潮湿环境模拟试验箱用水规范

一、引言

二、水质要求

（一）电阻率

1. 电阻率的重要性

• 水的电阻率是衡量水中离子含量多少的一个重要指标。在潮湿环境模拟试验箱中，高电阻率的水能够减少水中离子在试验过程中对试验样品的影响。例如，当试验箱内湿度较高时，如果水中含有大量的金属离子（如钙、镁、铁等），这些离子可能会在试验样品表面沉积，改变样品的表面特性，影响其电气性能或化学反应过程。一般来说，试验箱用水的电阻率应不低于 5MΩ・cm，对于一些对湿度环境要求极为严格的试验，如高精度电子元件的潮湿测试，电阻率甚至应达到 10MΩ・cm 以上。

2. 电阻率的测量与监控

• 为了确保试验箱用水的电阻率符合要求，应定期使用电阻率仪对水的电阻率进行测量。测量频率可根据试验箱的使用频率和水质情况确定，一般建议每周至少测量一次。如果发现电阻率低于规定值，应及时采取措施，如更换水源或对水进行处理，以提高电阻率。同时，在试验箱的控制系统中，可以设置电阻率监测功能，当电阻率超出设定范围时，自动发出警报，提醒操作人员进行处理。

（二）酸碱度（pH 值）

1. 合适的 pH 值范围

• 试验箱用水的 pH 值应保持在中性或接近中性的范围，一般为 6.5 - 7.5。过酸或过碱的水可能会腐蚀试验箱的内部部件，如水箱、管道、加湿器等。例如，酸性水可能会腐蚀金属管道和加湿器的金属部件，导致设备损坏，缩短使用寿命；碱性水可能会与水中的某些离子反应，形成沉淀，堵塞管道和喷头。此外，不合适的 pH 值还可能影响试验样品的性能测试结果，特别是对于一些对酸碱敏感的材料或生物样品。

2. pH 值的调节与控制

• 在使用试验箱之前，应使用 pH 计测量水的 pH 值。如果 pH 值不在合适的范围内，可以通过添加适量的酸碱调节剂进行调节。例如，当 pH 值偏低时，可以添加少量的氢氧化钠溶液来提高 pH 值；当 pH 值偏高时，可以添加适量的盐酸溶液来降低 pH 值。在调节 pH 值时，应缓慢加入调节剂，并不断搅拌，同时密切监测 pH 值的变化，避免 pH 值调节过度。在试验箱运行过程中，也应定期监测水的 pH 值，一般每 2 - 3 天测量一次，确保 pH 值始终保持在规定范围内。

（三）硬度

1. 硬度对试验的影响

• 水的硬度主要由水中的钙、镁等离子含量决定。硬水在加热或蒸发过程中容易形成水垢，这些水垢会附着在试验箱的加热元件、加湿器喷头、管道内壁等部位。例如，在蒸汽加湿的试验箱中，硬水形成的水垢可能会堵塞加湿器喷头，导致加湿不均匀或无法加湿；在加热系统中，水垢会降低加热效率，增加能源消耗，甚至可能导致加热元件损坏。因此，试验箱用水的硬度应尽可能低，一般以碳酸钙计，硬度应小于 50mg/L。

2. 硬度的降低方法

• 对于硬度较高的水源，可以采用离子交换树脂软化法或反渗透法来降低水的硬度。离子交换树脂软化法是利用离子交换树脂中的钠离子与水中的钙、镁离子进行交换，从而去除水中的钙、镁离子，降低硬度。反渗透法则是通过半透膜的作用，在压力作用下，使水通过半透膜而大部分杂质离子被截留，从而得到硬度较低的水。在使用软化水设备时，应定期对设备进行维护和再生，确保其正常运行和软化效果。例如，离子交换树脂软化设备应根据树脂的交换容量和处理水量，定期进行树脂再生，一般每 1 - 2 个月再生一次。

