高低溫沖擊試驗箱為什么有蓄冷蓄熱區(qū)域:
簡單來說,蓄冷蓄熱區(qū)域的核心目的就是為了實現(xiàn)極其快速的溫度變化率,從而完成真正的“熱沖擊”或“冷沖擊”效應(yīng)。
下面我將詳細(xì)解釋為什么需要這個設(shè)計以及它是如何工作的:
一、普通高低溫箱的局限性
普通的恒溫恒濕箱或高低溫交變箱,其升溫和降溫是通過一套制冷系統(tǒng)和一套加熱系統(tǒng)直接對測試腔體內(nèi)的空氣進(jìn)行調(diào)節(jié)。要實現(xiàn)從一個溫度點到另一個溫度點的變化,需要時間。例如從+85°C降到-40°C可能需要幾十分鐘甚至更長時間。這種緩慢的變化我們稱之為 “溫變”。
二、高低溫沖擊試驗箱的目標(biāo)
高低溫沖擊試驗的目的完全不同。它模擬的是產(chǎn)品在極短時間內(nèi)經(jīng)歷極端溫度劇烈變化的環(huán)境,例如:
**電子產(chǎn)品: 從沙漠地區(qū)的酷熱環(huán)境迅速進(jìn)入高空嚴(yán)寒環(huán)境。
汽車電子: 冬季從溫暖的室內(nèi)被拿到戶外的極寒中。
航天器件: 火箭發(fā)射時瞬間經(jīng)歷巨大的溫度變化。
這種測試旨在通過劇烈的熱脹冷縮應(yīng)力,在短時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)材料、焊接、封裝等潛在缺陷。因此,它需要的不是“溫變”,而是 “溫度沖擊”。標(biāo)準(zhǔn)通常海銀裝備要求在5~15秒內(nèi)完成*高溫和*低溫之間的轉(zhuǎn)換。這是普通高低溫箱**無法做到的。
三、蓄冷蓄熱區(qū)域如何實現(xiàn)超快速溫度沖擊?
為了實現(xiàn)這種“沖擊”效果,工程師設(shè)計了一個巧妙的“預(yù)存能量”方案,這就是蓄冷蓄熱區(qū)域。
工作原理(以*常見的兩箱式/吊籃式?jīng)_擊箱為例):
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結(jié)構(gòu)分離: 沖擊箱內(nèi)部被分為三個區(qū)域:
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測試區(qū): 放置樣品的地方,通過一個移動吊籃(或提籃)在高溫區(qū)和低溫區(qū)之間切換。
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低溫區(qū): 長期保持在一個極低的設(shè)定溫度(如-65°C)。
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高溫區(qū): 長期保持在一個極高的設(shè)定溫度(如+180°C)。
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能量的“蓄水池”:
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蓄冷區(qū): 同理,低溫箱內(nèi)除了制冷系統(tǒng),也有一個蓄冷模塊(同樣由金屬塊等制成)。制冷系統(tǒng)持續(xù)工作,將蓄冷模塊冷卻并穩(wěn)定在遠(yuǎn)低于所需低溫(如-65°C甚至更低)的狀態(tài)。它就是一個“冷量銀行”,儲存了巨大的冷量。
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蓄熱區(qū): 高溫箱內(nèi)不僅僅有加熱器,還有一個由高比熱容材料(如不銹鋼塊、特殊陶瓷)制成的蓄熱模塊。加熱器持續(xù)工作,將蓄熱模塊加熱并穩(wěn)定在遠(yuǎn)高于所需高溫(如+160°C甚至更高)的狀態(tài)。這個巨大的熱容量模塊就像一個“熱量銀行”,儲存了遠(yuǎn)超一次測試所需的熱量。
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實現(xiàn)“沖擊”
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高溫測試結(jié)束后,吊籃迅速移動到低溫區(qū)。
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高溫區(qū)的風(fēng)扇迅速將高溫空氣吹向樣品。關(guān)鍵點在于:由于有巨大的蓄熱模塊存在,大量樣品瞬間吸收的熱量不會導(dǎo)致高溫區(qū)的溫度有明顯下降,熱量能源源不斷地、穩(wěn)定地釋放出來,使樣品表面溫度在幾十秒內(nèi)就飆升至目標(biāo)高溫。
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當(dāng)測試開始時,吊籃帶著樣品從常溫進(jìn)入高溫區(qū)。
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同樣,蓄冷模塊儲存的巨大冷量瞬間包圍樣品,迅速吸收其熱量,而自身溫度不會顯著回升,從而在極短時間內(nèi)將樣品冷卻到目標(biāo)低溫。