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溫度衝擊試驗箱及溫度衝擊試驗學習資料

釋出時間▩◕: 2019-06-28  點選次數▩◕: 970次

溫度衝擊試驗箱技術規格▩◕:

型號(CM)

SET-A

SET-B

SET-C

SET-D

SET-G

內部尺寸

40×35×35

50×50×40

60×50×50

70×60×60

80×70×60

外部尺寸

140×165×165

150×190×175

160×190×185

170×240×195

180×260×200

結構

三廂式(預冷箱)(預熱箱)(測試箱)

氣門裝置

強制的空氣裝置氣門

內箱材質

SUS#304不鏽鋼

外箱材質

冷軋鋼板靜電噴塑

冷凍系統

機械壓縮二元式 復疊製冷方式

轉換時間

<10Sec

溫度恢復時間

<5min

溫度偏差

±2℃

冷卻方式

水冷

駐留時間

30 min

溫度範圍

預熱溫度

+60~200℃(40min)

高溫衝擊

+60~150℃

預冷溫度

+20℃~-80℃(70min)

低溫衝擊

-10℃~-40/-55/-65℃

溫度感測器

JIS RTD PT100Ω × 3 (白金感測器)

控制器

液晶顯示觸控式螢幕PLC控制器

控制方式

靠積分飽和PID··✘╃◕,模糊演算法 平衡式調溫P.I.D + P.W.M + S.S.R

標準配置

附照明玻璃視窗1套↟◕▩·、試品架2個↟◕▩·、測試引線孔1個

安全保護

漏電↟◕▩·、短路↟◕▩·、超溫↟◕▩·、缺水↟◕▩·、電機過熱↟◕▩·、壓縮機超壓↟◕▩·、超載↟◕▩·、過電流保護

電源電壓

AC380V 50Hz三相四線+接地線

熱衝擊試驗(Thermal Shock Testing)常被稱作溫度衝擊試驗(Temperature Shock Testing)或者溫度迴圈(Temperature Cycling)↟◕▩·、高低溫冷熱衝擊試驗••◕。
溫度衝擊按照GJB 150.-2009 3.1的說法··✘╃◕,是裝備周圍大氣溫度的急劇變化··✘╃◕,溫度變化率大於10度/min··✘╃◕,即為溫度衝擊••◕。MIL-STD-810F 503.4(2001)持相類似的觀點••◕。
個人認為不能因此理解為大於這個速率的試驗就是溫度衝擊試驗••◕。溫度衝擊試驗的速率比這個現實的情況要嚴苛••◕。經常能聽到說溫度衝擊的速率大於20度/min,30度/min,50度/分鐘··✘╃◕,甚至更快••◕。
溫度變化原因有很多··✘╃◕,相關標準裡面都有提及▩◕:GB/T 2423.22-2012 環境試驗 第2部分 試驗N:溫度變化3 溫度變化的現場條件電子裝置和元器件中發生溫度變化的情況很普遍••◕。當裝置未通電時··✘╃◕,其內部零件要比其外表面上的零件經受的溫度變化慢••◕。下列情況下··✘╃◕,可預見快速的溫度變化▩◕:——當裝置從溫暖的室內環境轉移到寒冷的戶外環境··✘╃◕,或相反情況時;——當裝置遇到淋雨或浸入冷水中而突然冷卻時;——安裝於外部的機載裝置中;——在某些運輸和貯存條件下••◕。東莞市賽思檢測裝置有限公司通電後設備中會產生高的溫度梯度··✘╃◕,由於溫度變化··✘╃◕,元器件會經受應力··✘╃◕,例如··✘╃◕,在大功率的電阻器旁邊··✘╃◕,輻射會引起鄰近元器件表面溫度升高··✘╃◕,而其他部分仍然是冷的••◕。當冷卻系統通電時··✘╃◕,人工冷卻的元器件會經受快速的溫度變化••◕。在裝置的製造過程中同樣可引起元器件的快速溫度變化••◕。溫度變化的次數和幅度以及時間間隔都是很重要的••◕。
GJB 150.-2009軍用裝備實驗室環境試驗方法第5部分▩◕:溫度衝擊試驗3.2應用3.2.1正常環境本試驗適用於可能會在空氣溫度發生急劇變化的地方使用的裝備••◕。本試驗僅用來評價溫度急劇變化對裝備的外表面↟◕▩·、安裝在外表面的零部件↟◕▩·、或裝在靠近外表面的內部零部件的影響••◕。典型情況如下▩◕:A)裝備在熱區域和低溫環境之間轉換;B)透過高效能運載工具··✘╃◕,從地面高溫環境升到高空(只是熱到冷);C)僅用外部材料(包裝或裝備表面材料)進行試驗時··✘╃◕,從處在高空和低溫條件下熱的飛機防護殼體內向外空投••◕。3.2.2安全性和環境應力篩選除3.3所述外··✘╃◕,本試驗適用於提示裝備暴露在低於溫度變化速率(只要試驗條件下不超過裝備的設計極限)下通常出現的安全性問題和潛在的缺陷••◕。本試驗雖然用作環境應力篩選(ESS)··✘╃◕,但經適當工程處理後··✘╃◕,也可以將其作為一個篩選試驗(使用更溫度的溫度衝擊)··✘╃◕,用來揭示裝備暴露在低於溫度條件下會出現的潛在缺陷••◕。
