高低溫試驗(yàn)箱選購(gòu)的10種方法:
高低溫試驗(yàn)是在模擬我們所在的,自然界中各種不同的溫度環(huán)境現(xiàn)象,用以檢測(cè)各種產(chǎn)品或物質(zhì)在各種不同的溫度濕度環(huán)境的使用壽命,及各種不同物理性質(zhì)甚至誘發(fā)化學(xué)性質(zhì)的變化的一種模擬環(huán)境的可靠性試驗(yàn)設(shè)備。
所以幾乎各行業(yè)的產(chǎn)品都會(huì)有這方面的測(cè)試需求,國(guó)際上和國(guó)內(nèi)相關(guān)的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)更是多不勝數(shù),如 GB HB ISO IEC ANSI BS DIN JIS NF ASM ASTM IEEE UL ISTA等。
簡(jiǎn)單列舉如下
GB10592-89高低溫試驗(yàn)箱技術(shù)條件
GB2423.1、GB2423.2《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)試驗(yàn)A:低溫試驗(yàn)方法,試驗(yàn)B:高溫試驗(yàn)方法》等
一 再現(xiàn)性
在改變了的測(cè)量條件下,對(duì)同一被測(cè)量的測(cè)量結(jié)果之間的一致性,稱為測(cè)量結(jié)果的再現(xiàn)性。再現(xiàn)性又稱為重現(xiàn)性。我們不可能將所有被測(cè)物放在我們預(yù)設(shè)的自然環(huán)境所以在試驗(yàn)設(shè)備內(nèi)完整而**地再現(xiàn)自然界存在的環(huán)境條件 應(yīng)該滿足產(chǎn)品試驗(yàn)規(guī)范所規(guī)定的環(huán)境條件及其容許誤差均勻性和溫度控制精度的要求。只有這樣,才能保證在環(huán)境試驗(yàn)中環(huán)境條件的再現(xiàn)性。
二 重復(fù)性
測(cè)量結(jié)果重復(fù)性是在測(cè)量條件保持不變的情況下,連續(xù)多次測(cè)量結(jié)果之間的一致性;在很多實(shí)際工作中,*重要的再現(xiàn)性指由不同操作者、采用相同測(cè)量方法測(cè)試設(shè)備,在相同的環(huán)境條件下,測(cè)量同一被測(cè)量的重復(fù)測(cè)量結(jié)果之間的一致性,即測(cè)量條件的改變只限于操作者的改變。
如果測(cè)試設(shè)備偏差過大不能符合標(biāo)準(zhǔn)中相關(guān)的要求,試驗(yàn)人員無法別是哪一個(gè)變因出問題,就失去了做測(cè)試的意義,也無法達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
三可觀測(cè)
任何一臺(tái)高低溫試驗(yàn)箱所提供的環(huán)境條件必須是可觀測(cè)的,這不僅是為了使環(huán)境參數(shù)限制在一定的容差范圍之內(nèi),保證試驗(yàn)條件的再現(xiàn)性和重復(fù)性的要求,而且從產(chǎn)品試驗(yàn)的**出發(fā)也是必須的,以便防止環(huán)境條件失控導(dǎo)致被試產(chǎn)品的損壞,帶來不必要的損失。而且在測(cè)試過程中我們可以立刻看到被測(cè)物外觀上的變化。以BA-T80為例則采用鋼化玻璃可保證在高低溫的環(huán)境下依然正常運(yùn)作。
四、可編程控制
目前相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中大多有再不同溫度條件下的長(zhǎng)時(shí)間多循環(huán)模擬測(cè)試,我們只需將預(yù)設(shè)的條件輸入好試驗(yàn)設(shè)備即可自動(dòng)運(yùn)行,如條件**12hr 溫度 85 ** 12hr溫度 60 ,可避免人力監(jiān)控造成的浪費(fèi)和誤差。
五、容積的選擇
將被試產(chǎn)品置入氣候環(huán)境箱進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),為了保證被試產(chǎn)品周圍氣氛能滿足試驗(yàn)規(guī)范所規(guī)定的環(huán)境試驗(yàn)條件,氣候箱工作尺寸與被試產(chǎn)品外廓尺寸之間應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)規(guī)定:
