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溫度沖擊試驗(yàn)研究(1)

發(fā)布時(shí)間: 2018-11-27  點(diǎn)擊次數(shù): 1506次

目前,各工程師在制定標(biāo)準(zhǔn),執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)時(shí)對于溫度變化類的試驗(yàn)有很多不同的見解,且此類試驗(yàn)名稱過多,導(dǎo)致實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)了一些不恰當(dāng)?shù)氖褂梅椒?。本文特對溫度變化類試?yàn)進(jìn)行解讀,一方面對各類試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行分析,另一方面推薦使用合適的標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目,以供各工程師參考使用。
溫度變化類試驗(yàn)項(xiàng)目有眾多名稱:溫度變化、溫度循環(huán)、溫度交變、快速溫變、溫度沖擊、冷熱沖擊、溫度梯度、分級溫度等名稱。且不同體系的標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)用的試驗(yàn)方法是不同的,如何區(qū)分這些試驗(yàn)項(xiàng)目,如何選擇試驗(yàn)項(xiàng)目,這需要對各類型試驗(yàn)的來源以及其區(qū)別進(jìn)行分析。
本文針對的試驗(yàn)項(xiàng)目是溫度變化類的,對于濕熱類,溫濕度循環(huán)等試驗(yàn)項(xiàng)目后續(xù)再以專題敘述。
1、溫度變化試驗(yàn)
1.1 來源
各類標(biāo)準(zhǔn)中的溫度變化試驗(yàn)均來源于IEC 60068-2-14 試驗(yàn)方法N:溫度變化中的 Nb 。在特定溫度變率之溫度變化試驗(yàn)。
1.2  定義
溫度變化試驗(yàn),為設(shè)置一定的溫度變化速率進(jìn)行高溫與低溫之間的轉(zhuǎn)變。故在實(shí)際應(yīng)用中有兩類:一類為慢速的溫度變化試驗(yàn),其溫度變化速率<3℃/min(一般各標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)常選擇參數(shù)為1℃/min),也既一般應(yīng)用中的溫度變化、溫度循環(huán)、溫度交變試驗(yàn)(此三類為一種試驗(yàn));另一類為快速的溫度變化試驗(yàn),其溫度變化速率≥3℃/min(一般各標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)常選擇參數(shù)為3℃/min、4℃/min、5℃/min、7℃/min、10℃/min),也既一般應(yīng)用中的快速溫變試驗(yàn)。溫度變化速率越快,考核越嚴(yán)酷。
1.3  目的及應(yīng)用范圍
本試驗(yàn)適用于組件、裝備或其它產(chǎn)品。為產(chǎn)品模擬帶電工作時(shí)隨溫度的變化,如在系統(tǒng)/組件工作時(shí)快速改變周圍溫度。如果系統(tǒng)/組件處在熱浸透溫度(例如安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的系統(tǒng)/組件),高溫階段附加的短暫溫度峰值要確保產(chǎn)品在這期間的基本功能。為避免系統(tǒng)/組件內(nèi)的電熱擴(kuò)散抑制系統(tǒng)/組件達(dá)到低溫的效果,故在降溫階段將產(chǎn)品關(guān)閉。失效模式為溫度變化引起的電氣故障。
注:本試驗(yàn)不是壽命試驗(yàn)。
1.4  試驗(yàn)方法及參數(shù)
1.4.1  溫度變化試驗(yàn):
各類標(biāo)準(zhǔn)中建議采用ISO 16750-4 5.3.1 溫度變化試驗(yàn),具體試驗(yàn)程序見圖1及圖2,圖1應(yīng)用于非發(fā)動(dòng)機(jī)艙產(chǎn)品,圖2應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)艙中零部件,因?yàn)槠渚哂邪l(fā)動(dòng)機(jī)熄火后的余熱考核,故在溫度變化中加入了極限高溫貯存的考核。
圖1溫度變化曲線
TOB:高溫極限工作溫度
TUB:低溫極限工作溫度
工作類別3.2: 使用13.5V帶電工作
圖2 有后續(xù)加熱的溫度變化曲線
TOB:高溫極限工作溫度
TUB:低溫極限工作溫度
TNH:發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后(停車),出現(xiàn)的高環(huán)境溫度
工作類別3.2: 使用13.5V帶電工作
1.4.2  快速溫變試驗(yàn):
目前發(fā)現(xiàn)部分企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中有此類項(xiàng)目,如GM3172 ,其具體試驗(yàn)方法參加圖3,此類試驗(yàn)屬于加速壽命試驗(yàn)方法,故一般不推薦應(yīng)用于認(rèn)證試驗(yàn)中。
圖3快速溫變曲線
1.5  差異及應(yīng)用分析
以上的兩項(xiàng)試驗(yàn),推薦使用ISO 16750-4 5.3.1 溫度變化試驗(yàn),由于其更能貼合日常中產(chǎn)品的使用情況,快速溫變試驗(yàn)適用于壽命加速試驗(yàn),其具體的加速因子及方法,后續(xù)專稿論述。
1.6  重要參數(shù)解析
溫度變化試驗(yàn)的特點(diǎn):產(chǎn)品在試驗(yàn)中工作、溫度變化的速率一定、循環(huán)數(shù)一般設(shè)置30個(gè)循環(huán)以內(nèi)、極限溫度值(因此項(xiàng)試驗(yàn)為工作+存儲(chǔ)類試驗(yàn),故其極限值根據(jù)產(chǎn)品使用情況不同有兩種方案供選擇,具體看參見圖1,圖2);此為產(chǎn)品性能考核試驗(yàn)(非壽命試驗(yàn))。附表為一外部公司的推薦參數(shù),以供大家參考。
表1  產(chǎn)品溫度變化試驗(yàn)參數(shù)推薦表