溫度衝擊的效應GJB 150.-2009軍用裝備實驗室環境試驗方法第5部分▩◕:溫度衝擊試驗4.1.2 環境效應溫度衝擊通常對靠近裝備外表面的部分影響更嚴重··✘╃◕,離外表面越遠(當然··✘╃◕,與相關材料的特性有關)··✘╃◕,溫度變化越慢··✘╃◕,影響越不明顯••◕。運輸箱↟◕▩·、包裝等還會減小溫度衝擊對封閉的裝備的影響••◕。急劇的溫度變化可能會暫時地影響裝備的工作••◕。下面是裝備暴露於溫度衝擊環境時可能引發的問題示例••◕。考慮以下典型問題··✘╃◕,有助於確定本試驗是否適用於受試裝備••◕。A)典型物理效應有▩◕:1)玻璃容器和光學儀器的碎裂;2)運動部件的卡緊或鬆弛;3)爆炸物中固態藥丸或藥柱產生裂紋;4)不同材料的收縮或膨脹率↟◕▩·、或誘發應變速率不同;5)零部件的變形或破裂;6)表面塗層開裂;7)密封艙洩漏;8)絕緣保護失效••◕。b)典型化學效應有▩◕:1)各組分分離;2)化學試劑保護失效••◕。C)典型電效應有▩◕:1)電氣和電子元器件的變化;2)快速冷凝水或結霜引起電子或機械故障;3)靜電過量••◕。
溫度衝擊試驗的目的▩◕:工程研製階段可用於發現產品的設計和工藝缺陷;產品定型或設計鑑定和量產階段用於驗證產品對溫度衝擊環境的適應性··✘╃◕,為設計定型和量產驗收決策提供依據;作為環境應力篩選應用時··✘╃◕,目的是剔除產品的早期故障••◕。
溫度變化試驗的型別··✘╃◕,根據IEC和國家標準··✘╃◕,分為三種▩◕:1↟◕▩·、試驗Na:規定轉換時間的快速溫度變化;空氣;2↟◕▩·、試驗Nb▩◕:規定變化速率的溫度變化;空氣;3↟◕▩·、試驗Nc▩◕:兩液槽法快速溫度變化;液體;上面3種試驗··✘╃◕,1↟◕▩·、2以空氣作為介質··✘╃◕,第3種以液體(水或其它液體)作為介質••◕。1↟◕▩·、2的轉換時間較長··✘╃◕,3的轉換時間較短••◕。
標準▩◕:IEC 60068-2-14▩◕:2009《環境試驗第2~14部分▩◕:試驗方法試驗N▩◕:溫度變化》GB/T 2423.22-2012《環境試驗第2部分▩◕:試驗方法試驗N▩◕:溫度變化》MIL-STD-810F  方法503.4▩◕:溫度衝擊試驗GJB  150.-2009 《軍用裝備實驗室環境試驗方法第5部分▩◕:溫度衝擊試驗》GJB 150.5-1986
MIL-STD-202G 方法107G▩◕:熱衝擊試驗GJB 360B-2009 《電子及電氣元件試驗方法》中的方法107溫度衝擊試驗••◕。MIL-STD-883, Method 1010, Temperature CyclingJESD22-A104D, Temperature CyclingJESD22-A106BJIS C 680068-2-14:2011(替代JIS C0025:1988)JASO D 001EIA The air-to-air thermal shock test is JESD22-A104D "Temperature Cycling"EIA The liquid-to-liquid thermal shock test is JESD22-A106B "Thermal Shock"EIA-364-32E-2008EIAJ ED-2531AGB897.4-2008/IEC60086-4▩◕:2007GJB548B-2005方法1011.1GJB128A-97方法1056ISO 16750-4:2010 Road vehicles — Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment — Part 4: Climatic loadsGMW3172_AUG2008 電氣/電子元件通用規範---環境/耐久性 9.4.2
等標準••◕。
試驗引數包括下列各項▩◕:——試驗室環境溫度;——高溫;——低溫;——暴露持續時間;——轉換時間或變化速率;——試驗迴圈數••◕。
穩定時間GJB 150.-2009 4.3.7 溫度穩定試件溫度穩定(在轉換之前)的時間至少應保證試件整個外部的溫度均勻一致••◕。
GB/T 2423.22-2012 環境試驗 第2部分 試驗N:溫度變化7.2.1 部分後一句▩◕:在放入試驗樣品後··✘╃◕,空氣溫度應在暴露持續時間的10%以內達到規定的容差範圍••◕。
EIA-364-32E-2008 4.3 Specimen mass determination