1.測(cè)試產(chǎn)品的體積(W×D×H)不得超過試驗(yàn)箱有效工作空間的(20~35)%(推薦選用20%)。對(duì)于在試驗(yàn)中發(fā)熱的產(chǎn)品推薦選用不大于10%。
2.測(cè)試產(chǎn)品的迎風(fēng)斷面積與該斷面上試驗(yàn)箱工作室總面積之比不大于(35~50)%(推薦選用35%)。
3.測(cè)試產(chǎn)品外廓表面距試驗(yàn)箱壁的距離至少保持100~150mm,(推薦選用150mm)。
上述三點(diǎn)規(guī)定實(shí)際上是相互依存和統(tǒng)一的。以1立方米正方體箱子為例,面積比為1:(0.35~0.5)相當(dāng)于體積之比為1:(0.207~0.354)。距箱壁100~150mm相當(dāng)于體積之比為1:(0.343~0.512)??偫ㄉ鲜鋈c(diǎn)規(guī)定,氣候環(huán)境試驗(yàn)箱的工作室容積至少應(yīng)是被試產(chǎn)品外部體積的3~5倍。作出這種規(guī)定的理由有以下幾點(diǎn):
a〕被試驗(yàn)件置入箱體后擠占了流暢的信道,信道變窄將導(dǎo)致氣流流速的增加。加速氣流與被試驗(yàn)件之間的熱交換。這與環(huán)境條件的再現(xiàn)不符,因?yàn)樵谟嘘P(guān)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)涉及溫度環(huán)境試驗(yàn)都規(guī)定試驗(yàn)箱內(nèi)試驗(yàn)樣件周圍的空氣流速不應(yīng)超過1.7m/s,以防止試驗(yàn)樣件和周圍氣氛產(chǎn)生不符合實(shí)際的熱傳導(dǎo)。在空載時(shí)試驗(yàn)箱內(nèi)平均風(fēng)速為0.6~0.8m/s,不超過1m/s,滿足第1.2點(diǎn)要求所規(guī)定的空間及面積比時(shí),流場(chǎng)的風(fēng)速可能增大(50~100)%,平均*高風(fēng)速為(1~1.7)m/s。滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。如果在試驗(yàn)中不加限制地加大試驗(yàn)件的體積或迎風(fēng)斷面積,則實(shí)際試驗(yàn)時(shí)氣流風(fēng)速將增大到超出試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的*高風(fēng)速,其試驗(yàn)結(jié)果的有效性將受到懷疑。
b〕氣候箱工作室內(nèi)環(huán)境參數(shù)〔如溫度、濕度、鹽霧沉降率等〕的精度指標(biāo)都是在空載狀態(tài)下檢測(cè)的結(jié)果,一旦置入被試驗(yàn)件后,對(duì)試驗(yàn)箱工作室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的均勻性將產(chǎn)生影響,試驗(yàn)件占有的空間越大,這種影響也就越嚴(yán)重。實(shí)測(cè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,流場(chǎng)中迎風(fēng)面與背風(fēng)面的溫差可達(dá)到3~8℃,嚴(yán)重時(shí)可大到10℃以上。因此,必須盡量滿足a〕、b〕兩項(xiàng)要求,以保證被試產(chǎn)品周圍環(huán)境參數(shù)的均勻性。
c〕根據(jù)熱傳導(dǎo)的原理,箱壁附近氣流的溫度通常與流場(chǎng)中心溫度相差2~3℃,在高低溫的上下限時(shí),還可能達(dá)到5℃。箱壁的溫度與箱壁附近流場(chǎng)的溫度又相差2~3℃(視箱壁的結(jié)構(gòu)和材料而定)試驗(yàn)溫度與外界大氣環(huán)境相差越大,上述溫差也越大,因此,距箱壁(100~150mm)距離內(nèi)的空間是不可利用空間。
六、溫度范圍的選擇
國(guó)內(nèi)多數(shù)廠家一般為-70~+200℃,-40~+200℃,-20~+130℃,也有高溫到300℃。這些溫度范圍通??梢詽M足國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)**、民用產(chǎn)品溫度試驗(yàn)的需要,除非確有特殊需要,如安裝位置靠近發(fā)動(dòng)機(jī)等熱源的產(chǎn)品外,不可盲目提高溫度上限。因?yàn)樯舷逌囟仍礁?,箱體內(nèi)外的溫差越大,箱體內(nèi)部流場(chǎng)的均勻性也越差??衫玫墓ぷ魇殷w積也就越小。另一方面,上限溫度值越高,對(duì)箱壁夾層中保溫材料的耐熱性要求越高。箱體密封性的要求也越高使箱體的制作成本增加。
