冷熱循環沖擊試驗箱是一種可以瞬間從高溫到低溫轉換的檢測設備,能夠在短時間內讓試驗樣品反復經歷高溫及極低溫的連續環境。主要用于測試材料、結構或復合材料在這種極端溫度變化條件下所能忍受的程度,評估其因熱脹冷縮所引起的化學變化或物理傷害,確認產品的品質和可靠性。廣泛應用于電子電器、汽車、橡膠塑料、新能源、國防工業、半導體等行業。
工作原理:
制冷原理:通常采用逆卡諾循環。制冷劑經壓縮機絕熱壓縮到較高壓力,使排氣溫度升高,然后經冷凝器等溫地與四周介質進行熱交換,將熱量傳給四周介質。接著制冷劑經閥絕熱膨脹做功,溫度降低,最后通過蒸發器等溫地從溫度較高的物體吸熱,使被冷卻物體溫度降低,如此周而復始達到降溫目的。
溫度沖擊實現原理:
兩箱式:只有高溫區和低溫區兩個區,“測試區” 是一個吊籃,裝載測試樣品在高溫區和低溫區之間移動,轉換時間短,能更好地模擬瞬時的溫度轉換沖擊。但吊籃在轉換溫區時會帶入另一溫區的能量,控制系統需啟動加熱或制冷來穩定溫度。
三箱式:有高溫區、低溫區和測試區三個區。樣品放在測試區,通過控制高低溫氣閥,在低溫區或高溫區與測試區之間切換,形成閉路空氣循環系統,使測試區的溫度快速達到試驗目標溫度。高低溫沖擊間有排熱氣或冷氣到常溫的過渡段。
主要結構:
箱體:是試驗箱的外殼,起到支撐和保護內部部件的作用,一般采用冷軋鋼板或不銹鋼材質,具有良好的密封性和隔熱性。
制冷系統:包括壓縮機、冷凝器、蒸發器、節流裝置等部件,是實現制冷功能的關鍵部分。
加熱系統:通常采用電加熱方式,如電阻絲加熱,能夠快速、準確地升高試驗箱內的溫度。
控制系統:由溫度傳感器、控制器、執行器等組成,能夠精確控制試驗箱內的溫度變化,實現設定的溫度沖擊程序。
風道系統:用于引導空氣在試驗箱內循環流動,確保溫度均勻性。
樣品架:用于放置試驗樣品,其設計應保證樣品在試驗過程中穩定,且不影響試驗箱內的氣流循環。
技術參數:
溫度范圍:高溫區和低溫區的溫度范圍,如高溫可達到 + 60℃至 + 200℃,低溫可達到 - 55℃至 - 80℃不等。
溫度波動度:指在設定溫度下,試驗箱內溫度的波動范圍,一般要求在 ±0.5℃至 ±2℃之間。
溫度均勻度:反映試驗箱內不同位置的溫度差異,通常要求在 ±1℃至 ±3℃之間。
升溫 / 降溫速率:從常溫升到高溫或降到低溫所需的時間,例如升溫速率可能≤5℃/min,降溫速率根據不同型號和要求有所不同。
樣品架轉換時間:對于兩箱式試驗箱,吊籃在高溫區和低溫區之間轉換所需的時間,一般在數秒至十幾秒內。
試驗方式:如氣動風門切換、換氣式沖擊等。
試驗標準:滿足相關的國家標準和行業標準,如 GB/T 2423.1-1989 低溫試驗方法、GB/T 2423.2-1989 高溫試驗方法、GB/T 2423.22-1989 溫度變化試驗、GJB 150.5-86 溫度沖擊試驗等。
使用注意事項:
樣品擺放:確保樣品不會影響工作室內空氣流通,防止因空氣循環不暢而出現實驗誤差。
實驗前檢查:開機前檢查設備電源線是否正確接地,各方面運作是否正常,外接水冷系統連接是否正常等。做低溫測試前要將工作室烘干。
實驗中:實驗過程中盡量不要打開門,以免影響測試數據的準確性和人身安全。當溫度變化達不到實驗溫度值時,需檢查電器系統或風循環系統。
實驗結束:切斷設備電源,做好清潔工作,方便下次使用。