相對溼度▩◕:GB/T 2423.22-2012 環境試驗 第2部分 試驗N:溫度變化沒有提到相關內容••◕。GJB 150.-2009 4.3.8 相對溼度大部分試驗方案都不控制相對溼度••◕。但是溫度衝擊試驗過程中的相對溼度··✘╃◕,對某些常見的多孔滲水材料(如纖維材料)可能有顯著的影響——滲入的溼氣可以移動並在結冰時會膨脹••◕。除專門提出要求外··✘╃◕,否則不必考慮控制相對溼度••◕。
所以目前按照這兩個標準是沒有必要太多關注溫度衝擊試驗過程中的溼度控制問題••◕。
轉換時間GB/T 2423.22-2012 環境試驗 第2部分 試驗N:溫度變化4.5 轉換時間的選擇在兩箱法的情況下··✘╃◕,如果由於樣品尺寸大··✘╃◕,不能在3min內完成轉換··✘╃◕,那麼只要不對試驗結果產生可察覺的影響··✘╃◕,可按下式增加轉換時間▩◕:t2≤0.05t3式中▩◕:T2——轉換時間;t3——試驗樣品的溫度穩定時間••◕。
GJB 150.-2009 4.3.9 轉換時間應保證轉換時間能反映壽命期剖面中實際溫度衝擊的相應時間••◕。轉換時間應儘可能短··✘╃◕,但若轉換時間大於1min··✘╃◕,則應證明這些額外的時間是合理的••◕。
風速GB/T 2423.22-2012 環境試驗 第2部分 試驗N:溫度變化沒有提到相關內容••◕。在舊版本大概有提到··✘╃◕,不大於2m/s••◕。
GJB 150.-2009 6.2.2 風速除裝備平臺環境已經證明採用其他風速是合理的··✘╃◕,並提供了規定的試驗條件··✘╃◕,試驗箱內試件周圍的風速不應超過1.7m/s••◕。
試件的安裝和除錯要求••◕。試件的安裝應儘可能模擬實際使用狀況··✘╃◕,並按需要進行試件連線和測試儀器連線••◕。安裝時應注意▩◕:(1)若考核試件防護裝置有效性··✘╃◕,應保證實際使用中插頭↟◕▩·、外罩和檢測板處在便於測試的位置··✘╃◕,在操作時處於正常(防護或未加防護)方式••◕。(2)實際使用中試件上正常電氣連線和機械連線··✘╃◕,在試驗中不用··✘╃◕,應用模擬接頭代替··✘╃◕,以確保試驗真實••◕。(3)試件若包括兩個或兩個以上具有完整功能的獨立單元··✘╃◕,可對各單元分別進行試驗••◕。若對各單元一起進行試驗··✘╃◕,在機械↟◕▩·、電氣和射頻連線介面允許情況下··✘╃◕,各單元之間以及單元與試驗箱內壁間至少應保持15cm,確保箱內空氣能正常迴圈••◕。(4)保護試件不受無關的環境汙染物影響
GB/T 2423.22-2012 環境試驗 第2部分 試驗N:溫度變化7.2.2 試驗樣品的安裝或支撐除非相關規範另有規定··✘╃◕,安裝或支撐架應具有低導熱性··✘╃◕,以使得試驗樣品實際上是絕熱的••◕。當幾個試驗樣品同時試驗時··✘╃◕,放置試驗樣品時應使得試驗樣品之間↟◕▩·、試驗樣品和試驗箱內表面之間的空氣自由流通••◕。
有大神的文章裡提到了木板··✘╃◕,看來是點道理啊••◕。
試驗迴圈次數的確定由於溫度交變在試件中引起機械應力··✘╃◕,導致隨溫度交變次數的增加試件內部振動的增加••◕。在可靠性技術中適用以下經驗求得的關係式▩◕:    N(ΔT)k  =常數其中▩◕:N= 溫度週期的次數    ΔT=溫度變化··✘╃◕,即高溫與低溫的差值    K =指數(取決於失效機理)
上述的一般關係在有的參考文獻中稱為Coffin-Manson公式••◕。可改寫為如下形式▩◕:

其中▩◕:Nf1 = 至失效為止的週期次數(實際)          Nf2 = 至失效為止的週期次數(試驗)         ΔT1 = 溫度變化(實際)         ΔT2 = 溫度變化(試驗)          k= 對遭受交變負荷的↟◕▩·、其變形在塑性範圍內發生的金屬為2··✘╃◕,對以塑膠件為主的試件取4••◕。計算例項▩◕:油泵支架總成溫度衝擊迴圈次數計算▩◕:按上述公式取Nf1 =10*365*2(10年··✘╃◕,每年365天··✘╃◕,每天2次冷起動)=7300ΔT1 =50-0=50ΔT2 =80-(-40)=120k=4計算可得Nf2 =220即進行220次溫度衝擊試驗可以模擬實際10年的使用壽命••◕。

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