在（zài）航（háng）天工程（包括載人與衛星）中整機包含大量的驅動器，配電器，控製器，分流調節器等中樞產品，統稱為（wéi）航天器單機產品。航天器單機產品是飛行器的控製中樞，在先期的環境試驗過程中，如試驗問題帶來了產品損傷而隱患未被發現並及時處理的情況下進入航天軌道，隨著隱性損傷在發射過程中通（tōng）過振動、氣壓、溫度、濕度、輻射等綜合應力下出現（xiàn）故障，則（zé）航天器將無（wú）法完成（chéng）預定（dìng）功能而出現任務失敗，損失（shī）巨大。熱循環試驗是航天組件級單機產品可靠（kào）性驗證的一種手段，在試驗過程中如何（hé）保（bǎo）證產品不經受凝露帶（dài）來的損傷是本文研究（jiū）點。

    熱循環（huán）試驗

    通過正（zhèng）交試驗設計以及對試驗結果進行極差分析得出以下結論及建（jiàn）議：為了對基站天線電（diàn）磁輻射的影響進行（háng）充分的了解，國內外有關（guān）這方麵的研（yán）究和監測工作不斷增加 ，但對於移動通信基站電（diàn）磁輻射影響因素進（jìn）行綜合優化研究並（bìng）不（bú）多見。因此（cǐ），本文對（duì）移動基站電磁輻射影響因素進行研究，得到各（gè）個因（yīn）素影響基站電磁輻射大小的主次順序以及各因素的佳水平，終（zhōng）確立電磁輻射值影響小的布設方案，為今後通信基站的建設提供優的（de）建設依據。

    熱循環試驗是一種利用高低溫交變試驗箱對試驗產品進行的預（yù）設高低溫交替的應力考核，用以驗證材料（liào）和產品是否達（dá）到在研發、設計（jì）、製造中預期（qī）的質量目標的一類可靠性試驗。通過大溫變速率可暴露產品潛在的材料與性能缺陷，經過不斷地質量改進，達到可靠性（xìng）提升的（de）目的。航天單機類產品一次熱循環示意圖見（jiàn）下圖1所示。

    產品凝露帶來的危害

    1）表麵覆蓋層（表麵處理防（fáng）腐）的化學或電化學破（pò）壞。
    2）基體材料腐蝕。
    3）材料性能的損壞。
    4）元器件電氣性能的損（sǔn）傷。
    產品表麵凝露原理
    環境試驗（yàn）設（shè）備在開（kāi）展熱循環試驗（yàn）時，一般的氣（qì）體（tǐ）介質為濕空氣，即為氮氣（qì）、氧（yǎng）氣（qì）、二氧化碳和惰性氣體等（děng）混（hún）合水蒸（zhēng）汽，也即幹空（kōng）氣與水蒸汽的混合。
    1、含濕量

