潮濕環境模擬試驗箱用水規范

一、引言

二、水質要求

（一）電阻率

1. 電阻率的重要性

• 水的電阻率是衡量水中離子含量多少的一個重要指標。在潮濕環境模擬試驗箱中，高電阻率的水能夠減少水中離子在試驗過程中對試驗樣品的影響。例如，當試驗箱內濕度較高時，如果水中含有大量的金屬離子（如鈣、鎂、鐵等），這些離子可能會在試驗樣品表面沉積，改變樣品的表面特性，影響其電氣性能或化學反應過程。一般來說，試驗箱用水的電阻率應不低于 5MΩ?cm，對于一些對濕度環境要求極為嚴格的試驗，如高精度電子元件的潮濕測試，電阻率甚至應達到 10MΩ?cm 以上。

2. 電阻率的測量與監控

• 為了確保試驗箱用水的電阻率符合要求，應定期使用電阻率儀對水的電阻率進行測量。測量頻率可根據試驗箱的使用頻率和水質情況確定，一般建議每周至少測量一次。如果發現電阻率低于規定值，應及時采取措施，如更換水源或對水進行處理，以提高電阻率。同時，在試驗箱的控制系統中，可以設置電阻率監測功能，當電阻率超出設定范圍時，自動發出警報，提醒操作人員進行處理。

（二）酸堿度（pH 值）

1. 合適的 pH 值范圍

• 試驗箱用水的 pH 值應保持在中性或接近中性的范圍，一般為 6.5 - 7.5。過酸或過堿的水可能會腐蝕試驗箱的內部部件，如水箱、管道、加濕器等。例如，酸性水可能會腐蝕金屬管道和加濕器的金屬部件，導致設備損壞，縮短使用壽命；堿性水可能會與水中的某些離子反應，形成沉淀，堵塞管道和噴頭。此外，不合適的 pH 值還可能影響試驗樣品的性能測試結果，特別是對于一些對酸堿敏感的材料或生物樣品。

2. pH 值的調節與控制

• 在使用試驗箱之前，應使用 pH 計測量水的 pH 值。如果 pH 值不在合適的范圍內，可以通過添加適量的酸堿調節劑進行調節。例如，當 pH 值偏低時，可以添加少量的氫氧化鈉溶液來提高 pH 值；當 pH 值偏高時，可以添加適量的鹽酸溶液來降低 pH 值。在調節 pH 值時，應緩慢加入調節劑，并不斷攪拌，同時密切監測 pH 值的變化，避免 pH 值調節過度。在試驗箱運行過程中，也應定期監測水的 pH 值，一般每 2 - 3 天測量一次，確保 pH 值始終保持在規定范圍內。

（三）硬度

1. 硬度對試驗的影響

• 水的硬度主要由水中的鈣、鎂等離子含量決定。硬水在加熱或蒸發過程中容易形成水垢，這些水垢會附著在試驗箱的加熱元件、加濕器噴頭、管道內壁等部位。例如，在蒸汽加濕的試驗箱中，硬水形成的水垢可能會堵塞加濕器噴頭，導致加濕不均勻或無法加濕；在加熱系統中，水垢會降低加熱效率，增加能源消耗，甚至可能導致加熱元件損壞。因此，試驗箱用水的硬度應盡可能低，一般以碳酸鈣計，硬度應小于 50mg/L。

2. 硬度的降低方法

• 對于硬度較高的水源，可以采用離子交換樹脂軟化法或反滲透法來降低水的硬度。離子交換樹脂軟化法是利用離子交換樹脂中的鈉離子與水中的鈣、鎂離子進行交換，從而去除水中的鈣、鎂離子，降低硬度。反滲透法則是通過半透膜的作用，在壓力作用下，使水通過半透膜而大部分雜質離子被截留，從而得到硬度較低的水。在使用軟化水設備時，應定期對設備進行維護和再生，確保其正常運行和軟化效果。例如，離子交換樹脂軟化設備應根據樹脂的交換容量和處理水量，定期進行樹脂再生，一般每 1 - 2 個月再生一次。

