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高低溫試驗箱介紹

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發表時間:2020-09-29 11:25作者:正合儀器網址:http://www.narhir.com/

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高低溫試驗箱介紹

高低溫試驗箱:適用于工業產品高溫、低溫的可靠性試驗。對電子電工、汽車摩托、航空航天、船舶兵器、高等院校、科研單位等相關產品的零部件及材料在高溫、低溫(交變)循環變化的情況下,檢驗其各項性能指標。產品具有較寬的溫度控制范圍,其性能指標均達到國家標準GB10592-89高低溫試驗箱技術條件,適用于按GB2423.1、GB2423.2《電工電子產品環境試驗試驗A:低溫試驗方法,試驗B:高溫試驗方法》對產品進行低溫、高溫試驗及恒定溫熱試驗。產品符合GB2423.1、GB2423.2、GJB150.3、GJB150.4、IEC、MIL標準。

正合儀器高低溫試驗箱根據試驗方法與行業標準可分為交變試驗、恒溫試驗,兩種試驗方法都是在高低溫試驗箱的基礎上進行升級拓展,交變試驗箱是指可以一次性將需要做的高溫、低溫以及所需做的溫度的時間設定在儀表參數內,試驗箱會按照設定走程序,高低溫試驗箱就是在做一個固定的溫度,使試驗效果更接近自然氣候,模擬出更惡劣的自然氣候,從而使被測樣品的可靠性更高。

高低溫試驗箱產品具有模擬大氣環境中溫度變化規律。主要針對于電工,電子產品,以及其元器件及其它材料在高溫,低溫綜合環境下運輸,使用時的適應性試驗。用于產品設計,改進,鑒定及檢驗等環節。

溫度波動度

這個指標也有叫溫度穩定度,控制溫度穩定后,在給定任意時間間隔內,工作空間內任一點的最高和最低溫度之差。這里有個小小的區別“工作空間”并不是“工作室”,是大約工作室去掉離箱壁各自邊長的1/10的一個空間。這個指標考核產品的控制技術。 溫度范圍

指產品工作室能耐受和(或)能達到的極限溫度。通常含有能控制恒定的概念,應該是可以相對長時間穩定運行的極值。一般溫度范圍包括極限高溫和極限低溫。

一般標準要求指標為≤1℃或±0.5℃。

a.溫度均勻度

舊標準稱均勻度,新標準稱梯度。溫度穩定后,在任意時間間隔內,工作空間內任意兩點的溫度平均值之差的最大值。這個指標比下面的溫度偏差指標更可以考核產品的核心技術,因此好多公司的樣本及方案刻意隱藏此項。

一般標準要求指標為≤2℃

b.溫度偏差

溫度穩定后,在任意時間間隔內,工作空間中心溫度的平均值和工作空間內其它點的溫度平均值之差。雖然新舊標準對此指標的定義和稱呼相同,但檢測已有所改變,新標準更實際,更苛刻一點,但考核時間短點。

一般標準要求指標為±2℃,純高溫試驗箱200℃以上可按實際使用溫度攝氏度(℃)±2%要求。


一.制冷系統描述

●兩個單級制冷系統復疊的制冷循環

●兩級壓縮系統復疊的制冷循環

●三元復疊制冷循環

針對獲?。?0℃以下的低溫時均采用復疊式制冷循環系統,獲取低溫而采用兩級壓縮復疊制冷循環的原因:

1、制冷劑熱物理特性的限制

恒溫恒濕試驗機中單級制冷循環基本上采用的中溫制冷劑是R404A,在一個大氣壓下其蒸發溫度是-46.5℃(R22/-40.7℃),但空氣冷卻式冷凝器傳熱溫差通常取10℃左右(在強制送風散熱循環下,蒸發器和內箱的溫差),就是說箱內只能制取-36.5℃的低溫,當然,通過調低壓縮機的蒸發壓力,可以將R404A制冷劑的最低蒸發溫度降低到-50℃;所以要獲?。?0℃及以下的低溫時必須采用中溫制冷劑與低溫制冷劑復疊式的制冷循環,制?。?0℃~-80℃的低溫,低溫制冷劑一般選用R23它在一個大氣壓下的蒸發溫度是-81.7℃。

