期可靠运行及数据准确性的基础。建议遵循制造商维护指南，并进行周期性计量校准。

总结

高温高湿恒温恒湿试验箱为材料科学研究、工业品可靠性与适应性验证提供了关键的环境模拟手段。其技术核心在于解决高温下高湿度精确控制、温湿度场均匀性维持、系统长期耐候性与运行稳定性等挑战。实现这些目标依赖于强力的加湿除湿系统、优化的热交换与气流组织、耐腐蚀耐老化材料的应用以及精准的控制策略。此类设备在验证产品或材料应对湿热气候、加速评估其长期耐久性方面发挥着不可替代的作用。用户在选用和操作时，应关注其性能是否满足测试标准要求，并注重设备的规范使用和维护保养。