關於改（gǎi）進電子（zǐ）產品高（gāo）低溫濕熱試驗設備的（de）研究
作者：
salmon範
編輯：
瑞（ruì）凱儀器
來源：
www.tuyatang.com
發布日期： 2020.04.22
隨著（zhe）科學技術的飛速發展，電子（zǐ）技（jì）術及電子信息技術在各個（gè）領域越來越多地得到應用。大量的電子產品，電子信息產品投放市（shì）場，質量如何？在使用（yòng）、貯存、運輸過程中能否經得住各種環境的考驗，它們的使用（yòng）壽命（mìng）多長，也越來（lái）越引起各個（gè）領域乃至全社（shè）會的關注。為此（cǐ），國家、地方及相關產業部門都對這些產品引進或製定了（le）一係列標準或規範。國家和地方（fāng）相關檢驗機構及生產廠檢部門依據相關標準對這些產品的技術性能進行檢測，並按相（xiàng）關標準或規範進行氣候(高溫（wēn）、低溫、濕熱（rè）、溫度變化、低（dī）氣壓甚至鹽霧、黴菌、淋雨、砂塵、光輻射),機械(振動、衝擊、碰撞、離心、跌落、運輸)，壽命（mìng）甚至物理和化學方麵的試驗和檢測，看其經過試驗的產品性能是否符合相（xiàng）關標準或規範的規（guī）定（dìng）。並判定合格與否，進行相（xiàng）關試驗的設備和相關性能（néng）檢測的儀器性能（néng）如何，是否適用，可靠程度多高，卻是（shì）相關檢驗機構和相關檢驗人員所（suǒ）十分關心（xīn）的問題。
本文對上述試驗中，濕熱試驗的目的、機理、產生濕熱（rè）條件的方法做了簡略的闡（chǎn）述。同時對80年代和90年代進口的試驗設備的部分性能（néng）、優點和進行高低（dī）溫濕熱試驗所存在的問題做了簡要的說（shuō）明。並對這兩（liǎng）台設備提出（chū）了改進的意見和（hé）應該采取的措施。
高低溫濕熱試驗的目的是確定濕熱環境下產品的適應能力。高低溫濕熱試驗又分為恒定濕熱和交變溫熱兩種。恒定濕熱試驗是指溫濕度在整個試驗期間不（bú）變。交變濕熱試驗是指溫濕度在一個（gè）周（zhōu）期中交替地作高溫高（gāo）濕和低溫高濕的（de）變化。它除了和恒定濕熱試驗一（yī）樣（yàng）受（shòu）到吸附、吸收和（hé）擴散作用外,還有呼吸作用和升溫（wēn）階段的凝露。
濕熱條件的產生方法也有（yǒu）多種，如甘油或化學溶液法、水揮發加濕法、氣泡加濕法、蒸汽加濕法、噴霧加濕法等（děng）等。我們用於（yú）濕熱試驗的（de）設備采取的加濕方法主要有三種。種是水揮發（fā）加濕，RK-TD型高低溫試驗（yàn）箱和RK-TH恒溫恒濕箱就是采用這種方法加濕。第二種是噴霧加濕法，如R-WTD型潮濕箱（xiāng）和R-PTH型潮熱箱。第三種是（shì）蒸汽加濕法,如R-TD型溫（wēn）濕度箱等。R-PTH和RK-TH是恒溫濕箱，目前能夠進行交變濕熱試驗的有RK-TD和R-TD等（děng）設備。
RK-TD高低溫試驗箱（xiāng）可進（jìn）行常溫到150℃的高溫試驗,和0℃到-
40℃的低（dī）溫試驗。微處理機能設定8步程序，如果對升降溫（wēn）速率（lǜ）不作嚴格要求，可進行（háng）有關標準規定的交變濕（shī）熱試驗，和溫度漸變的溫度變化試驗。由於微處理機對溫濕度以及時間的設置值精（jīng）度很（hěn）高，所以是進行溫度突（tū）變高溫、低溫，以及恒定（dìng）濕熱試驗比較理想的設備，但對濕度漸變的高溫、低溫、以及交變濕熱試驗則不然。因為該（gāi）設備微處理機（jī）所能設定的步數不夠多，每進行一步程（chéng）序,加熱或製冷幾乎都是全功率的，不能嚴格保證其升溫降溫（wēn）速率符合要求。
