冷熱沖擊試驗(yàn)和相關(guān)設(shè)備

對(duì)于電子設(shè)備而言，環(huán)境條件是影響產(chǎn)品質(zhì)量和使用可靠性的關(guān)鍵因素。在各種復(fù)雜的使用環(huán)境中，溫度沖擊的影響是其中一個(gè)必須考慮的因素。這種環(huán)境給產(chǎn)品帶來多種典型的環(huán)境效應(yīng)，如零部件的變形或破裂、絕緣保護(hù)失效、運(yùn)動(dòng)部件的卡緊或松弛、電氣和電子元器件的變化、快速冷凝水或結(jié)霜引起電子或機(jī)械故障等。因此，能否在溫度沖擊環(huán)境下正常工作，直接反映了產(chǎn)品對(duì)各種環(huán)境的適應(yīng)能力的強(qiáng)弱。冷熱沖擊試驗(yàn)正是在須求下被提出。

冷熱沖擊試驗(yàn)又名溫度沖擊試驗(yàn)或高低溫沖擊試驗(yàn)，是測(cè)試材料對(duì)極高溫或極低溫的抵抗力的一種試驗(yàn)技術(shù)，是用于考核產(chǎn)品對(duì)周圍環(huán)境溫度急劇變化的適應(yīng)性，是裝備設(shè)計(jì)定型的鑒定試驗(yàn)和批產(chǎn)階段的例行試驗(yàn)中不可缺少的試驗(yàn)，在有些情況下也可以用于環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)。冷熱沖擊試驗(yàn)有專業(yè)的試驗(yàn)設(shè)備，即冷熱沖擊試驗(yàn)箱，冷熱沖擊試驗(yàn)箱的應(yīng)用非常多，在驗(yàn)證和提高裝備的環(huán)境適應(yīng)性方面應(yīng)用的頻度可以說是僅次于振動(dòng)與高低溫試驗(yàn)。

冷熱沖擊試驗(yàn)適用標(biāo)準(zhǔn)

GB/T2423.1-1989低溫試驗(yàn)方法；GB/T2423.2-1989高溫試驗(yàn)方法；GB/T2423.22-1989溫度變化試驗(yàn)；GJB150.5-86溫度沖擊試驗(yàn)；GJB360.7-87溫度沖擊試驗(yàn)

冷熱沖擊特點(diǎn)

1、伺服冷媒流量控制技術(shù)有效達(dá)到節(jié)能40%以上

2、可設(shè)定循環(huán)次數(shù)及自動(dòng)除霜，有效達(dá)到3天除霜一次，除霜只需2小時(shí)

3、純鋁翅片蒸發(fā)器，有效降低儲(chǔ)能時(shí)間和能量節(jié)省

4、具有兩箱和三箱測(cè)試功能，符合測(cè)試規(guī)范

5、大口徑觀察視窗，有效達(dá)到物測(cè)目視效果

6、實(shí)時(shí)實(shí)驗(yàn)曲線分析，配備RS232，USB數(shù)據(jù)存儲(chǔ)連接

7、具有報(bào)警提示即解出報(bào)警裝置畫面圖文解說

8、試驗(yàn)結(jié)束待測(cè)品自動(dòng)回常溫避免結(jié)霜結(jié)露保護(hù)機(jī)制、有異常或故障顯示及排除方法說明;、氣動(dòng)式閥門方便開啟，保證氣密及斷熱保護(hù)

常見冷熱沖擊試驗(yàn)設(shè)備的組成及結(jié)構(gòu)

TST 設(shè)備由低溫箱、高溫箱、制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、轉(zhuǎn)換裝置等設(shè)備組成。其設(shè)備組成圖如圖 3 所示。低溫箱為TST 提供低溫平臺(tái)，同時(shí)也可以單獨(dú)進(jìn)行低溫試驗(yàn)；高溫箱為TST 提供高溫平臺(tái)，同時(shí)可以進(jìn)行高溫試驗(yàn)；制冷系統(tǒng)為低溫箱提供低溫環(huán)境；加熱系統(tǒng)為高溫箱提供高溫環(huán)境；控制系統(tǒng)完成對(duì)設(shè)備和試驗(yàn)過程的控制和測(cè)量；轉(zhuǎn)換裝置用于試驗(yàn)過程中試件的轉(zhuǎn)換。

