高低溫沖擊熱流儀的測試原理及方法
一、測試原理
高低溫沖擊熱流儀通過氣流控制技術(shù)實現(xiàn)快速溫度變化,模擬產(chǎn)品在溫度環(huán)境下的耐受性。其核心原理包括:
氣流密閉空間形成
試驗機輸出高溫或低溫氣流,通過氣流罩將被測樣品包裹,形成密閉測試腔。
氣流在腔內(nèi)循環(huán),使樣品表面溫度快速均勻變化,完成高低溫沖擊試驗。
局部獨立沖擊
針對元器件(如IC芯片)可單獨隔離測試,避免對周邊器件造成影響。
溫變速率可達30~40℃/min,遠超傳統(tǒng)冷熱沖擊試驗箱。
制冷與加熱系統(tǒng)
制冷:采用雙級復(fù)疊式壓縮機或電子膨脹閥調(diào)節(jié)制冷量,結(jié)合無氧銅管焊接技術(shù),確保低溫工況下能耗降低30%。
加熱:通過高功率加熱管快速升溫,配合溫度傳感器實時反饋,實現(xiàn)精準控溫。
振動與降噪設(shè)計
壓縮機安裝彈簧減振器,制冷管道采用圓弧彎設(shè)計,避免振動導(dǎo)致泄漏。
機箱內(nèi)壁覆蓋波浪狀消音海綿,運行噪音低于60dB。
二、測試方法
高低溫沖擊測試主要分為兩箱法和三箱法,具體步驟如下:
1. 兩箱法
操作流程:
將樣品置于測試箱中,通過閥門快速切換高溫/低溫氣流方向。
樣品在高溫箱和低溫箱之間交替轉(zhuǎn)換,實現(xiàn)溫度沖擊。
適用場景:
適用于體積較小、可快速轉(zhuǎn)移的樣品。
溫變速率較高,但溫度均勻性略低于三箱法。
2. 三箱法
操作流程:
樣品固定于測試箱中心位置,高溫和低溫氣流分別通過獨立管道進入。
通過調(diào)節(jié)氣流比例,實現(xiàn)溫度的快速升降。
適用場景:
適用于大尺寸樣品或需保持樣品靜止的測試。
溫度均勻性優(yōu)于兩箱法,但溫變速率略低。
3. 測試參數(shù)設(shè)置
溫度范圍:根據(jù)需求設(shè)定高溫(如+150℃)和低溫(如-70℃)極限值。
駐留時間:樣品在高溫或低溫環(huán)境中的停留時間(如5分鐘)。
轉(zhuǎn)換時間:溫度切換的過渡時間(如10秒)。
循環(huán)次數(shù):設(shè)定溫度沖擊的重復(fù)次數(shù)(如100次)。
4. 數(shù)據(jù)記錄與分析
測試過程中,設(shè)備自動記錄溫度曲線、樣品外觀變化(如裂紋、變形)及功能特性(如電氣參數(shù))。
通過數(shù)據(jù)分析,評估產(chǎn)品在溫度下的可靠性,為改進設(shè)計提供依據(jù)。
三、技術(shù)優(yōu)勢
快速溫變:從-55℃到+125℃的轉(zhuǎn)換時間僅需10秒,滿足高要求測試標準。
節(jié)能設(shè)計:采用氣液旁路調(diào)節(jié)、蒸發(fā)溫度調(diào)節(jié)等技術(shù),低溫恒溫時無需加熱平衡,運行功率降低50%。
安全保護:具備壓縮機吸排氣壓力自動保護、過載保護等功能,延長設(shè)備壽命。
四、應(yīng)用領(lǐng)域
電子行業(yè):測試電路板、芯片、電池等在溫度下的性能。
汽車工業(yè):評估汽車零部件在高溫、低溫環(huán)境下的可靠性。
航空航天:模擬航天器在太空中的溫度條件。
材料科學(xué):研究材料在熱脹冷縮下的物理和化學(xué)變化。
通過高低溫沖擊熱流儀的測試,可有效發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計缺陷,提升產(chǎn)品在實際使用中的穩(wěn)定性和壽命。