2、單級壓縮蒸氣制冷循環壓比的限制

單級蒸氣壓縮式制冷機的最低蒸發溫度,主要取決于它的冷凝壓力及壓縮比,制冷劑的冷凝壓力由制冷劑的類別和環境介質(如空氣或水)的溫度決定,在通常情況下,它處于0.7~1.8Mpa范圍內,壓縮比與冷凝壓力和蒸發壓力有關,當冷凝壓力一定時,隨著蒸發溫度的降低,蒸發壓力也相應下降,因而使壓縮比上升,它將引起壓縮機排氣溫度的升高,潤滑油變稀,使潤滑條件變壞,嚴重時甚至會出現結炭和拉缸現象;另一方面,壓縮比的增大將導致壓縮機的輸氣系數降低,制冷量減少,實際壓縮過程偏離等熵過程越遠,壓縮機功耗增加,制冷系數下降,經濟性降低,將出現以下一些影響。

3、任何制冷劑,蒸發溫度越低,則蒸發壓力也就越低.過低的蒸發壓力,有時可能造成壓縮機難以吸氣,或者使外界的空氣進入制冷系統.

4、當蒸發溫度過低時,某些常用制冷劑已達凝固溫度,無法實現制冷劑的流動,循環.

5、蒸發壓力降低,制冷劑的比體積增大,制冷劑的質量流量減少,制冷量大大下降.為了獲得所需制冷量,必須增大吸氣容積,使壓縮機體積過于龐大.

6、壓縮機線圈散熱的限制

單級壓縮機工作時,在做-35℃左右,因為壓縮機的線圈是旋空在壓縮機中間的,這就產生一個問題,-35℃時,壓縮機的低壓是為負數值,也就是產生了一個真空度,這樣線圈的頂端熱量就沒有辦法散去,這樣就壓縮機表面是十分涼,可是實際上內部,他的溫度是很高的(因為真空是最好的隔熱介質)。

由上可見:恒溫恒濕試驗針對-40℃機型可以采用單級制冷循環,也可以采用復疊式制冷循環系統,但單級制冷循環是靠調小壓縮機的膨脹閥開啟度,減小制冷劑流量限流來調低蒸發壓力(約0.7個大氣壓),從而獲得更低的蒸發溫度的,這樣的設計是以犧牲系統的制冷量來達到的(制冷量約只有標準的0.7~0.8),導致制冷效率低并加大了壓縮機的負載,而且易引起壓縮機線圈過熱,影響了壓縮機的壽命。


二.環境及可靠性試驗設備的選擇應遵循以下五條基本原則:

1、環境條件的再現性

在試驗室內完整而精確地再現自然界存在的環境條件是可望而不可及的事情。但是,在一定的容差范圍之內,人們完全可以正確而近似地模擬工程產品在使用、貯存、運輸等過程中所經受的外界環境條件,這段話用工程的語言概括,就是“試驗設備所創造的圍繞被試產品周邊的環境條件(含平臺環境)應該滿足產品試驗規范所規定的環境條件及其容差的要求”。如用于軍工產品試驗的溫度箱不僅要滿足國軍標GJB150.3-86、GJB150.4-86中根據不同類型產品所規定的高溫、低溫的試驗量值、試驗時間,同時也應滿足試驗規范中對溫度場的均勻性和溫度控制精度的要求。只有這樣,才能保證在環境試驗中環境條件的再現性。

2、環境條件的可重復性

一臺環境試驗設備可能用于同一類型產品的多次試驗,而一臺被試的工程產品也可能在不同的環境試驗設備中進行試驗,為了保證同一臺產品在同一試驗規范所規定的環境試驗條件下所得試驗結果的可比較性,必然要求環境試驗設備所提供的環境條件具有可重復性。這也就

是說,環境試驗設備施用于被試驗產品的應力水平(如熱應力、振動應力、電應力等)對于同一試驗規范的要求是一致的。

環境試驗設備所提供環境條件的可重復性是由國家計量檢定部門依據國家技術監督機構所制定的檢定規程檢定合格后提供保證。為此,必須要求環境試驗設備能滿足檢定規程中的各項技術指標及精度指標的要求,并且在使用時間上不超過檢定周期所規定的時限。如使用非常普遍的電動振動臺除滿足激振力、頻率范圍、負載能力等技術指標外,還必須滿足檢定規程中規定的橫向振動比、臺面加速度均勻性、諧波失真度等到精度指標的要求,而且每次檢定后的使用周期為二年,超過二年必須重新檢定合格后才能投入使用。