（四）微生物含量

1. 微生物污染的危害

• 水中的微生物在潮湿环境模拟试验箱中可能会大量繁殖，尤其是在温暖、潮湿的环境下。微生物可能会附着在试验样品表面，影响样品的性能测试结果。例如，对于生物医学材料的测试，微生物污染可能会导致错误的测试结果，误认为是材料本身的性能问题；对于电子元件的测试，微生物及其代谢产物可能会导致电气短路或腐蚀。此外，微生物还可能堵塞试验箱的管道、喷头等部件，影响试验箱的正常运行。

2. 微生物的控制措施

• 为了控制水中微生物的含量，可以采用紫外线杀菌、化学消毒或过滤等方法。紫外线杀菌是利用紫外线的杀菌作用，破坏微生物的 DNA 结构，使其失去繁殖能力。化学消毒则是使用消毒剂，如过氧化氢、次氯酸钠等，对水进行消毒处理。在使用化学消毒剂时，应注意消毒剂的浓度和残留问题，避免消毒剂对试验样品和试验箱部件造成损害。过滤方法可以采用超滤膜过滤，去除水中的微生物和大分子有机物。一般来说，试验箱用水中的微生物含量应控制在每毫升 100 个菌落形成单位（CFU/mL）以下。

三、用水处理方法

（一）预处理

1. 沉淀与过滤

• 对于自来水或其他水源，首先应进行沉淀处理，让水中的悬浮杂质自然沉淀到容器底部。沉淀时间可根据水质情况确定，一般为 12 - 24 小时。然后，将上层清水通过过滤器进行过滤，去除残留的悬浮杂质。过滤器可采用砂滤、活性炭滤或多层复合滤材过滤器。砂滤主要去除较大颗粒的杂质，活性炭滤能够吸附水中的有机物和部分异味，多层复合滤材过滤器则可以综合去除多种杂质，提高过滤效果。例如，在一些对水质要求较高的试验箱中，可采用由砂滤、活性炭滤和超滤膜组成的多层复合过滤器，先通过砂滤去除大颗粒杂质，再由活性炭滤吸附有机物，最后通过超滤膜去除微生物和小分子杂质。

2. 软化处理（如需要）

• 如果水源硬度较高，如地下水或某些地区的自来水，应进行软化处理。如前所述，可采用离子交换树脂软化法或反渗透法。离子交换树脂软化系统一般由树脂罐、盐箱和控制器组成。树脂罐中装有离子交换树脂，当水通过树脂罐时，水中的钙、镁离子与树脂中的钠离子进行交换，从而降低水的硬度。盐箱用于储存氯化钠溶液，当树脂交换饱和后，通过控制器控制，用氯化钠溶液对树脂进行再生。反渗透系统则由高压泵、反渗透膜组件和储水箱组成。高压泵将水加压后通过反渗透膜组件，在压力作用下，水通过膜而杂质离子被截留，得到软化水并储存在储水箱中。

（二）后处理

1. 电阻率提升（如需要）

• 如果经过预处理后的水电阻率仍未达到试验箱要求，可以采用离子交换树脂混床或电渗析法进一步提高电阻率。离子交换树脂混床是将阴、阳两种离子交换树脂混合装填在同一个交换柱内，水通过混床时，阴、阳离子同时被交换去除，从而得到高电阻率的水。电渗析法则是利用离子交换膜的选择透过性，在直流电场作用下，使水中的阴、阳离子分别向两极移动，从而实现水的淡化和电阻率提升。在使用离子交换树脂混床时，应定期对树脂进行再生，一般每 3 - 6 个月再生一次；电渗析设备则应定期检查膜组件的运行情况，防止膜污染和损坏。

2. 消毒处理

• 为了控制水中微生物含量，在预处理或后处理过程中应进行消毒处理。如采用紫外线杀菌装置，紫外线杀菌灯应安装在水流经过的管道内或水箱中，确保水能够充分接受紫外线照射。紫外线照射时间可根据水的流量和微生物含量确定，一般为 10 - 30 分钟。对于化学消毒，应根据消毒剂的种类和水的体积，准确计算消毒剂的用量，并在消毒后充分搅拌，使消毒剂均匀分布在水中。消毒后，应根据消毒剂的残留要求，采用适当的方法去除残留消毒剂，如活性炭吸附或曝气处理。

