冷热冲击试验箱原理介绍

冷热冲击试验和相关设备

对于电子设备而言，环境条件是影响产品质量和使用可靠性的关键因素。在各种复杂的使用环境中，温度冲击的影响是其中一个必须考虑的因素。这种环境给产品带来多种典型的环境效应，如零部件的变形或破裂、绝缘保护失效、运动部件的卡紧或松弛、电气和电子元器件的变化、快速冷凝水或结霜引起电子或机械故障等。因此，能否在温度冲击环境下正常工作，直接反映了产品对各种环境的适应能力的强弱。冷热冲击试验正是在须求下被提出。

冷热冲击试验又名温度冲击试验或高低温冲击试验，是测试材料对极高温或极低温的抵抗力的一种试验技术，是用于考核产品对周围环境温度急剧变化的适应性，是装备设计定型的鉴定试验和批产阶段的例行试验中不可缺少的试验，在有些情况下也可以用于环境应力筛选试验。冷热冲击试验有专业的试验设备，即冷热冲击试验箱，冷热冲击试验箱的应用非常多，在验证和提高装备的环境适应性方面应用的频度可以说是仅次于振动与高低温试验。

冷热冲击试验适用标准

GB/T2423.1-1989低温试验方法；GB/T2423.2-1989高温试验方法；GB/T2423.22-1989温度变化试验；GJB150.5-86温度冲击试验；GJB360.7-87温度冲击试验

冷热冲击特点

1、伺服冷媒流量控制技术有效达到节能40%以上

2、可设定循环次数及自动除霜，有效达到3天除霜一次，除霜只需2小时

3、纯铝翅片蒸发器，有效降低储能时间和能量节省

4、具有两箱和三箱测试功能，符合测试规范

5、大口径观察视窗，有效达到物测目视效果

6、实时实验曲线分析，配备RS232，USB数据存储连接

7、具有报警提示即解出报警装置画面图文解说

8、试验结束待测品自动回常温避免结霜结露保护机制、有异常或故障显示及排除方法说明;、气动式阀门方便开启，保证气密及断热保护

常见冷热冲击试验设备的组成及结构

TST 设备由低温箱、高温箱、制冷系统、加热系统、控制系统、转换装置等设备组成。其设备组成图如图 3 所示。低温箱为TST 提供低温平台，同时也可以单独进行低温试验；高温箱为TST 提供高温平台，同时可以进行高温试验；制冷系统为低温箱提供低温环境；加热系统为高温箱提供高温环境；控制系统完成对设备和试验过程的控制和测量；转换装置用于试验过程中试件的转换。

为保证 TST 指标要求，需要对箱体结构、气流流通方式进行精心设计。低温箱结构应满足设备由常温到要求低温的制冷和温度冲击过程中迅速制冷的要求，并保证箱内气流和温度均匀性要求；高温箱结构应满足方便设备由常温到要求高温的加热和温度冲击过程中迅速加热的要求，并保证箱内气流和温度均匀性要求。

气流组织方式是设备设计中的重要环节。常用的送风方式有上侧送下侧回和全面孔板顶送下侧回的方式。由于全面孔板送风方式具有气流混合快混合好、气流均匀平行扩散、温差和风速衰减快的优点，从而使工作区温度和气流速度分布更加均匀。因此低温箱、高温箱气流循环方式采用全面孔板送风下侧回风方式，其气流循环过程为：风机抽吸的箱内气流和制冷系统产生冷空气或加热系统产生的热空气混合，再沿循环风道进入稳压层使气流均流均压后送入箱内。

低温箱和高温箱均采用钢框架围护结构，加装保温层。在距顶壁一定高度装全面孔板，全面孔板与顶壁形成稳压层，箱前端为大门，箱后端设循环风道和循环风机。

制冷、加热流程确定

目前低温箱制冷方式常采用蒸气压缩机制冷或空气制冷。空气制冷和蒸气压缩机制冷相比较具有以下优点：在较低温度下制冷系数高，易于获得较低温度，调温范围宽；对设备泄露不敏感，小的漏气对制冷性能影响不大，制冷性能比较稳定；制冷剂为空气，对环境无任何危害；运行可靠，操作简单，维护方便，运行费用低。对于较大尺寸 TST 设备，温度变化速度要求较快，空气制冷是一种较好的选择。

正升压式制冷方式是用涡轮膨胀机二次压缩，提高涡轮的膨胀比，加大涡轮机温降，提高制冷能力。由于正升压式制冷方式有制冷系数高，调节性能好，制冷性能稳定，启停以及调节过程平稳，装机电量、运行能耗和设备投资较少等优点，系统采用正升压式制冷系统。空气制冷系统分为气源和制冷两部分。气源部分包括空压机组、后冷却器、干燥塔、水分离器等；制冷部分包括涡轮机组、回冷器、水冷器、过滤器等。

制冷量及制冷设备的确定

制冷量、加热量的大小直接关系到制冷设备、加热设备参数的确定、选择、设备成本、运行能耗和费用等。因此，在确定制冷设备、加热设备之前要先确定系统所需制冷量和加热量。低温箱既可作为温度冲击试验的低温部分,又可独立完成低温试验功能。因此，低温箱的制冷有两种状态：状态 1：低温试验过程中由大气温度到要求低温的制冷过程；状态 2：冷热冲击试验过程中，试件由高温箱迅速转移到低温箱时恢复原低温的制冷过程。两种制冷状态不同，制冷负荷和冷量的变化也不同。

加热量及加热设备的确定

高温箱的加热经历两种状态:由大气温度到要求高温的加热过程和温度冲击试验过程中试件由低温箱迅速转移到高温箱时恢复原高温的加热过程。同样的方法,分别计算两种加热状态所需加热量。以Zda加热量确定电加热器的功率。