七、非負(fù)載線性
線性即是變溫速率的控制普通的高低溫試驗(yàn)箱沒有降溫速度的指針,從環(huán)境溫度降溫到標(biāo)稱的*低溫度的時(shí)間一般為90~120min。高低溫交變?cè)囼?yàn)箱有變溫速度的要求,其變溫速率一般要求1℃/min,在此速率的范圍內(nèi)速度可調(diào)。而快速溫度變化試驗(yàn)箱的變溫速率較快,升溫、降溫速率可以達(dá)到3℃/min~15℃/min,在某些溫度段升溫、降溫速率甚至可以達(dá)到30℃/min以上。
各種規(guī)格、速度的快速溫度變化試驗(yàn)箱的溫度范圍一般都是相同的,即-60~+130℃,但考核降溫速度的變溫范圍卻不盡相同,根據(jù)試驗(yàn)不同的試驗(yàn)要求快速溫度變化試驗(yàn)箱變溫范圍有的是-55~+80℃,而有的是-40~+80℃。
關(guān)于快速溫度變化試驗(yàn)箱的變溫速率有兩種提法,一種是全程平均升降溫速度,一種是線形升降溫速度(實(shí)際上是每5min平均速度)。全程平均速度是指在試驗(yàn)箱的變溫范圍內(nèi),*高溫度與*低溫度之差值與時(shí)間之比。目前國(guó)外各環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備生產(chǎn)廠家提供的變溫速率的技術(shù)參數(shù)都是指的全程平均速率。以本公司BA-80H為例線形升降溫速度指在任意的每5min時(shí)間段內(nèi),能夠保證的變溫速率。而實(shí)際上對(duì)于快速溫度變化試驗(yàn)箱來說,保證線形升降溫速度的難度*大、*關(guān)鍵的一段是,在降溫段*后的一個(gè)5min的時(shí)間段內(nèi),試驗(yàn)箱可以達(dá)到的降溫速率。從某種角度講,線形升降溫速度(每5min平均速度)更科學(xué)。因此試驗(yàn)設(shè)備*好具有全程平均升降溫速度和線形升降溫速度(每5min平均速度)這兩個(gè)參數(shù)。至于非負(fù)載線性,實(shí)際亦可以跟銷售人員討論了解。
八、風(fēng)速
有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,進(jìn)行環(huán)境試驗(yàn)時(shí)溫濕箱內(nèi)的風(fēng)速應(yīng)小于1.7m/s,對(duì)于試驗(yàn)本身來說,風(fēng)速越小越好,風(fēng)速過大會(huì)加速試驗(yàn)件表面與箱體內(nèi)流動(dòng)氣流的熱交換,于試驗(yàn)的真實(shí)性不利。但為了保證試驗(yàn)箱工作室內(nèi)的均勻性,試驗(yàn)箱內(nèi)具有循環(huán)風(fēng)是必需的。但是快速溫度變化試驗(yàn)箱以及溫度、濕度、振動(dòng)等多因素綜合環(huán)境試驗(yàn)箱,為追求變溫速率,必須加快箱體內(nèi)循環(huán)氣流的流速,風(fēng)速通常在2~3m/s。因此,對(duì)于不同的使用目的,風(fēng)速的限制是不一樣的。
九、溫度波動(dòng)度均勻度
溫度波動(dòng)是一個(gè)比較容易實(shí)現(xiàn)的參數(shù),所有環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備廠家生產(chǎn)的多數(shù)的試驗(yàn)箱實(shí)際的溫度波動(dòng)都可以控制在±0.3℃的范圍以內(nèi)。
為了更正確地模擬產(chǎn)品在自然界所遭受的實(shí)際環(huán)境狀況,在環(huán)境試驗(yàn)中必須保證被試產(chǎn)品的周邊處在同一溫度環(huán)境條件下,為此,必須對(duì)試驗(yàn)箱內(nèi)的溫度梯度和溫度的波動(dòng)度加以限制。在國(guó)標(biāo)GJB150.1-86**設(shè)備環(huán)境試驗(yàn)方法總則中明確規(guī)定“試驗(yàn)樣品附近測(cè)量系統(tǒng)的溫度應(yīng)在試驗(yàn)溫度的±2℃以內(nèi)。
十、試驗(yàn)設(shè)備環(huán)境要求
建議通風(fēng)良好避免日曬,因?yàn)橹車h(huán)境溫度濕度會(huì)影響試驗(yàn)設(shè)備,造成溫濕度不穩(wěn)定甚至造成壓縮機(jī)加熱器的負(fù)擔(dān)浪費(fèi)電力增加雪種的消耗及影響使用壽命。