自動除霜型快速溫變試驗箱工作原理
作者:
salmon範
編輯:
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來源:
www.tuyatang.com
發布日期(qī): 2019.11.08
快速溫變(biàn)試驗箱是航天(tiān)、航(háng)空、儀(yí)器、儀(yí)表、電工、電子、材料等領域(yù)必備的環(huán)境試驗設備,主要用於測試整機及零部件等產(chǎn)品在溫度(dù)快速變化條(tiáo)件下的適應性,考核產品在溫(wēn)度快速變化(huà)時能否正常工作和滿足使用要求。
目前快速溫變試驗主要是在快速(sù)溫(wēn)變試驗箱進行的,當快速溫變試驗箱中環境溫度升高時,由於熱慣性導致(zhì)產品表麵的溫度低於環境溫度,當濕熱的環境空氣遇(yù)到低於露點的產品表麵時,水汽就會凝結在產品表麵形成露滴,並且,如果產品密封,當快速溫變(biàn)試驗箱中環境溫度降低時,產品外殼內(nèi)壁溫度比腔體內空(kōng)氣溫度降得快(kuài),腔體內濕熱空(kōng)氣也會在(zài)產品外殼內壁凝結(jié)成露滴,如果產品外殼溫度過低,凝露(lù)也會形(xíng)成結霜。凝露和結霜對產品(pǐn)來說是致命性的,輕則降低產品壽命,重則(zé)使產品損壞,所以要避(bì)免產品在升降溫過程中凝露結霜。
現有(yǒu)快速溫變試驗箱的原理基本相同,主要由(yóu)試驗箱體、製冷係統、加熱係統、氣體循環係(xì)統及控製係統組成。製冷係(xì)統使試驗箱降溫,加熱係統使試驗箱升溫,氣(qì)體循環係統使箱(xiāng)內空(kōng)氣循環,防(fáng)止產品表麵及內部結霜,這樣的(de)快速溫變試驗箱(xiāng)結(jié)構對於熱熔較(jiào)小(xiǎo)的產(chǎn)品可以滿(mǎn)足使用要求,對於熱熔較大的產(chǎn)品,在試驗(yàn)時仍存在容(róng)易結霜的問題,因此無法滿足使用要求。
自動除霜型快速溫(wēn)變試驗箱優點
1、本試驗箱利用抽氣係統(tǒng)和進氣係統作為自(zì)動除霜裝置,在試驗前,將快速溫變試驗(yàn)箱箱體內的空氣置換為不含水份的惰性氣(qì)體(例如幹燥的高純氮氣),從而(ér)從(cóng)源頭上能杜(dù)絕了(le)快速溫變試驗時產品結霜(shuāng)的(de)可能性;
由於參試產品是在大(dà)氣環(huán)境下進行試驗的,不能附加額外應力,所以在控製係統(tǒng)控製進氣(qì)係統和抽氣係統協同工作的同時,利用壓力(lì)測試(shì)係統實時(shí)采(cǎi)集試驗箱內的壓力數據,當試(shì)驗箱內壓力為一個大氣壓的狀態(試驗要求的壓力條件(jiàn) ),抽氣係統和進氣係統便停止工作。
2、本快速溫變試驗箱通過控製係統的PID調節器能夠控製(zhì)抽氣速率和充氣速率,能夠(gòu)使試驗箱內壓力在一個大氣壓下保持(chí)動態平衡,使試驗(yàn)數據更可靠。
自動除霜型快速溫變試驗箱由(yóu)試驗箱體(tǐ)、控製係統(tǒng)、均(jun1)與控製係統相連的用(yòng)於使試(shì)驗箱升溫的加熱係統、用(yòng)於使試驗箱降溫的製冷係統、用於使試驗箱內空氣循環(huán)的氣體循環係統、抽氣係統、進氣係統、壓力測(cè)試係統、排氣係統、溫度傳感器和濕度傳感器組(zǔ)成。
在此,以本速溫變試驗箱完成一個循環(huán)的快速溫變試驗為例:
試驗條件:高溫(wēn)60℃、低溫-40攝氏度,升降溫速率為10℃/min,試驗箱濕(shī)度低(dī)於15%。
試驗過程:分為升(shēng)溫、高溫保(bǎo)持、降溫、低溫(wēn)保持四個(gè)工況。
工作(zuò)過程如下(xià)
1.試驗前準備工作(zuò):
1.1將試驗產品放置於(yú)試驗箱體內的載物架上,關閉試驗箱大門(mén);
1.2在上位(wèi)機上設定試驗箱體內壓力為一個大氣狀態;
1.3啟動真空泵(bèng),打開第二電動(dòng)調(diào)節閥7,同時打開電動調節閥3,通過進氣係統的質量流量計(jì)4向試驗箱體中充入氮氣,通過控製係統(tǒng)的(de)PID調節器使試驗箱體內的氣壓在一個大氣壓的環境下達到動(dòng)態平(píng)衡;
1.4濕度(dù)傳感器檢測(cè)出試驗箱中濕度低於15%時,真空泵和質(zhì)量流量計同(tóng)時停止工作。
2.快速溫變試驗
2.1升溫:
試(shì)驗箱以10℃/min的升溫速率開始升溫,在升溫過程中試驗箱體內的氣體壓(yā)力會增(zēng)大,因此需要通過單向平衡閥向外排氣。
在升溫過程中由於熱慣(guàn)性的影響,產品容易結霜,所以在升溫過程中(zhōng)需盡可能(néng)降低試驗箱體內的濕度,因(yīn)此在升溫過程的同時進行氮氣置換,具體方法為:
啟動真空泵,打開第(dì)二電動(dòng)調節閥7抽氣;同時打開電動調節閥3,通過(guò)進氣係統的質量流量(liàng)計向試驗箱體中充入氮氣(qì);通過控製係統(tǒng)的PID調節器調整抽氣速率和充氣速率,使抽氣速率和充氣(qì)速率達到動態平衡,將試驗箱體內的氣壓穩定在一個大氣壓;
2.2高溫保持:
試驗箱體內溫度升至並保持在高溫60℃,試驗箱壓力不會變化,也不會產生結霜,此過程中無需充入氮氣置換;
2.3降溫:
試驗箱體內溫度(dù)向(xiàng)低溫-40℃下降,降溫過(guò)程中由於溫度降低,試驗箱內氣(qì)壓會減小,因此需要向試驗箱體內充入氮氣(qì),具體方法為:
打開電動調(diào)節閥(fá)3,向試(shì)驗箱體內充入氮氣,通過大氣壓(yā)力變(biàn)送器實(shí)時反饋試驗箱(xiāng)內(nèi)壓力,當箱內壓力達到一個(gè)大氣壓時停止(zhǐ)充氣。
2.4低溫保持
在(zài)低溫保持階段,快(kuài)速溫變試驗箱內氣(qì)壓不(bú)會發生變化,無需抽(chōu)氣(qì)和/或充氣。