    含濕量為在濕空（kōng）氣中與1kg幹（gàn）空氣並存的水蒸汽量，即：

    2、相隨濕度（dù）

    相隨濕度就是空氣（qì）中水蒸（zhēng）汽分（fèn）壓力和同溫度下飽和水蒸（zhēng）汽分壓力之比，用符號φ表示，即（jí）：

    pq— 水蒸汽分壓力；
    pq,b—同溫度下飽和水蒸汽分壓力；
    db—同溫度下飽和（hé）含濕量。
    3、露點溫度
    在保持整個濕空氣含濕量不變的情況下，將濕空氣冷卻，此時相對濕度中pq,b為不斷降低，pq近似不變（biàn），當pq與pq,b相等時，相對濕（shī）度變為100%，此時所（suǒ）對應的溫度為該濕空氣的（de）露點（diǎn）溫（wēn）度，計為tl。空氣相（xiàng）對濕度為100%，溫度（dù）持續降（jiàng）低時，Pq,b持續降低，此時空氣中水蒸汽無（wú）法維持氣（qì）體狀態，開始出現凝（níng）結（jié）水滴現象，此現象稱為凝露。
    4、試驗過程凝（níng）露（lù）機理
    產品在熱循環過程中（zhōng）分為降溫過程，溫度保持過程，升溫過程和溫度保持過程（chéng）四個階段。在降（jiàng）溫過（guò）程中，低溫的（de）空氣經氣流風道吹出（chū）經過產品（pǐn）表麵，經過對流換熱產品表麵開始降溫。此時對於腔體式產品（pǐn），產品表麵降溫速率大於產品內部，在產品內部（bù）濕空氣溫（wēn）度在產品內壁降低至露（lù）點溫度以下，於產品內（nèi）部形成凝露現象。
    保（bǎo）溫過（guò）程：此過程為產品溫度穩定過程，不會在此過程形成新的凝露現象。
    升溫過程：熱（rè）循環試驗的升溫過程是產品（pǐn）凝露（lù）的關鍵過程。降溫過程中，濕空氣在經過蒸發器時（shí），水（shuǐ）蒸汽凝結在蒸發器表麵，低溫保溫過程中，由於箱內形（xíng）成負（fù）壓，外界環境中濕空氣不斷進入試驗設備（bèi）中，凝結在蒸發器上，低溫保溫時間越久，則蒸發器凝結霜層越厚。在低溫轉高溫過程中，熱空氣經過（guò）蒸（zhēng）發器（qì）表麵，將蒸發器表麵霜層融化形成大量水蒸汽隨氣流進入試驗箱內部，而由於試驗（yàn）產品熱容比空氣大，產品表麵熱滯後（hòu）於空氣溫度，濕空氣在產品表麵溫度降至露（lù）點溫度以下，在產品表麵析出水分，凝結在產品表麵，可能造成內部空腔吸入水分的問題。產品在考核高溫過程中，增加了濕熱（rè）試驗的綜合應力（lì）影響，可能會對產品造成未知傷害（hài）。

    防凝露試驗（yàn）技術

    產品出現（xiàn）凝露存在一個根本問題為產品表麵流（liú）經的濕（shī）空氣在產（chǎn）品表麵降至露點溫度以下（xià），導（dǎo）致產品表麵析出水分。而露點溫度tl與d和db有關，因此，隻要控製d與db的關係，就可控製產品凝露問題。
    含濕量d，為相對濕度中分子量，為尋求空氣相對濕度越低，則研究中需控製含濕量越低。含濕量為空氣中存在（zài）的水蒸汽的質量，即為考慮（lǜ）如何將空氣中存在的水蒸汽控製（zhì）到限度。
    同溫度下飽和含濕量（liàng）db為分母量，為尋求（qiú）空氣相（xiàng）對濕度越低，則（zé）研究db需要越高越好，db隨著溫度的升高而升高，因此要求產品表麵的溫度與設備風口溫（wēn）度越接近越（yuè）好。然而產品實時溫度（dù）與（yǔ）產品形（xíng）狀、產品比熱容、產品重量與溫度變化（huà）速率有關，為產品與試驗參數固有條件決定（dìng），無法通過試驗技術（shù）對委托試驗方進行約束修改。因此本文防凝露試驗技術通過研究降低含濕（shī）量d來達到航天器（qì）單（dān）機產（chǎn）品的試驗保障。
    設備內部空氣中水蒸汽主要來（lái）源於蒸發器的化霜，如何含濕量則（zé）需考慮如下三個問題：
    1）如何控（kòng）製蒸發器表麵低（dī）溫凝霜（shuāng）；
    2）如何控製蒸（zhēng）發器升溫化霜；
    3）如（rú）何降低設備內部含濕量。
    1、控製蒸（zhēng）發器表麵低溫（wēn）凝霜
    蒸發器表（biǎo）麵低溫凝霜為蒸發器在低溫過程中設備內部及外界環（huán）境水蒸汽（qì）不斷在蒸發器表（biǎo）麵凝霜的現象。因此在低溫過程中需要（yào）保持設備的密封與箱內的正（zhèng）壓（yā）。
    1）設備如果不（bú）密封（如測試孔堵塞（sāi）不嚴密（mì），見示意圖2，大門密封不嚴密），則會形成濕氣進入試驗設備的通路。

