E546-88(1999)e1
Standard Test Method for Frost Point of Sealed Insulating Glass Units
E 546-88（1999年重新審定）
中空玻璃霜點的標準測試方法
1. 范圍
1.1 本測試方法規(guī)定了中空玻璃空氣內(nèi)層霜點的實驗室測定步驟，并建立了判斷霜點是否低于或高于某給定或規(guī)定溫度的依據(jù)。
1.2 本標準也對上述測試中所采用的儀器進行了說明。
1.3 采用SI單位制表示的數(shù)值是標準的。括號中的數(shù)值僅供參考
1.4 本標準并不對所有安全事項作出規(guī)定。如果有所規(guī)定，則均與其使用場合相結(jié)合。本標準的使用者應負責采取適當?shù)陌踩徒】荡胧?，并在使用前確定限制條件的適用性。有關(guān)特定危險因素的說明見注2和附件X1.1。
2.參照標準
2.1ASTM標準
C 1036
E 77
E 576
3.術(shù)語
3.1霜點—與霜點儀的測試面相接觸的中空玻璃內(nèi)層的下表面出現(xiàn)可見結(jié)霜時的溫度。
3.2結(jié)霜狀態(tài)—中空玻璃的霜點高于購貨方或用戶所規(guī)定的測試溫度的狀態(tài)。
3.3未結(jié)霜狀態(tài)—中空玻璃的霜點低于購貨方或用戶所規(guī)定的測試溫度的狀態(tài)。
4.測試方法概述
4.1本測試方法采用專門的儀器。這個儀器本質(zhì)上是由兩個冷凍的圓柱形金屬板構(gòu)成，一個金屬板放置在另一個金屬板的上方，并通過可調(diào)整距離的間隙分隔。上金屬板暴露的平滑環(huán)狀表面的直徑是25mm（1 in.）。下金屬板的溫度通過干冰的作用保持在-78°C（-109°F）左右。通過調(diào)節(jié)上下金屬板之間空氣間隙的距離可以使上金屬板的溫度遠低于冰點。待測試樣在上金屬板冷凍的平滑環(huán)狀表面上放置一定的時間，隨著金屬表面溫度的持續(xù)降低，就可以確定在相應的空氣內(nèi)層下表面上出現(xiàn)結(jié)霜的溫度。
5.重要性和應用
5.1 本測試方法所采用的裝置主要適用于水平放置的中空玻璃。如果用來測定非水平位置的中空玻璃，那么其測試結(jié)果沒有可比性。
6.儀器和裝置
6.1測試裝置（見圖1）：具有上下兩個圓柱形金屬板，上金屬板中插有熱電偶、雙金屬溫度計或合適的溫度傳感器；一個控制環(huán)；固定在彈簧承座裝置上的具有隔熱外殼的圓筒。兩個金屬板被一小段空氣間隙所分隔，空氣間隙的距離可以通過控制環(huán)來調(diào)整。上金屬板暴露的平滑環(huán)狀表面的直徑是25mm（1 in.），并具有研磨或拋光的光潔度。該表面與測試樣品相接觸時即成為霜點測試表面。通過一個彈簧承座裝置將干冰容器與下金屬板接觸，從而將下金屬板冷卻并保持在干冰的升華溫度（-78°C（-109°F））附近。由于固態(tài)金屬板具有良好的導熱性，因此每一個金屬板的溫度實質(zhì)上是均勻的。使用控制環(huán)調(diào)節(jié)兩個金屬板之間空氣間隙的距離，從而獲得所需要的熱阻。這樣，當上金屬板的環(huán)狀測試表面與試樣相接觸時就可以被調(diào)節(jié)到所需的溫度。本裝置中環(huán)狀測試表面的直徑適合于測量zui大厚度為6mm的玻璃的霜點。
圖1 霜點儀示意圖
parts list零件表
part No. 序號 Nomenclature 名稱
1 upper metal block 上金屬板
2 lower metal block 下金屬板
3 top cover 頂蓋
4 supporting plate，upper metal block 上金屬板用支撐板
5 spacer墊圈
6 spring，upper metal block上金屬板用彈簧
7 supporting plate，top of inner tube 內(nèi)筒頂部的支撐板
8 outer tube外筒
9 inner tube內(nèi)筒
10 disk，dry ice pushing圓盤，用于推進干冰
11 clamp，dial gage夾具，用于測微器
12 supporting ring，bottom of inner tube 支撐環(huán)，用于內(nèi)筒底部
