一、前言

    近幾年，國內模擬環境可靠性（xìng）測試廣（guǎng）受重視，並得到了廣（guǎng）泛（fàn）的應用。模擬環境可（kě）靠性測試不僅（jǐn）可以（yǐ）進行更真實的電子產品的實際環境的模擬（nǐ）試驗；而且還可以進行環境應力篩選試驗，盡早激發出因元（yuán）器件（jiàn）和工藝缺陷（xiàn）造（zào）成的故障，以保證電子產品在使用（yòng）中的可靠性，實踐證（zhèng）明，後（hòu）者比前者的意義更大。

    環（huán）境（jìng）應力篩選的（de）根本目（mù）的（de）在（zài）於使（shǐ）產品交付外（wài）場前，消除（chú）其潛在的缺陷隱患。在產品研製、鑒定（dìng）和生產的不同階段采用環（huán）境應力（lì）篩選，可以獲益匪淺。在（zài）研製階段采（cǎi）用應力篩選，能夠查出缺陷 - 故障原因，找出設計上的問題，采取有效的糾正措（cuò）施，這樣不僅能大大節省以後的試驗時間和費（fèi）用，還（hái）能提高產品的固有可靠性；在可靠性鑒定試驗前采取應力篩選，可消除製造工藝和元件方麵（miàn）的缺陷，使鑒定試驗的結果有效、正確；在產品生產前增加篩選這一工序，由於消除了產品中的潛在缺陷（xiàn），大大提高（gāo）了產品的使用可（kě）靠性（xìng），並可減（jiǎn）少外場維修費用。
    我司前幾年（nián）就（jiù）研製成功了一（yī）款（kuǎn）應用於綜（zōng）合環（huán）境可靠性試（shì）驗的（de）溫度（dù）循環試驗箱。這種溫度循環試驗箱適用於航天航空、電子電工行業及科研單位等部門（mén），對電子產（chǎn）品，在高溫或低溫環境下，能同時與振動台配會，進行綜合環境（jìng）可靠性試驗，並且還可以以大變溫速率對電子元器（qì）件，零部件進行環境應（yīng）力篩（shāi）選試驗（yàn）。

     二、草莓视频网站溫度循環試驗箱技（jì）術指標

    作室容積：1 m³
    工作室內部尺（長*寬（kuān）*高）：1000*1000*1000mm
    溫度範圍：-60℃ ～ 150℃
    變溫速率：降溫 5℃/min，升溫 10℃/min
    工作（zuò）室風速：（0.5~2）m/s連續可調
    允許試件發熱量：0.5KW
    設備總功率54.9 KW 
    壓縮機功率4*7.5 KW
    加熱器功率：2*12 KW
    照明燈功率：40 W
     油溫（wēn）加熱器（qì）功（gōng）率：120 W
    風機（jī）功率：750 W
    冷凝器冷卻（què）方式：水冷式
    製（zhì）冷工質：高溫部分R-22，低溫部分R-13

    設備耗水量：4.8噸/小時

    三、結（jié）構設計和工作原理

    1、草莓视频网站（kǎi）溫度循環試驗箱結構

    箱體璧麵保溫結構見圖1。箱體內壁的不鏽鋼板為1.5毫米。外壁是1毫米厚的A3鋼（gāng）板，固定在角鋼上。內外壁之間為絕（jué）熱層（céng），以阻斷（duàn）冷熱傳遞。絕熱材料為超細玻璃棉，厚度150毫米。

    箱體的底板是活動式的，溫（wēn）箱準備有兩塊底板，一塊是無孔的，用以僅有溫度循環（huán）的試驗；另一塊是中間開孔的可以與振動台相連接，以滿足其有振動項目的綜合環境可靠性試驗需要。底板（bǎn）結構為圖2所示。底（dǐ）板的絕熱材料用的是硬質聚氨酯泡沫。

