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环境试验设备的实用知识和使用的必要性(二)
2015-11-21

3. 温度试验设备

温度试验设备一般由工作室、调节设备、辅助设备、控制系统组成。其中调节系统包括加热器、蒸发器和送风装置等,辅助设备主要室制冷机组,控制系统包括温度控制器、程序设定器、安全报警装置等。

加热器多用电阻丝或电热管的电加热方式实现;除了对无散热试样高温试验的干燥箱可以采用自然加热以外,一般都要都配有送风装置进行强迫空气循环,送风方式多用上侧送下侧回或全面孔板顶送下侧回的方式,对于整个试验设备的均匀性能很重要。

制冷方式使用较多为机械制冷,冷冻机有半封闭或全封闭形式,冷却回路也有水冷形式或空冷形式,冷媒现已多采用环保型冷媒,节流方式采用毛细管或者电子膨胀阀方式,可以提高精度和回路的寿命,并且能长期连续工作。

控制系统现在一般采用PID方式,使加热功率随设备实际温度与设定温度偏差自动进行调节、控制,实现无级调节,温度波动度小;显示部分也由以前数显方式提升到液晶触摸屏方式,例如ESPEC集团的P计装就是采用6.54英寸TFT彩色液晶显示画面,清晰美观,更便于操作。

另外,设备的保温层采用玻璃棉或者聚氨酯发泡层,导热系数小,耐温性好。温度检测采用热电偶、铂电阻和热敏电阻方式等,精度高。

进行温度试验时需要考虑详尽周全,所以考虑选择相应合适的试验设备也是至关重要的。

1. 必须要求测试范围要满足产品失效可能性试验范围,即无论是高温箱还是低温箱或者冷热冲击箱都应能够满足试验要求所规定的极值温度条件。

2. 必须以保证试验样品的体积不应大于试验设备工作容积的1/5的原则来选择试验设备。

3. 为保证试验区内温度的均匀性,根据样品的散热性来选择是否采用强迫空气循环或无强迫空气循环方式。例如上海ESPEC生产的LG型干燥箱采用热风自然对流方式,特别适宜粉状物干燥,而LC型干燥箱就采用热风强制循环方式。设备温度分布的差异对试验结果影响会更大,当采用较大的样品时,或者在同一时间测试的样品数量较大时,试验的结果将随着位置的不同而存在很大差别,因此应该选择温度均匀性尽可能好的设备。例如上海ESPEC生产的Z系列调温箱,均匀性达到2.0℃

4. 样品温度有采用上风和采用下风传感器温度测量两种方式。设备的温度控制传感器位置及控制方法是可以选择的,要根据试验要求选择合适的设备。

5. 防止试验区产生热辐射或者热传导所引起的样品吸热或放热,要求设备的加热或冷却系统装置对样品无影响。

6. 便于记录、显示,进行循环试验时要求安装自动计数器、指示灯、记录设备以及自动关闭等仪表装置。

7. 便于样品放置可以要求用于放置或悬挂的样品架,且样品架不会因高低温变化改变其机械性能。

8. 应具有将测试电源引入设备工作室内的引线孔。

9. 无论对于样品的损坏性和试验人员安全都要有保护防范措施。例如设有观察窗及照明,设有电源断相、缺水、超温保护、操作人员保护等报警装置。

10. 是否需要远程遥控监测功能。

使用温度试验设备时的注意事项:

1. 进行大块样品试验时上升气流和下降气流会出现温湿度偏差,因此应该仔细考虑放置样品位置。尽量放置在试验设备工作空间的中心位置上,样品之间不得互相接触和重叠,应留有一定的间隔以使空气流通;而且还应该保证进行试验时样品易于移动,测试时容易替换样品。

2. 检查试验区内有无油气等易挥发性物质,检查有无气味的物质,这类物质试验后果必须预先进行确认。

3. 注意确认试验区内试验样品的温度状况。

4. 为保持温度区内温度一致,需要尽可能保证试验环境温度及设备动力电源波动最小,确保试验样品不产生热辐射并不吸收热量从而保证试验区温度平稳。

5. 在温度试验设备结束测试以后,迅速取走试验样品会对样品产生不必要的应力,并可能得到意想不到的结果。因此,必须在试验样品冷却到环境温度后才能取出样品。

6. 试验样品的安装和支撑架的热导率应低,以保证试验样品与安装和支撑架间处于一种绝热状态。

不同产品的试验内容是由试验要求者、设计者以及试验人员共同决定的。从提供试验相符合的试验设备的角度出发,建立一个试验设备的技术规格框架,试验设备供应商可以根据这个框架来提供设备的具体规格。每一种可模拟试验环境的试验设备一般都有测量系统,因此使用现成的设备和购买新设备都是非常容易的。简单的试验设备也可以自己动手制造,但是要考虑成本、试验结果的可靠性、精确控制程度以及连续运转的安全因素等。

结语

环境试验是一个可使产品增值的过程,不容忽视。而温度型环境试验作为环境试验中最为基础的一种,运用领域及其广泛,大大提高了我国军用和民用产品的环境适应性和可靠性,并直接导致了产品的质量提升。本文就温度应力和相关的温度型环境试验设备作了简单的基础的介绍,根据使用要求准确选择使用,才能达到环境试验的真正目的


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