3、環境條件參數的可測控性

任何一臺環境試驗設備所提供的環境條件必須是可觀測的和可控制的,這不僅是為了使環境參數限制在一定的容差范圍之內,保證試驗條件的再現性和重復性要求,而且從產品試驗的安全出發也是必須的,以便防止因環境條件失控導致被試產品的損壞,帶來不必要的損失。各種試驗規范中大體要求參數測試的精度不應低于試驗條件允許誤差的三分之一。

4、環境試驗條件的排它性

每一次進行的環境或可靠性試驗,對環境因素的類別、量值及容差都有嚴格的規定,并排除非試驗所需的環境因素滲透其中,以便在試驗中或試驗結束后判斷和分析產品失效與故障模式時,提供確切的依據,故要求環境試驗設備除提供所規定的環境條件外,不允許對被試產品附加其它的環境應力干擾。如電動振動臺檢定規程中所限定的臺面漏磁,加速度信噪比、帶內帶外加速度總均方根值比。隨機信號的檢驗、諧波失真度等精度指標都是為了保證環境試驗條件的唯一性而制定的檢定項目。

5、試驗設備的安全可靠性

環境試驗,特別是可靠性試驗,試驗周期長,試驗的對象有時是價值很高的軍工產品,試驗過程中,試驗人員經常要在現場周圍進行操作或測試工作,因此要求環境試驗設備必須具有運行安全、操作方便、使用可靠、工作壽命長等特點,以確保試驗本身的正常進行。試驗設備的各種保護、告警措施及安全聯鎖裝置應該完善可靠,以保證試驗人員、被試產品和試驗設備本身的安全可靠性。


三.應用場景描述

1、在做高低溫試驗箱環境試驗時,對所需試驗的樣品性能、試驗條件/試驗程序和試驗技術要熟悉,要對所使用的試驗設備的技術性能要熟悉,對設備的構造要有所了解,尤其是對控制器的操作及性能要熟悉。還要仔細閱讀試驗設備的操作使用手冊,這樣可以避免因操作失誤而引起試驗設備的不正常運行從而引起試驗樣品的損壞,試驗數據的不正確。

2、合理選擇高低溫試驗箱試驗設備。為保證試驗正常進行,應該根據試驗樣品的不同情況,選擇合適的試驗設備,試驗樣品和試驗箱的有效容積之間也要保持一個合理的比例。對于發熱試驗樣品的試驗,其體積應不大于試驗箱有效容積的十分之一。對于不發熱試驗樣品其體積應不大于試驗箱有效容積的五分之一。比如,一臺21`彩電在做溫度儲存試驗時,選用一個一立方體積的試驗箱就能滿足要求,而在通電工作時,它就不能滿足要求了,應該換一個更大一些的試驗箱,因為電視機在工作時要發散熱量。

3、正確放置試驗樣品。高低溫試驗箱試驗樣品的安放位置,應離開箱壁10cm 以上,對多個樣品應盡量放在同一平面上。樣品放置應不堵塞出風口和回風口,給溫濕度傳感器也應留出一定距離。以保證試驗溫度的正確。

4、對濕熱試驗箱的使用。濕熱試驗箱用濕球紗布(濕球紙)是有一定要求,不是任何紗布都能代用,因為相對濕度的讀數是根距是溫濕度之差,嚴格說還與當地當時的大氣壓力、風速有關。濕球溫度示值與紗布吸入的水量、表面蒸發的情況有關。這些都直接與紗布質量有密切關系,所以氣象上規定,濕球紗布必須是亞麻織成的專用“濕球紗布”。否則難以保證濕

球溫度計示值的正確性,也就是濕度的正確。另外濕球紗布的安放也有明確規定,紗布長度:100mm,緊密纏繞傳感器探頭,探頭離濕度水杯20—30mm,紗布浸入水杯,這樣才能保證設備控制的正確性和濕度的正確性。

5、對于試驗中所需加入介質的環境試驗,應根據高低溫試驗箱試驗要求正確添加。如濕熱試驗箱用水是有一定要求的,試驗箱用水電阻率不得低于500歐米,一般自來水電阻率10--100歐米,蒸餾水電阻率100--10000歐米,去離子水電阻率10000-100000歐米,因此濕熱試驗用水要用蒸餾水或去離子水,而且一定要用新鮮的,因為水與空氣接觸后,易受到二氧化碳和灰塵污染,水有能溶多種物質的性質,時間長了后,電阻率要下降。市面上有一種純凈水比較經濟,而且方便,它的電阻率相當于蒸餾水。

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