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關于高低溫沖擊試驗兩個時間指標的分析
點擊次數：1049 發布時間：2023-8-24
高低溫沖擊試驗箱主要用來測試材料結構，以及復合材料在瞬間經高溫及低溫的連續環境下所能忍受的程度，以在短時間內試驗其因熱脹冷縮所引起的化學變化或物理傷害，確保產品品質。
該系列的溫度沖擊標準試驗箱，也可以根據用戶需求定制更大容積的沖擊試驗箱。該系列根據用戶場地和不同的試驗需求分為水平結構、垂直結構以及三箱式，該系列具備提供客戶一箱多用功能。
高低溫沖擊試驗箱技術規格：
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不銹鋼 | |||||
外箱材質 | 冷軋鋼板靜電噴塑 | |||||
冷凍系統 | 機械壓縮二元式 復疊制冷方式 | |||||
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 | |||||
溫度范圍 | 預熱溫度 | +60～200℃（40min） | ||||
高溫沖擊 | +60～150℃ | |||||
預冷溫度 | +20℃～-80℃（70min） | |||||
低溫沖擊 | -10℃～-40℃/-55℃/-65℃ | |||||
溫度傳感器 | JIS RTD PT100Ω × 3 (白金傳感器) | |||||
控制器 | 液晶顯示觸摸屏PLC控制器 | |||||
控制方式 | 靠積分飽和PID，模糊算法 平衡式調溫P.I.D + P.W.M + S.S.R | |||||
標準配置 | 附照明玻璃窗口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 | |||||
按結構來分，高低溫沖擊試驗箱一般可以分為三箱式和吊籃式這兩種，吊籃式的又分為空氣循環和液槽式，它們既有共性，也各有特點，有不同的特殊的應用場景。
三箱式，通常上部是高溫室，中間是試驗室（試樣區），下部是低溫室，內部結構有點像漢字“目"。試驗過程中試驗樣品是不需要移動的，高溫低溫通過風門來切換。
吊籃式，上部為高溫室，下部是低溫室，通過試驗區（吊籃）的移動，完成高溫、低溫的切換，內部結構有點像漢字“呂"。試驗過程中試驗樣品放在吊籃里進行移動（水平或者垂直）。
高低溫沖擊試驗箱常用相關的標準：
1、GB/T 5170.2-2017環境試驗設備檢驗方法 第2部分 溫度試驗設備
2、GB/T 2423.22-2012(IEC60068-2-14:2009) 環境試驗 第2部分 試驗Na：溫度變化
3、GJB 150.5A-2009 裝備實驗室環境試驗方法 第5部分 溫度沖擊試驗
下面說說上面幾個標準里關于容易讓人迷糊的兩個時間概念。
1、溫度恢復時間
《GB/T 5170.2-2017環境試驗設備檢驗方法 第2部分 溫度試驗設備》表1 檢驗項目 第七項列有 “溫度恢復時間“項目。
8.7部分規定了溫度恢復時間這一指標的檢驗方法，測量點規定為設備的控制點，通常是指試驗箱的測量傳感器位置：試樣的上風口側。而如果采用樣品表面控溫的情況，我想應不在此列，或者根據實際情況進行協商。
在檢驗步驟里提到：將檢驗負載由高溫狀態轉入低溫狀態，測量點溫度恢復到規定低溫值允許偏差范圍內的時間為低溫恢復時間，即時記錄該恢復時間。由高溫轉低溫，也是一樣。
東莞市賽思檢測設備有限公司簡單分析，從某一溫度轉到另一個溫度所需的時間即為恢復時間。
標準接著對負載（可以理解為試驗樣品）又進行了一些規定，比如質量每1立方米不能超過80千克，體積不大于試驗箱容積的1/5，負載臨風面面積不超過該處箱內總截面積的1/3，且不能阻塞氣流。
《GB/T 2423.22-2012(IEC60068-2-14:2009) 環境試驗 第2部分 試驗Na：溫度變化》7.3部分也提到了一個恢復時間。然而這里的恢復時間，雖然仍屬試驗過程中，但是這里的概念是試驗的后處理，跟試驗開始的時候的試驗預處理一樣，跟5170標準的恢復時間是不同的概念。
2、轉換時間
《GB/T 2423.22-2012 (IEC 60068-2-14:2009) 環境試驗 第2部分 試驗Na：溫度變化》 4.5部分提到 轉換時間的選擇，加了一個限定條件：兩箱法。兩箱法，現在基本上很少用了，早期由于設備原因，拿一個高溫箱+一個低溫箱，通過人工搬運的方法，實現溫度的轉換，既累人還不可靠，正常情況已經不多見，除非一些特殊情況，比如只是偶爾做一下，或者試樣尺寸等的原因，沒有合適的設備而采用的變通辦法。所以這一條基本上對于電子電工類小型負載，使用是三箱式或者吊籃式一體機（相對于兩臺溫箱設備的兩箱法而言），可以忽略此條。而且該標準給出的圖1（標準圖），看曲線也不是通常意義的沖擊曲線，讓人費解。
2423.22標準在序里面提到新標準（2012版）規定轉換時間不宜超過3min，并在7.2.5部分作了詳細說明。簡言之，轉換時間，是指從某一溫度開始變化到到達設定的溫度之間的時間。轉換時間可以理解為不大于1/10的半個循環，最好不超過3min，適用于兩箱法或一體箱。
《GJB 150.5A-2009 裝備實驗室環境試驗方法 第5部分 溫度沖擊試驗》4.39部分有提到轉換時間：應保證轉換時間能反映壽命周期剖面中實際溫度沖擊的相應時間。轉換時間應盡可能短，但若轉換時間大于1min，則應證明這些額外的時間是合理的。
這一段話，雖然說要盡可能短，但是若轉換時間大于1min，只要說明一下，也是可以接受的。
150.5A第5.3部分f)條：轉換時間（例如：“門打開"至“門關閉"的時間）。
似乎也可以理解使用兩箱法條件下，兩臺設備，一臺高溫，一臺低溫，因為只有在此種情況下，試驗才需要開門、關門；即所謂的轉換時間，就是從一臺箱子轉換到另一臺箱子所需的時間。
150.5A第6.1部分提到：試驗箱應具備試件轉換后5min內試驗箱內的試驗條件重新穩定的能力。若需要，可使用搬運設備以實現試件在兩箱之間的轉換。
所以這個轉換也是偏向于使用兩箱法的情況。
另外想多說一點：
2423.22里面關于試驗類型，Na、Nb、Nc混同在一個標準里面，將溫度沖擊和快速溫度變化（通常應用的標準是ESS相關標準，比如GJB 1032）放在一起，統稱為溫度變化，極容易使用人產生混淆，而且規定還比較詳細瑣碎。