    箱體門（mén）的絕熱材料用的也是（shì）硬質聚氨酯泡（pào）沫，門上裝有加個用鋼化玻璃組成的觀（guān）察窗，門的結（jié）構如圖3所示。箱壁留有引線孔100mm一個，並裝（zhuāng）有（yǒu）20個接線柱。

     2、製冷和（hé）加熱（rè）係統
    溫度可調範圍為-60℃ ～ 150℃。
    若要將箱內空氣溫度（dù）降（jiàng）至-60℃，可以（yǐ）采（cǎi）用兩種製冷（lěng）循環（huán）方式，一種是雙級壓縮製冷循環，另一種是複疊式製（zhì）冷循環。那麽如何決擇呢？從理論循環分析，複疊式由於冷凝蒸發器存在（zài）傳熱（rè）溫差（chà），使經濟性有所降低。同時，複疊式係統比較複雜，溫度調（diào）節範（fàn）圍也（yě）比（bǐ）較小（xiǎo）。但是，複疊式（shì）製冷係統每台壓縮機工作壓力範圍較適中，使低溫部分壓縮機的輸（shū）氣量減（jiǎn）少，輸氣（qì）係數及指示效率都有所提（tí）高，特別（bié）是摩擦功率（lǜ）大大減小（xiǎo），因而實際循環的（de）製冷係數比雙級壓縮製冷循環還要高。因此，一般說來以采用複疊式為宜。本溫度（dù）循環試驗箱采用了複疊式製（zhì）冷設備，製冷設備是兩套複疊式製冷機組。
    在溫箱（xiāng）風道內安裝了三個液氮噴咀並配置了相應的（de）電磁閥。這樣，隻要再配置一個小（xiǎo）液氮罐，即可用液氮製冷（lěng）的方法進行大於5℃/分降溫速率的低溫（wēn）試驗或溫度循環試驗。可以（yǐ）據不同的降溫速率要求，來決定相應液氮噴咀的個數。
加熱設備用的是電加熱器，加熱功（gōng）率可以從0至100%無級連續可調。
    3、瑞（ruì）凱溫度循環試驗箱（xiāng）工作原理

    溫度循環試驗箱的係統構成簡圖見圖（tú）4。

    3.1 空氣循（xún）環係統

    空氣循環係統配有兩個蒸發器，兩台風機（jī）和兩組（zǔ）電加熱器。試驗箱內的空氣經過頂部兩側的回風口，然後流向加熱（rè）器和蒸發（fā）器。後經頂部中間（jiān）的兩（liǎng）個送風口又被風機送入試驗箱內，如此不斷循環。空氣循環係統圖見圖5.

    空氣循（xún）環（huán）係（xì）統以空氣為介質，蒸發器為冷源，加熱器為熱源。實現（xiàn）升溫、降溫和恒溫控製。
    3.2 製冷及加（jiā）熱工作原理

    製冷係統（tǒng）示意圖（tú）見圖（tú）6。複疊式製冷機組成，分別為高溫部分及低溫部分。高溫部分使用中（zhōng）溫製冷劑。低溫部分使用低溫製冷劑。這兩個部分各自成分一個使用單一製冷（lěng）劑的製冷係統。其中高溫部分係（xì）統中製冷劑的蒸發用來使低溫部分係統中的製冷劑冷凝，用一個冷凝蒸發器將（jiāng）兩（liǎng）部分聯係（xì）起來，它既是低溫部（bù）分的冷凝器，也是高溫部分的蒸發器。這樣低溫（wēn）部分製冷劑吸取的熱量（即冷量（liàng））就可傳給高（gāo）溫部（bù）分的製冷劑，而（ér）高溫部分的製冷劑再將熱量傳給環境介質（空氣或水）