由（yóu）於設備全（quán）功率加熱，其升（shēng）溫速（sù）度高達6~ 8℃/分，實際上升曲線已不是緩慢上升，而是帶有幾個台階，某（mǒu）些地方已經（jīng）超出了標準所允許的範園。從高溫高濕到低溫高濕是（shì）靠1.5KW壓縮機製冷實現的，降溫速率比標準規定的快得多。盡管也可以設置三步程序,但也會（huì）形成三個（gè）台階。與升溫階段不同的是，降溫階段相對濕度隻有短暫降低(幾分（fèn）鍾，仍大於80%的規定),而後就（jiù）很（hěn）快就達到所設定的範圍(即大於等於95%)。但是升溫（wēn）階段（duàn）卻不同，溫度上升（shēng）必（bì）然（rán）帶來相對濕度（dù）下降，雖然加濕加熱器按微（wēi）處理機的（de）指（zhǐ）令不斷加熱，加大水蒸汽的揮發，但相對（duì）濕度的增長就沒有（yǒu）溫度的增（zēng）長那麽快。至少在（zài）每個程序段的溫度上升階段相對濕度要（yào）低（dī）於95%這個規定值。隻有每（měi）段程序的恒溫階段相對（duì）濕度才能達到（dào）微處理機上設定的指令值。另外，箱內溫度上升過快,樣品表麵的水份又開始揮發，這就可能產生（shēng）多次凝露又多次揮（huī）發的現象。這（zhè）種（zhǒng）效果與溫度緩慢.上升所產生（shēng）的效果很難說沒（méi）有（yǒu）區別。因此改變這種台階式升（shēng）溫現象是（shì）完全（quán）必（bì）要的。為此當然可以更換微處（chù）理機，換上程序步數更多（duō）的（de）微處理機，設定更多的步數，每.步程序之間的溫差和時間差盡可能小。
在不更換微處理機的條件下，我們認為可采取下列措施解決這個問（wèn）題。
(1)選擇導熱係數小的材（cái）料附在箱內散熱（rè）麵（miàn）上，使箱內溫度在每步程序的未端達到指令值。不過選擇非常理想的材（cái）料也不很容易，況且材料的導熱係數也（yě）會隨著（zhe）溫度和濕度的增高而變大。也可以在箱內散熱麵上通一定流（liú）量的（de）冷卻水來（lái）降低其散熱量。不過準確控製冷卻水流量也不太容（róng）易，加熱器在整個升溫階段全功（gōng）率加熱，也（yě）造成了能源的浪費和加熱（rè）器本身（shēn）的損耗。
(2)設計一種間斷性通電電路（lù）接在加熱電路（lù）中,使其在升溫階段加熱器間斷性工作（zuò），保證箱內溫度緩慢上升。這樣一步（bù）程（chéng）序就可完成從低溫到高（gāo）溫的升溫。
(3)降低加（jiā）熱器的功率。散熱麵的散熱量Q= K.S. △T(K為（wéi）導熱（rè）係（xì）數, S為散熱麵積，△T為散熱麵溫升)。箱內升溫速（sù）度與箱內散熱麵的散熱（rè）量成（chéng）正（zhèng）比，散熱量又和散熱麵的溫（wēn）升成正比，溫升又和加熱器的（de）功率成正比。隻要降低了加熱器的功率就能（néng）降低散熱麵的散熱（rè）量，降低了（le）散熱麵的散熱量就能降低箱內的升溫速度（dù）。可以通（tōng）過計算或者通（tōng）過實驗選擇-個功（gōng）率合適的加熱器（qì）。將這個加熱器安裝在原加熱器同（tóng）一位置，將原加熱器用一個轉換開關予以傍路，需要進行突變的高溫試驗或較高溫度的高溫試驗時再轉接到（dào）原來的加熱器上。
(4)用可（kě）控矽電路控製加熱器功率。調節可控矽導通角降低加熱器功率（lǜ），一直到溫度上升速度合適為止。可利用波段開關或琴（qín）鍵開關固定幾個不同功率的導通角以滿足其（qí）它試驗對（duì）升溫速（sù）率的要求。
以上5條措施中，第2.第3、第4條比較實際一些。如果采用第3條能解決問題是理想的。將原來的加熱器進行（háng）分離，分離出一個功率合適的加熱器，而從第2條或第4條中選擇一條加以配合，解決溫升速率問題是可能（néng）的。