13 control ring控制環(huán)
14 cover lid，inner tube 內(nèi)筒的蓋子
15 elbow彎管
16 tube，nylon尼龍管子，
17 main spring主彈簧
18 spacer 墊圈
19 bearing軸承
20 bimetallic dial thermometer雙金屬圓盤溫度計
21 dial indicator 刻度指示器
22 heat source block 熱源板
6.1.1上下金屬板的材料可以采用經(jīng)過陽極化處理的鋁合金，其尺寸與圖1所示一致。裝置的其他部分可以由任何合適的材料制造。
6.1.2經(jīng)過標定的溫度測量計，比如熱電偶、半導體溫度計或雙金屬溫度計應具有合適的測量范圍，分度值為1°C（2°F）或更小的單位，在整個測量范圍內(nèi)的度為±0.5°C（±1°F）。對雙金屬溫度計的標定建議見附件X1。
7.試樣的制備
7.1所選擇的待測試樣應該具有代表性并且能夠水平放置。
8.試樣的調(diào)節(jié)
8.1測試前應將試樣在溫度為24±3°C（75±5°F） 的環(huán)境下放置不少于24h。
9.測試步驟
9.1儀器準備
9.1.1通過取出干冰容器和彈簧承座裝置來拆開霜點儀。用軟布或軟紙仔細擦凈測試表面，不要劃傷測試表面。如果儀器表面和內(nèi)腔上凝聚著水汽，則應*清潔。
9.1.2裝上干冰容器，轉(zhuǎn)動控制環(huán)，使上下金屬板之間空氣間隙的距離為13mm（0.5in.）。然后將儀器倒置在軟布上。
9.1.3將乙醇或丙酮噴入干冰容器的夾層中，確保其與干冰的良好接觸。將破碎或粒狀的干冰緊密堆積在容器中直到滿刻度線。用彈簧裝置擠壓干冰并鎖緊蓋子。
9.1.4將儀器重新豎立放置，并牢固安裝在水平表面上。將儀器放置足夠長的時間，使下金屬板的溫度達到干冰的溫度。
9.2儀器的重新安裝
9.2.1在測試過程中，只要干冰快用完了就必須重新裝滿。步驟如下：將儀器倒置在軟布上，打開蓋子，取出彈簧承座裝置，然后重復9.1.3和9.1.4。
9.3結(jié)霜狀態(tài)和未結(jié)霜狀態(tài)的確定
9.3.1按9.1或9.2的規(guī)定用干冰填充霜點儀。
9.3.2清潔試樣的兩個外表面。
9.3.3將一片銀色的鍍鋁聚酯薄膜（高度反射的鏡面，厚度不超過0.08mm（0.003in.）直徑為25mm（1in.）或25′ 25mm（1′ 1in.），放在測試表面上，該薄膜的兩個表面必須用丙酮或乙醇潤濕。將試樣放在儀器的中心。檢查中空玻璃空氣層下表面可能結(jié)霜的區(qū)域，注意是否有可能與結(jié)霜混淆的污物或異物。然而，空氣層下表面上的微小異物粒子也許有利于觀察者把注意力集中在下表面上可能結(jié)霜的區(qū)域。（見圖2）。
圖2 用于霜點測試的中空玻璃的斷面
upper exterior glass surface 玻璃外上表面
lower air space glass surface where frost is to be deposited 可能結(jié)霜的空氣層下表面
sealed insulating glass unit 中空玻璃
measuring surface 測試表面
upper metal block 上金屬板
frost point apparatus 霜點儀
frost霜
9.3.4轉(zhuǎn)動控制環(huán)，緩慢縮小上下金屬板之間空氣間隙的距離。同時觀察上金屬板的溫度。
9.3.5通過微調(diào)控制環(huán)，將上金屬板的溫度穩(wěn)定地保持在待測溫度。溫度波動不應超過±1°C （2°F）。
9.3.6試樣應在上述穩(wěn)定溫度停留的時間如下：
的玻璃厚度 mm（in.） 穩(wěn)定溫度的周期 min
2.5（3/32） 3
3.0（1/8） 3
5.0（3/16） 4
6.0（1/4） 5
9.3.7擦掉中空玻璃外上表面已經(jīng)產(chǎn)生的冷凝物，或把潔凈的水噴灑在上表面。
9.3.8 檢查與測試表面相接觸的中空玻璃的空氣層的下表面是否結(jié)霜。為了更好地檢查是否結(jié)霜，可用熒光燈（2個15瓦的日光燈泡）或其他類似的照明物照亮該表面。（見圖3）。
圖3 使用中的霜點儀