    高溫部分中的製冷劑R-22在壓（yā）縮機內由於飽和蒸（zhēng）汽（qì）壓縮成高壓氣體通過油分離器（qì），將油氣分（fèn）離，冷凍機油回（huí）到壓縮機（jī）內，高壓氣體進入冷凝器（qì）被冷卻（què）水冷凝成高壓液體；然後經過幹（gàn）燥（zào）過濾器，再經過熱力膨脹閥節流降壓為低壓低溫的R-22液體，後經過冷（lěng）凝蒸發器（qì）進行汽化。吸收熱量，冷凝R-13高溫（wēn）高壓氣體，從而變成（chéng）了低溫低壓汽體。同樣，從（cóng）試驗箱中的蒸發器來的（de）低溫部分中的製冷劑R-13也通過（guò）壓縮機壓縮（suō）變（biàn）成高壓氣體，再經過油分離器，進入冷凝蒸（zhēng）發器被R-22冷凝成高壓液體（tǐ），接著經過幹（gàn）燥過濾器，並經（jīng）過熱力膨脹閥（fá）節流（liú）成低壓汽液兩相流體（tǐ），進入蒸發器吸（xī）熱製冷。
    為了有（yǒu）效地實（shí）現快速降溫，在熱力膨脹閥和起控製作用的電磁閥。
    壓縮機組的冷卻水是由冷卻（què）水係統供給。冷卻水係統由水泵、水箱、冷卻塔（tǎ）組成。冷卻水經過冷凝器吸（xī）收高溫高壓的R-22氣體的熱量，然後進（jìn）入冷（lěng）卻塔受風冷冷卻（què）降溫，再流到水箱裏，由水泵繼續抽入冷凝器進行冷卻循環（huán）。
    電加熱器（qì）可分為兩組，均由可控矽控製電加熱器，熱功率為（wéi）24k W.
    根據不同的升降溫速率的試驗（yàn）要求，開啟不同數量的製冷機組（zǔ）和加熱器。升溫時，可開一組或兩組加熱器；降（jiàng）溫時，也可開一套或兩套製冷機組。在小降溫速率（lǜ）情況（kuàng）下，可（kě）用電加熱器加熱進行（háng）冷熱對抗，在保溫過程中，也可采（cǎi）用冷熱對抗的方法，來控製溫度精度。
    3.3 控製方式

    控製係統是個雙工係（xì）統。它既可（kě）實現以z80為核心的可編程的數字調節器的微機（jī）控製，又可實（shí）現由（yóu）模擬儀表組成的PID調（diào）節器的模擬控製。在特殊情（qíng）況下，還可以切換成人工控製。它的原理圖如圖7所示。

    由於製冷壓縮機（jī）不（bú）宜頻繁啟動，所以在降溫（wēn）和（hé）低溫階段，製冷機常開（根據需要開一套或兩套製冷機組），靠控製加熱量來保（bǎo）證溫度精度。
     這個（gè）係統具有溫度檢測，控（kòng）製操作，超限報警，屏（píng）幕顯示和事故處理（lǐ）等功能。
    作（zuò）為感溫元（yuán）件（jiàn）用的鉑電阻放置在試驗箱內，測溫電橋將溫度循環試驗箱（xiāng）內溫度變化轉化成（chéng）電位是輸出。電位是經放大器放大，通（tōng）過微機係統或模擬PID調節器，或（huò）手動調節器控製執行機構動（dòng）作，使試驗箱內溫度保持在所需的控製溫度值。
    升溫時，通過控製係統中可（kě）控矽（guī）導通角的（de）調節作用來提供合（hé）適的加熱功率，以保證試驗所需的升溫速率。降溫時（shí），先控製啟動高溫部（bù）分R-22的機組。三分鍾後自動延時啟動低溫部分R-13的機組。可（kě）以通過電熱自動（dòng）補償（cháng）來減小降溫速率。保溫時，同時控製啟（qǐ）動壓縮機（jī）和導通加熱（rè）器，進行冷熱對（duì）抗來保證（zhèng）控溫精度。