自動除霜型快速溫變試驗箱工作原理
作者:
salmon範
編輯:
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來源(yuán):
www.tuyatang.com
發布日(rì)期: 2019.11.08
快速溫變(biàn)試驗箱是航天、航空、儀器、儀表、電工、電子、材料等領域必備的環境試驗(yàn)設備(bèi),主要用於測試整機及零部件等產(chǎn)品在溫度快速變化條件下的適應性,考核產品在溫度快速變(biàn)化時能否正常工作和滿足使用要求。
目前快速溫變試驗主要是在快速溫變試驗箱進行的,當(dāng)快速溫變(biàn)試驗(yàn)箱中環境(jìng)溫度升高時,由於(yú)熱慣性導致產品表麵的溫度低於環境溫(wēn)度,當濕熱的環境空氣遇到低於露點的產品表麵時,水汽(qì)就會凝結(jié)在產品(pǐn)表麵形成露滴(dī),並且,如(rú)果產品密封,當快速溫(wēn)變試驗箱中環境溫度降低時,產品外殼內壁溫度比腔體內空氣溫度(dù)降得快,腔體內濕熱(rè)空氣也會在產品外(wài)殼內壁凝結成露滴,如果(guǒ)產品外殼溫(wēn)度(dù)過低,凝(níng)露也會形成結霜。凝露和結霜對產品來說(shuō)是致命性的,輕則降低產品壽命,重則使產品損壞,所以要避免產品在(zài)升降溫過程中凝露結霜。
現有快速(sù)溫變試驗箱的原理(lǐ)基本相同,主要由試驗箱體、製冷係統(tǒng)、加熱(rè)係統、氣體循環係統及控製係統組成。製(zhì)冷係統使試驗箱降溫,加熱係統使試(shì)驗箱升溫(wēn),氣體循環(huán)係(xì)統(tǒng)使箱內空氣循環,防止產品表麵及內(nèi)部結霜,這樣的快速溫變試驗箱結構對於熱熔較小的產品可以滿足使用要求,對(duì)於熱熔較大的(de)產品(pǐn),在試驗時仍存在容易結霜的問題,因此無法滿(mǎn)足使(shǐ)用要求。
自動除霜型快速溫變試驗箱優點
1、本試(shì)驗箱利用抽氣係統和進氣係統作(zuò)為自動除霜裝(zhuāng)置,在試(shì)驗前,將快速溫變試驗箱箱體內的空氣置換為不含水份的惰性氣體(例如(rú)幹燥的高純(chún)氮氣),從而從源頭上能杜絕了快速溫變試驗時(shí)產品結霜的可能性;
由於參試產品(pǐn)是在大氣環境下進行試驗的,不能附加額外(wài)應力,所以在控製(zhì)係統(tǒng)控製進氣係統(tǒng)和抽氣係統協同工作的(de)同時,利用壓力測試係統實時采集試驗箱內的壓力數據,當試驗箱內壓力為一個大氣壓的(de)狀態(tài)(試驗要求的壓力條件 ),抽氣係統和進氣係統便停止(zhǐ)工作。
2、本快速溫變試(shì)驗箱通(tōng)過(guò)控製(zhì)係統的PID調節器能夠控製抽氣速率和充氣速(sù)率,能夠使試驗箱內壓(yā)力在一個大氣壓下保(bǎo)持(chí)動態平衡,使試驗數據更可靠。
自動除霜型快速溫變試驗箱由試驗(yàn)箱體、控(kòng)製係統、均(jun1)與控製係統相(xiàng)連的用於使試驗箱升溫的加熱係統、用於使試驗箱降溫的製冷係統、用於使試驗箱內空氣循(xún)環的(de)氣(qì)體循環係統、抽氣(qì)係統、進氣係統、壓力測試係統、排氣係統、溫(wēn)度傳感器和(hé)濕度傳(chuán)感器組成。
在此,以本速溫變試驗箱完成一個循環的快速溫(wēn)變試驗(yàn)為例(lì):
試驗(yàn)條件:高溫60℃、低溫-40攝氏度(dù),升降溫速率為10℃/min,試驗箱(xiāng)濕(shī)度低於15%。
試驗過程:分為升溫、高溫保持、降(jiàng)溫、低溫保持四個工(gōng)況。
工作過程如下
1.試驗前準備工(gōng)作:
1.1將(jiāng)試驗產(chǎn)品放置於試(shì)驗箱體內的載物架上,關閉試驗箱大門;
1.2在(zài)上位機上設定試驗箱體內壓力為一個大氣狀態;
1.3啟(qǐ)動真空泵,打開第二電動調節閥7,同時打開電動調節閥3,通過進氣係統的質(zhì)量(liàng)流量計4向試驗箱體中(zhōng)充(chōng)入氮氣,通過控製係統的PID調節(jiē)器使試驗箱體內的氣壓在一個(gè)大氣壓的環境下達到(dào)動態(tài)平衡;
1.4濕度傳感器檢測出試驗箱中濕(shī)度低於15%時,真空泵和質量流量計同時(shí)停止工(gōng)作(zuò)。
2.快速溫變試驗
2.1升溫:
試(shì)驗箱以10℃/min的升溫速率開(kāi)始升溫,在升溫過(guò)程中試驗箱體內的氣(qì)體壓力會增大,因此需要通過單向平衡閥向外排氣。
在升溫過(guò)程中由於熱(rè)慣性的影響,產品容易結霜,所以在升溫過程中需盡可能降低試(shì)驗箱體內的濕度,因此在升溫過程的同時進行氮氣置換(huàn),具體方法為:
啟動真空泵,打開第二電動調節閥7抽氣;同時打(dǎ)開電動調節閥3,通過進氣係統的質量流量計向試驗箱體中充入氮氣;通(tōng)過控製係(xì)統(tǒng)的PID調節器調整抽(chōu)氣速率和充氣速率,使抽氣速率和充氣(qì)速率達到動態平衡,將試驗箱體內的氣壓穩定在一個大氣壓;
2.2高溫保持:
試(shì)驗箱(xiāng)體內溫度升至並保持在高(gāo)溫60℃,試驗箱壓力不會變化,也不會產(chǎn)生(shēng)結霜,此過(guò)程中無需充入氮氣(qì)置換;
2.3降溫:
試驗箱體(tǐ)內溫度向低溫-40℃下降,降溫過程中(zhōng)由於溫(wēn)度降低,試驗箱內氣壓會減小,因此需要向試驗箱體內充入氮氣,具體方(fāng)法為:
打開(kāi)電動調節閥3,向試驗箱體內充入氮氣,通過大氣壓(yā)力變送器實時反饋試驗(yàn)箱內(nèi)壓力,當箱內壓力達到一個大氣壓時停止充氣。
2.4低溫保持
在低溫保持階段,快速溫變試驗箱內氣壓不會發生變化,無需抽(chōu)氣和/或充氣。