RK-TD的微處理機能設（shè）置50個程序段，一個簡單循環或兩種循環組（zǔ）合的複雜循環方式，可一次設定9 800次循環。溫度範圍從-70℃至180℃，相對濕度範圍是10% ~98%。箱內升溫速率通過微處理器可以精確地加以控（kòng）製。能進行溫度突變和溫（wēn）度漸變的高、低溫試驗，恒定濕熱試驗，交變濕熱試驗和溫度漸變的溫度變化試驗。當樣晶需要通電時，特別是（shì）需要定時間斷性通電時，通過微處理器的程序設（shè）計（jì）都能有效地加以控製。
用RK-TD進行交（jiāo）變濕熱試驗是比較理想的，它恰恰彌補了R-TD程序（xù）設計的不足。但是這台（tái）設備也存在一些不足。，這（zhè）台設備耗電量較大,總功（gōng）率高達17KW,第二，要保證升（shēng）降溫階段溫度（dù）變化速率的（de）穩定，保證（zhèng）恒溫階（jiē）段溫度的穩定，保證（zhèng）各個階段的相對濕度的穩定，除加（jiā）熱器頻繁（fán）工作（zuò）以外，兩台壓縮機也在頻（pín）繁的啟動，包括保證箱內溫度和相對濕度均勻的兩台風扇和冷凝器的風扇的啟動，加起來的噪聲是相當大的。可（kě）高達72分貝。第三,由.於（yú）加濕方式是蒸汽加濕,相對濕度波動較大，有時甚至高達士5%，同時箱內蒸汽管出口蒸（zhēng）汽的溫度很高，造成溫度上衝，致使製冷係統頻繁啟動，反（fǎn）過來又影響相對濕度的提（tí）高（gāo）。以上因素造成它的溫（wēn）度（dù）的波動比R-TD大的多。第四，蒸汽發生器安裝在壓縮機和冷凝器附近，它所產生的熱量直接影響製冷係統製冷效（xiào）率。在室內溫度（dù）較高，尤其在（zài）夏季，這種影（yǐng）響更為明顯。因此在環境溫度較（jiào）高的情況下，溫（wēn）濕度控製精度難以（yǐ）保（bǎo）證，常常出現（xiàn）降溫（wēn）和加濕比較困難的現（xiàn）象（xiàng）。第五，RK-TD微處理機每段時間隻能設18小時，要進行1000小時濕熱試驗或1000小時高溫試驗，隻少要設定56段程（chéng）序。這在鍵（jiàn）盤（pán）上（shàng）操作要花很（hěn）長時間。當然（rán）可以設兩段程（chéng）序，並（bìng）在（zài）鍵盤上輸人28個（gè）循環周期來解決這個問題，但（dàn）都不如R-TD隻輸入一個溫濕度（dù）值那麽簡便。況（kuàng）且用這台設備（bèi）進行這類試（shì）驗也是相（xiàng）當不經濟（jì）的。因此，對這台（tái）設備進行一些改進也是必要的。
,降低它的加熱功率。該設備（bèi）的加熱功率是根據它的溫度180℃設計的，這個溫度在一般試（shì）驗中很少遇到，既使偶爾有那麽一-兩項高溫度的試驗，也完全可（kě）以（yǐ）改用其它設備。降低它的功率,減（jiǎn）少（shǎo）由於濕度上升所造成的壓縮機頻繁啟動，對提高設備的（de）控製精度，降低能耗,以及減（jiǎn）少製冷係統的故（gù）障（zhàng）都大有（yǒu）好處。摘除一（yī）部分加（jiā）熱器，或者利用轉換開頭分離一部分加熱器就能達（dá）到這個目的。
第二，將蒸汽加濕方式改（gǎi）為水揮發加濕方式。在箱內後側安裝一個加濕水槽，在槽內安裝一個加熱器，依靠這個加熱器將槽內的蒸餾水蒸發來改變濕度，其穩定度（dù）要比蒸汽加濕方法高得（dé）多。另外拆除了原來的蒸（zhēng）汽（qì）發生器對提高製冷係統的製冷效率也是大有（yǒu）好（hǎo）處的。
第三，增設一個小功率製冷係統，使其能滿足一般高溫和濕（shī）熱試驗降溫和減濕需要,將會改善設備的控製精度，降低能耗，降低（dī）噪（zào）聲。