循環(huán)數(shù)

30個(gè)

低環(huán)境溫度

Tmin(產(chǎn)品低溫工作極限溫度)

高環(huán)境溫度

Tmax(產(chǎn)品高溫工作極限溫度)

溫度變化速率

4℃/min

產(chǎn)品的溫度穩(wěn)定時(shí)間(存儲(chǔ)時(shí)間)

見表2

抽樣數(shù)量

應(yīng)用

數(shù)量(件)

產(chǎn)品舉例

安全類

20

發(fā)動(dòng)機(jī)控制器、安全氣囊控制器、胎壓監(jiān)視器

操控類

15

雨量傳感器、光照傳感器、門開關(guān)

便攜類

10

CD機(jī)、娛樂系統(tǒng)

操作狀態(tài)

 

溫度沖擊試驗(yàn)箱 技術(shù)規(guī)格:

型號(CM)

SET-A

SET-B

SET-C

SET-D

SET-G

內(nèi)部尺寸

40×35×35

50×50×40

60×50×50

70×60×60

80×70×60

外部尺寸

140×165×165

150×190×175

160×190×185

170×240×195

180×260×200

結(jié)構(gòu)

三箱式(預(yù)冷箱)(預(yù)熱箱)(測試箱)

氣門裝置

強(qiáng)制的空氣裝置氣門

內(nèi)箱材質(zhì)

SUS#304不銹鋼

外箱材質(zhì)

冷軋鋼板靜電噴塑

冷凍系統(tǒng)

機(jī)械壓縮二元式 復(fù)疊制冷方式

轉(zhuǎn)換時(shí)間

<10Sec

溫度恢復(fù)時(shí)間

<5min

溫度均勻度

≤2℃

溫度偏差

±2℃

溫度波動(dòng)度

≤±0.5℃

冷卻方式

水冷

駐留時(shí)間

30 min

溫度范圍

預(yù)熱溫度

+60~200℃(40min)

高溫沖擊

+60~150℃

預(yù)冷溫度

+20℃~-80℃(70min)

低溫沖擊

-10℃~-40℃/-55℃/-65℃

傳感器

JIS RTD PT100Ω × 3 (白金傳感器)

控制器

液晶顯示觸摸屏PLC控制器

控制方式

靠積分飽和PID,模糊算法 平衡式調(diào)溫P.I.D + P.W.M + S.S.R

標(biāo)準(zhǔn)配置

附照明玻璃窗口1套、試品架2個(gè)、測試引線孔1個(gè)

安全保護(hù)

漏電、短路、超溫、缺水、電機(jī)過熱、壓縮機(jī)超壓、超載、過電流保護(hù)

電源電壓

AC380V 50Hz三相四線+接地線

聯(lián)


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