為保證 TST 指標(biāo)要求，需要對(duì)箱體結(jié)構(gòu)、氣流流通方式進(jìn)行精心設(shè)計(jì)。低溫箱結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足設(shè)備由常溫到要求低溫的制冷和溫度沖擊過程中迅速制冷的要求，并保證箱內(nèi)氣流和溫度均勻性要求；高溫箱結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足方便設(shè)備由常溫到要求高溫的加熱和溫度沖擊過程中迅速加熱的要求，并保證箱內(nèi)氣流和溫度均勻性要求。

氣流組織方式是設(shè)備設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。常用的送風(fēng)方式有上側(cè)送下側(cè)回和全面孔板頂送下側(cè)回的方式。由于全面孔板送風(fēng)方式具有氣流混合快混合好、氣流均勻平行擴(kuò)散、溫差和風(fēng)速衰減快的優(yōu)點(diǎn)，從而使工作區(qū)溫度和氣流速度分布更加均勻。因此低溫箱、高溫箱氣流循環(huán)方式采用全面孔板送風(fēng)下側(cè)回風(fēng)方式，其氣流循環(huán)過程為：風(fēng)機(jī)抽吸的箱內(nèi)氣流和制冷系統(tǒng)產(chǎn)生冷空氣或加熱系統(tǒng)產(chǎn)生的熱空氣混合，再沿循環(huán)風(fēng)道進(jìn)入穩(wěn)壓層使氣流均流均壓后送入箱內(nèi)。

低溫箱和高溫箱均采用鋼框架圍護(hù)結(jié)構(gòu)，加裝保溫層。在距頂壁一定高度裝全面孔板，全面孔板與頂壁形成穩(wěn)壓層，箱前端為大門，箱后端設(shè)循環(huán)風(fēng)道和循環(huán)風(fēng)機(jī)。

制冷、加熱流程確定

目前低溫箱制冷方式常采用蒸氣壓縮機(jī)制冷或空氣制冷?？諝庵评浜驼魵鈮嚎s機(jī)制冷相比較具有以下優(yōu)點(diǎn)：在較低溫度下制冷系數(shù)高，易于獲得較低溫度，調(diào)溫范圍寬；對(duì)設(shè)備泄露不敏感，小的漏氣對(duì)制冷性能影響不大，制冷性能比較穩(wěn)定；制冷劑為空氣，對(duì)環(huán)境無任何危害；運(yùn)行可靠，操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，運(yùn)行費(fèi)用低。對(duì)于較大尺寸 TST 設(shè)備，溫度變化速度要求較快，空氣制冷是一種較好的選擇。

正升壓式制冷方式是用渦輪膨脹機(jī)二次壓縮，提高渦輪的膨脹比，加大渦輪機(jī)溫降，提高制冷能力。由于正升壓式制冷方式有制冷系數(shù)高，調(diào)節(jié)性能好，制冷性能穩(wěn)定，啟停以及調(diào)節(jié)過程平穩(wěn)，裝機(jī)電量、運(yùn)行能耗和設(shè)備投資較少等優(yōu)點(diǎn)，系統(tǒng)采用正升壓式制冷系統(tǒng)。空氣制冷系統(tǒng)分為氣源和制冷兩部分。氣源部分包括空壓機(jī)組、后冷卻器、干燥塔、水分離器等；制冷部分包括渦輪機(jī)組、回冷器、水冷器、過濾器等。

制冷量及制冷設(shè)備的確定

制冷量、加熱量的大小直接關(guān)系到制冷設(shè)備、加熱設(shè)備參數(shù)的確定、選擇、設(shè)備成本、運(yùn)行能耗和費(fèi)用等。因此，在確定制冷設(shè)備、加熱設(shè)備之前要先確定系統(tǒng)所需制冷量和加熱量。低溫箱既可作為溫度沖擊試驗(yàn)的低溫部分,又可獨(dú)立完成低溫試驗(yàn)功能。因此，低溫箱的制冷有兩種狀態(tài)：狀態(tài) 1：低溫試驗(yàn)過程中由大氣溫度到要求低溫的制冷過程；狀態(tài) 2：冷熱沖擊試驗(yàn)過程中，試件由高溫箱迅速轉(zhuǎn)移到低溫箱時(shí)恢復(fù)原低溫的制冷過程。兩種制冷狀態(tài)不同，制冷負(fù)荷和冷量的變化也不同。

加熱量及加熱設(shè)備的確定

高溫箱的加熱經(jīng)歷兩種狀態(tài):由大氣溫度到要求高溫的加熱過程和溫度沖擊試驗(yàn)過程中試件由低溫箱迅速轉(zhuǎn)移到高溫箱時(shí)恢復(fù)原高溫的加熱過程。同樣的方法,分別計(jì)算兩種加熱狀態(tài)所需加熱量。以Zda加熱量確定電加熱器的功率。