9.3.9如果在溫度穩(wěn)定周期之內(nèi)或之后，空氣層下表面上出現(xiàn)明顯可見的結(jié)霜，那么試樣的霜點高于該穩(wěn)定溫度（結(jié)霜狀態(tài)）（有關(guān)的結(jié)霜資料見圖4）。檢查結(jié)霜的重像，確保空氣層下表面已經(jīng)結(jié)霜。（見圖4B）。如果由于凝聚的霜很小或很微弱而不能與污物或異物粒子進行區(qū)分，則應將測試表面的溫度降低1°C（2°F）并在9.3.6規(guī)定的周期內(nèi)，將此溫度保持穩(wěn)定。然后，重新檢查試樣。如果沉積物是結(jié)霜，那么其尺寸或數(shù)量將增大或增多。
圖4 厚度為5mm（3/16in.）的玻璃上結(jié)霜的參考圖譜
Frost point range:霜點范圍
Frost point：霜點
Enlarged 200 times 放大200倍
Frost deposit 結(jié)霜
Double image of frost 霜的重像
Measuring surface測試表面
Glass #2 2#玻璃
Air space 空氣層
Glass #1 1#玻璃
注1：數(shù)值-X表示比霜點低X °C。
注2：結(jié)霜的尺寸隨玻璃厚度的不同而不同
9.3.9.1在反射玻璃上很難實現(xiàn)9.3.9規(guī)定的霜點判斷方法。因此，為判斷結(jié)霜與否，可以從儀器上取下樣品，拿到燈光處進行觀察。應該在從儀器上取下樣品的5秒鐘之內(nèi)進行觀察。
9.3.10如果在規(guī)定的溫度穩(wěn)定周期之后沒有發(fā)現(xiàn)結(jié)霜，那么試樣的霜點低于該穩(wěn)定溫度（未結(jié)霜狀態(tài)）。
9.3.11重復9.3.3-9.3.10的測試步驟，在其他溫度進行測試。
9.4霜點溫度范圍的確定
9.4.1按照9.3的規(guī)定在持續(xù)降低的溫度點進行一系列的測試直到證明出現(xiàn)結(jié)霜狀態(tài)。合適的溫度間隔為10°C（20°F）：比如9.3規(guī)定的-10°C（20°F），-20°C（0°F），-30°C（-20°F），-40°C（-40°F），-50°C（-60°F）。如果需要也可以在其他溫度進行測試。霜點將在出現(xiàn)結(jié)霜的溫度和下一個較高溫度之間。
9.4.2在根據(jù)經(jīng)驗能夠預測霜點范圍的情況下（如新制造的試樣等），僅需要在鄰近預計霜點的溫度進行測定。
9.4.3將溫度下*出現(xiàn)的結(jié)霜（結(jié)霜狀態(tài)）與相同溫度范圍的參考圖譜（見圖4）進行比較，就可以在9.4.1測定的結(jié)霜與未結(jié)霜溫度范圍之內(nèi)估計試樣的霜點。
9.5霜點的zui終測量
9.5.1從高出霜點估計值幾攝氏度的溫度開始，按照9.4的規(guī)定進行一系列未結(jié)霜、結(jié)霜的測試。以小于2°C（3°F）的間隔逐漸降低溫度。如果在測量的起始溫度就出現(xiàn)結(jié)霜，應參照圖4重新估計霜點并重復試驗。
9.5.2霜點是*次出現(xiàn)可見結(jié)霜的溫度，或者在這個溫度和所檢查的下一個較高溫度之間。
9.5.3當*次出現(xiàn)可見的結(jié)霜時，記錄上金屬板的溫度作為霜點。
9.5.4在同一塊試樣上重復測量霜點，應讓已有的結(jié)霜*蒸發(fā)，或選擇距離原測試點至少50mm（2 in.）的新測試點。采用平衡物來使試樣保持平衡。在進行重復測試之前，應加熱熱源板（見圖1，第22部分）并與上金屬板短暫接觸以便提高上金屬板的溫度。
10.報告
10.1測試報告包括下列內(nèi)容：
10.1.1試樣的完整表述，包括尺寸、玻璃厚度、空氣層厚度、干燥劑類型和數(shù)量以及密封劑類型。
10.1.2如果不同于8.1的規(guī)定，應注明試樣調(diào)節(jié)溫度
10.1.3霜點溫度
11.度和偏差
11.1通過收集同一公共實驗室中不同實驗人員運用各自的測試設備測定的結(jié)果來決定本測試方法的度和偏差。所有的測試都采用同一批專門準備的試樣。
11.2當溫度測量計按照6.3和附錄X1的規(guī)定進行了標定，則所測量霜點的偏差在2°C（4°F）之內(nèi)。
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