（四）微生物含量

1. 微生物污染的危害

• 水中的微生物在潮濕環境模擬試驗箱中可能會大量繁殖，尤其是在溫暖、潮濕的環境下。微生物可能會附著在試驗樣品表面，影響樣品的性能測試結果。例如，對于生物醫學材料的測試，微生物污染可能會導致錯誤的測試結果，誤認為是材料本身的性能問題；對于電子元件的測試，微生物及其代謝產物可能會導致電氣短路或腐蝕。此外，微生物還可能堵塞試驗箱的管道、噴頭等部件，影響試驗箱的正常運行。

2. 微生物的控制措施

• 為了控制水中微生物的含量，可以采用紫外線殺菌、化學消毒或過濾等方法。紫外線殺菌是利用紫外線的殺菌作用，破壞微生物的 DNA 結構，使其失去繁殖能力。化學消毒則是使用消毒劑，如過氧化氫、次氯酸鈉等，對水進行消毒處理。在使用化學消毒劑時，應注意消毒劑的濃度和殘留問題，避免消毒劑對試驗樣品和試驗箱部件造成損害。過濾方法可以采用超濾膜過濾，去除水中的微生物和大分子有機物。一般來說，試驗箱用水中的微生物含量應控制在每毫升 100 個菌落形成單位（CFU/mL）以下。

三、用水處理方法

（一）預處理

1. 沉淀與過濾

• 對于自來水或其他水源，首先應進行沉淀處理，讓水中的懸浮雜質自然沉淀到容器底部。沉淀時間可根據水質情況確定，一般為 12 - 24 小時。然后，將上層清水通過過濾器進行過濾，去除殘留的懸浮雜質。過濾器可采用砂濾、活性炭濾或多層復合濾材過濾器。砂濾主要去除較大顆粒的雜質，活性炭濾能夠吸附水中的有機物和部分異味，多層復合濾材過濾器則可以綜合去除多種雜質，提高過濾效果。例如，在一些對水質要求較高的試驗箱中，可采用由砂濾、活性炭濾和超濾膜組成的多層復合過濾器，先通過砂濾去除大顆粒雜質，再由活性炭濾吸附有機物，最后通過超濾膜去除微生物和小分子雜質。

2. 軟化處理（如需要）

• 如果水源硬度較高，如地下水或某些地區的自來水，應進行軟化處理。如前所述，可采用離子交換樹脂軟化法或反滲透法。離子交換樹脂軟化系統一般由樹脂罐、鹽箱和控制器組成。樹脂罐中裝有離子交換樹脂，當水通過樹脂罐時，水中的鈣、鎂離子與樹脂中的鈉離子進行交換，從而降低水的硬度。鹽箱用于儲存氯化鈉溶液，當樹脂交換飽和后，通過控制器控制，用氯化鈉溶液對樹脂進行再生。反滲透系統則由高壓泵、反滲透膜組件和儲水箱組成。高壓泵將水加壓后通過反滲透膜組件，在壓力作用下，水通過膜而雜質離子被截留，得到軟化水并儲存在儲水箱中。

（二）后處理

1. 電阻率提升（如需要）

• 如果經過預處理后的水電阻率仍未達到試驗箱要求，可以采用離子交換樹脂混床或電滲析法進一步提高電阻率。離子交換樹脂混床是將陰、陽兩種離子交換樹脂混合裝填在同一個交換柱內，水通過混床時，陰、陽離子同時被交換去除，從而得到高電阻率的水。電滲析法則是利用離子交換膜的選擇透過性，在直流電場作用下，使水中的陰、陽離子分別向兩極移動，從而實現水的淡化和電阻率提升。在使用離子交換樹脂混床時，應定期對樹脂進行再生，一般每 3 - 6 個月再生一次；電滲析設備則應定期檢查膜組件的運行情況，防止膜污染和損壞。

2. 消毒處理

• 為了控制水中微生物含量，在預處理或后處理過程中應進行消毒處理。如采用紫外線殺菌裝置，紫外線殺菌燈應安裝在水流經過的管道內或水箱中，確保水能夠充分接受紫外線照射。紫外線照射時間可根據水的流量和微生物含量確定，一般為 10 - 30 分鐘。對于化學消毒，應根據消毒劑的種類和水的體積，準確計算消毒劑的用量，并在消毒后充分攪拌，使消毒劑均勻分布在水中。消毒后，應根據消毒劑的殘留要求，采用適當的方法去除殘留消毒劑，如活性炭吸附或曝氣處理。