四、用水管理与维护

（一）水箱管理

1. 定期清洗水箱

• 试验箱的水箱应定期清洗，以去除水箱底部和内壁的污垢、沉淀和微生物。清洗频率可根据水箱的材质、使用环境和水质情况确定，一般为每 1 - 3 个月清洗一次。在清洗水箱时，应先将水箱内的水排空，然后使用中性清洁剂和软毛刷对水箱内壁进行清洗，去除污垢和微生物。清洗完成后，用清水冲洗水箱多次，确保水箱内无清洁剂残留。对于一些大型试验箱的水箱，可能需要人员进入水箱内部进行清洗，在这种情况下，应确保清洗人员的安全，如提供良好的通风条件和必要的防护设备。

2. 水箱密封与防护

• 水箱应具有良好的密封性能，防止外界杂质和微生物进入水箱。水箱的盖子应密封严实，在水箱的进水口和出水口应安装过滤器，进一步防止杂质进入水箱。此外，水箱应避免阳光直射，可采用遮阳罩或放置在阴凉处，防止水箱内水温过高，促进微生物繁殖。同时，应定期检查水箱的外观，查看是否有裂缝、渗漏等现象，发现问题及时修复。

（二）管道系统管理

1. 管道清洗与疏通

• 试验箱的管道系统也应定期清洗，以去除管道内壁的水垢、污垢和微生物。管道清洗可采用化学清洗和机械清洗相结合的方法。化学清洗是利用酸、碱或专用的管道清洗剂与管道内的污垢进行化学反应，将污垢溶解或分解，然后用清水冲洗干净。例如，对于水垢堵塞的管道，可以使用盐酸溶液进行清洗，但在使用盐酸溶液时，应注意浓度控制和安全防护，避免盐酸对管道和人员造成损害。机械清洗则是采用管道疏通机、高压水射流清洗设备等工具，将管道内的堵塞物清除。对于一些难以清洗的管道弯头、三通等部位，可以采用拆卸后单独清洗的方法。管道清洗的频率可根据管道的材质、水质情况和使用频率确定，一般为每 6 个月至 1 年清洗一次。

2. 管道检查与维护

• 定期对管道系统进行检查，查看管道是否有泄漏、变形、腐蚀等现象。管道的连接处应重点检查，确保连接牢固，密封良好。对于金属管道，应检查是否有锈蚀现象，如发现锈蚀，应及时采取防腐措施，如涂刷防锈漆或更换锈蚀的管道段。在试验箱运行过程中，应注意观察管道的运行情况，如水流是否通畅、有无异常声音等，发现问题及时处理。

（三）水质监测与记录

1. 建立水质监测制度

• 应建立完善的水质监测制度，定期对试验箱用水的电阻率、pH 值、硬度和微生物含量等指标进行监测。监测频率可根据试验箱的使用频率和水质情况确定，如电阻率每周至少监测一次，pH 值每 2 - 3 天监测一次，硬度每月监测一次，微生物含量每半月监测一次。在监测过程中，应使用准确可靠的监测仪器，如电阻率仪、pH 计、硬度测定仪和微生物培养箱等，并按照仪器的使用说明书进行操作。

2. 水质记录与分析

• 每次水质监测结果应详细记录，包括监测时间、监测指标、监测结果等信息。建立水质记录档案，以便对水质变化情况进行分析和追溯。通过对水质记录的分析，可以及时发现水质变化趋势，如电阻率逐渐下降、硬度逐渐升高等，从而提前采取措施，如更换水源、调整水处理工艺等，确保试验箱用水始终符合要求。同时，水质记录也可作为试验箱维护和故障诊断的参考依据，例如，如果试验箱出现加湿不均匀或管道堵塞等问题，可以通过查看水质记录，分析是否是由于水质问题导致的。

五、结论