    因此測試電纜口處不可使用硬質堵頭，建（jiàn）議使（shǐ）用棉花，軟布類（lèi），見圖3，內外封堵壓緊。

    2）對於設（shè）備（bèi）內部正壓則是為了防止低溫過程中（zhōng），設（shè）備內部形成負壓造成濕空氣從（cóng）密封不嚴的縫隙，螺紋孔，測試孔（kǒng）等處進入設備內部，形成蒸發器積霜。可在（zài）設備內部風道持續充注0.1Mpa壓力氮氣，使（shǐ）設備內部持續正壓。（由於整個過程氮氣消（xiāo）耗量大，如能保證（zhèng）設備單向密封，可對此過程進行相應裁剪）。
    2、如何控製蒸發器升溫化霜  
    蒸發器升溫化霜是整個環境試驗中升溫過程的隱患，蒸發器霜層越厚，則升溫過程空氣中的含濕量越多。如何控製蒸發器升溫化霜是升溫控濕技術的（de）關鍵所在（zài）。一般升溫過程中，蒸發器（qì）關閉或調（diào）節製冷劑（jì）流（liú）量來節約能源維持升溫速率。對於控濕考慮，可在（zài）升溫過程中持續大流量製冷劑輸出，保持蒸發器開啟，調節加熱絲功率來維持升溫速率。此時霜層由於蒸發器的冷量維持而不（bú）出現化霜現象，僅有表麵熱氣通（tōng）過（guò）時攜帶水蒸汽通過氣流進（jìn）入試驗設備中，試（shì）驗設備中輔助充（chōng）注（zhù）氮氣（qì）或者露點溫度小於-50℃的幹燥空氣，可在升溫階段大量減少含濕（shī）量進入設備內部。而蒸發器的化（huà）霜階段可選擇在產品溫度到達試驗（yàn）設備溫度後（可選擇30min後），關閉蒸發器，蒸發器進行化霜，化霜（shuāng）的水經過底部排水孔排出，而進入設備中的水蒸汽由於產品表麵與設備內部空氣溫度一致，不會在產品表（biǎo）麵出現凝露（lù）現象。
    3、如何降低（dī）設備內部含濕（shī）量
    降低設備內部含濕量是考慮（lǜ）已經存在於設（shè）備內部環境空氣中的水蒸汽如何排除。常規的做法為（wéi）低露（lù）點氣體置換法和吸附式除濕法。
    1）低露點（diǎn）幹燥空（kōng）氣除濕（shī）法
    開展單機（jī）熱循環試驗應（yīng）采用電容式（shì）濕（shī）度傳感器試驗設備，可實時監控試驗設備內部（bù）環境濕度。常規單機溫度循環試驗速率為3℃/min～5℃/min，根據經驗得知一般常規航天組件級單機熱滯後設備溫（wēn）度20℃左右，根據濕空氣（qì）焓濕圖可以得知，隻要設備（bèi）升溫過程相對濕度小於25%可避免產品（pǐn）表麵空氣降至露點溫度以下出現凝露（lù）現象。可（kě）在升溫過程中充注氮氣或者露點溫度小於-50℃幹燥空氣，並根據空氣相對（duì）濕度進（jìn）行低露點氣體充（chōng）注。一般經驗表（biǎo）明低（dī）露點氣體閥後壓力在0.5MPa以上可避免產品表（biǎo）麵凝（níng）露。對於其（qí）他類結構複雜單機，可在產品代表位置黏貼多個產品溫度（dù）傳感器（qì），通過（guò）溫度（dù）點與設備溫度差值，再結合試驗環境濕度進行焓濕圖查（chá）詢，調節低露點氣體充注量避免產品表麵（miàn）凝露。
    2）吸附式除濕法

    吸附式除濕一般（bān）選擇（zé）親水類材（cái）料如矽膠、分子篩和活（huó）性碳等產品。在風道處安裝一個（gè）吸附式過濾器，設備空氣經過吸附式過濾器時，水蒸（zhēng）汽吸附在（zài）過濾器中（zhōng），不斷除濕。過濾器（qì）可在高溫中再生重複（fù）下一次吸（xī）附過程。試驗中常用（yòng）幹燥劑為矽膠（jiāo），藍色代表具有吸濕能力，紅色代表已吸濕飽（bǎo）和。吸附式幹燥存在一定的弊端，如解吸（xī）溫度（dù）高，吸濕溫度低，無法在（zài）整個熱循環過（guò）程中（zhōng）持續有效吸濕。因此一般作為熱循環過程中輔助除濕手段，不單獨（dú）采取此一種手（shǒu）段。

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