四、用水管理與維護

（一）水箱管理

1. 定期清洗水箱

• 試驗箱的水箱應定期清洗，以去除水箱底部和內壁的污垢、沉淀和微生物。清洗頻率可根據水箱的材質、使用環境和水質情況確定，一般為每 1 - 3 個月清洗一次。在清洗水箱時，應先將水箱內的水排空，然后使用中性清潔劑和軟毛刷對水箱內壁進行清洗，去除污垢和微生物。清洗完成后，用清水沖洗水箱多次，確保水箱內無清潔劑殘留。對于一些大型試驗箱的水箱，可能需要人員進入水箱內部進行清洗，在這種情況下，應確保清洗人員的安全，如提供良好的通風條件和必要的防護設備。

2. 水箱密封與防護

• 水箱應具有良好的密封性能，防止外界雜質和微生物進入水箱。水箱的蓋子應密封嚴實，在水箱的進水口和出水口應安裝過濾器，進一步防止雜質進入水箱。此外，水箱應避免陽光直射，可采用遮陽罩或放置在陰涼處，防止水箱內水溫過高，促進微生物繁殖。同時，應定期檢查水箱的外觀，查看是否有裂縫、滲漏等現象，發現問題及時修復。

（二）管道系統管理

1. 管道清洗與疏通

• 試驗箱的管道系統也應定期清洗，以去除管道內壁的水垢、污垢和微生物。管道清洗可采用化學清洗和機械清洗相結合的方法。化學清洗是利用酸、堿或專用的管道清洗劑與管道內的污垢進行化學反應，將污垢溶解或分解，然后用清水沖洗干凈。例如，對于水垢堵塞的管道，可以使用鹽酸溶液進行清洗，但在使用鹽酸溶液時，應注意濃度控制和安全防護，避免鹽酸對管道和人員造成損害。機械清洗則是采用管道疏通機、高壓水射流清洗設備等工具，將管道內的堵塞物清除。對于一些難以清洗的管道彎頭、三通等部位，可以采用拆卸后單獨清洗的方法。管道清洗的頻率可根據管道的材質、水質情況和使用頻率確定，一般為每 6 個月至 1 年清洗一次。

2. 管道檢查與維護

• 定期對管道系統進行檢查，查看管道是否有泄漏、變形、腐蝕等現象。管道的連接處應重點檢查，確保連接牢固，密封良好。對于金屬管道，應檢查是否有銹蝕現象，如發現銹蝕，應及時采取防腐措施，如涂刷防銹漆或更換銹蝕的管道段。在試驗箱運行過程中，應注意觀察管道的運行情況，如水流是否通暢、有無異常聲音等，發現問題及時處理。

（三）水質監測與記錄

1. 建立水質監測制度

• 應建立完善的水質監測制度，定期對試驗箱用水的電阻率、pH 值、硬度和微生物含量等指標進行監測。監測頻率可根據試驗箱的使用頻率和水質情況確定，如電阻率每周至少監測一次，pH 值每 2 - 3 天監測一次，硬度每月監測一次，微生物含量每半月監測一次。在監測過程中，應使用準確可靠的監測儀器，如電阻率儀、pH 計、硬度測定儀和微生物培養箱等，并按照儀器的使用說明書進行操作。

2. 水質記錄與分析

• 每次水質監測結果應詳細記錄，包括監測時間、監測指標、監測結果等信息。建立水質記錄檔案，以便對水質變化情況進行分析和追溯。通過對水質記錄的分析，可以及時發現水質變化趨勢，如電阻率逐漸下降、硬度逐漸升高等，從而提前采取措施，如更換水源、調整水處理工藝等，確保試驗箱用水始終符合要求。同時，水質記錄也可作為試驗箱維護和故障診斷的參考依據，例如，如果試驗箱出現加濕不均勻或管道堵塞等問題，可以通過查看水質記錄，分析是否是由于水質問題導致的。

五、結論