高低温试验箱
高低温试验箱技术概述
高低温试验箱作为环境可靠性测试领域的关键设备，其核心功能在于通过程序化控制实现温度（-70℃至+180℃）与湿度（10%RH至98%RH）的精确调控，以模拟极端气候条件对工业产品及材料性能的影响。该设备采用复叠式压缩制冷系统与PTC电加热元件构成热力学控制核心，配合超声波加湿与表冷器除湿技术，形成闭环环境调控系统。其测试能力覆盖电子元器件、汽车部件、高分子材料、航空航天器件等领域的热循环试验、湿热交变试验及低温存储试验，为产品质量评估提供标准化数据支持。
高低温试验箱关键技术指标解析
-
温度波动度（Temperature Fluctuation）
表征环境控制系统在稳态工况下维持设定温度参数的能力，定义为工作空间内任意测点在观测时段内的最大瞬态温差（ΔT_max=T_max-T_min）。需特别指出的是，"工作空间"特指有效测试区域，即试验箱内剔除距箱壁各边1/10边长后的核心区域（ISO 18853标准定义）。该指标直接反映设备热力学控制系统的动态响应特性与能量调节精度，是评价温控算法先进性的核心参数。 -
温度范围（Temperature Range）
指试验箱在标准大气压下可实现并维持的极限温度区间，包含极端高温（T_max）与极端低温（T_min）两个边界值。根据IEC 60068-2标准，该参数需满足：- 高温端：≥+180℃（空载工况）
- 低温端：≤-70℃（标准型）/≤-100℃（深冷型）
温度范围需明确标定运行工况（空载/满载）及持续时间（≥8h），体现设备压缩制冷系统与加热组件的极限工作能力。
-
温度均匀度（Temperature Uniformity）
依据GB/T 10586-2006标准，该指标定义为稳态条件下工作空间内任意两测点间温度平均值的最大差值（ΔU_max=T_i-T_j）。相较于温度偏差指标，其更能反映三维空间温场分布的一致性，直接关联测试结果的重复性与再现性。典型技术要求为：- 常规试验箱：ΔU_max≤±2℃
- 精密型试验箱：ΔU_max≤±1℃
该参数受气流组织设计、加热元件布局及绝热结构等要素综合影响。
-
温度偏差（Temperature Deviation）
表征工作空间中心点温度均值与各监测点温度均值的偏离程度，按GB/T 5170.2-2017标准定义为ΔD=|T_center-T_i|。相较于旧版标准，现行规范强化了空间多点监测要求（≥9个测点）并延长考核周期（≥4h），但缩短单次采样间隔（≤1min）。典型技术指标包括：- 常规温区（-40℃~+150℃）：ΔD≤±2℃
- 高温专项（>200℃）：ΔD≤±2%T_set（T_set为设定温度）
该参数综合反映设备热惯性补偿能力与空间温场控制精度。
高低温试验箱特点
-
结构工艺特性
主体框架采用五轴联动数控加工中心精密切削成型，人机工程学设计结合无反作用力门锁机构，确保操作界面符合ISO 9241-410 ergonomics标准。箱体拼接公差控制在±0.05mm范围内，表面处理采用电解抛光工艺（Ra≤0.2μm）。 -
材料防腐体系
内腔选用ASTM A240标准SUS304不锈钢（C≤0.08%，Cr 18.0-20.0%，Ni 8.0-10.5%），经镜面抛光处理（光泽度≥600GU）。外饰面提供两种方案：- 方案A：SUS304拉丝不锈钢板（HL表面处理）
- 方案B：优质冷轧钢板（SPCC）配静电喷涂环氧树脂涂层（膜厚80-120μm，盐雾试验≥1000h）
-
观测系统配置
前视窗采用5mm电加热双层中空钢化玻璃（透光率≥90%），内置防凝露电加热装置（功率50W，表面温度误差≤±3℃）。照明系统采用LED平面光源（色温4000K，显色指数Ra≥90）。 -
接口扩展设计
左侧壁配置符合ISO 15540标准的测试端口，提供φ25/φ50/φ100三种规格可选。接口采用Viton氟橡胶密封组件，承压能力达0.5MPa，泄漏率≤1×10⁻⁹Pa·m³/s。 -
绝热密封系统
保温层采用纳米气凝胶复合玻璃纤维棉（密度≥48kg/m³，导热系数≤0.035W/(m·K)），有效厚度100mm。门封结构采用双道硅橡胶密封条（邵氏硬度60±5，压缩变形率≤15%），配合电磁门锁机构（保持力≥500N）。 -
安全保护机制
独立双路限温保护系统：- 主控回路：PT1000铂电阻实时监测，超温阈值可调（范围T_set±15℃）
- 冗余回路：K型热电偶独立监控，响应时间≤0.5s
符合IEC 60529防护标准，具备CE认证及SEMI S2安全规范符合性。
-
水路管理系统
补水单元采用304不锈钢膨胀水箱（容积15L），配浮球式液位开关及电磁隔膜泵（流量8L/min）。加湿管路与电气控制系统实施物理隔离，管路连接采用卡套式接头（耐压1.6MPa），泄漏检测灵敏度达0.5mL/min。 -
维护便利设计
后舱门采用铰链式快开结构（开启角度180°），电气元件布置符合IP54防护等级。制冷系统管路配置压力表组（量程0-4MPa）及视液镜，冷媒追溯符合AHRI 700标准。 -
移动定位装置
底装四组高强度聚氨酯脚轮（承载能力500kg/个），其中两组配置自锁式制动机构（锁定扭矩≥15N·m）。水平调节支脚采用M12螺纹结构（调节范围0-50mm），确保设备静载稳定性。
工作原理
1. 制冷剂循环系统
制冷系统基于逆卡诺循环原理构建，通过两个等温过程与两个绝热过程实现热力学转换：
- 绝热压缩：制冷剂经全封闭涡旋压缩机（排气量≥8m³/h）压缩至高压状态（≥1.6MPa），焓值显著提升
- 等温冷凝：高温高压气态制冷剂在翅片式冷凝器（风量≥1500m³/h）中与环境介质完成等温热交换，释放凝结潜热
- 绝热膨胀：通过电子膨胀阀（调节精度0.1bar）实现节流降压，制冷剂物态突变吸收汽化潜热
- 等温蒸发：低温液态制冷剂在铜管铝翅片蒸发器（换热系数≥45W/(m²·K)）中汽化吸热，形成可控低温场
该循环周而复始，通过制冷剂相变过程实现箱体内温度的精确调控。
2. 强制对流加热系统
该系统由镍铬合金电加热元件（表面负荷≤3.5W/cm²）、固态继电器控制模块及轴流风机组成。加热过程中，后倾式离心风机（风压≥500Pa）驱动环形风道形成垂直闭式循环（换气次数≥15次/h），强制对流使加热丝产生的热量均匀扩散至工作空间。基于PID算法的双向可控硅调功器通过热电偶阵列（测点数≥9）实时反馈温度数据，动态调节加热功率输出周期（0-100%占空比可调），在稳态工况下实现加热量与环境热损耗的动态平衡，温控精度可达±0.2℃。
3. 分布式电气控制系统
采用三级控制架构：主控层由工业级PLC执行多变量解耦控制算法，通过RS485总线协调执行层设备；执行层包含接触器、压缩机驱动模块、风机变频器等功率器件（响应时间≤5ms）；监测层由Pt1000薄膜铂电阻（三线制接法）与电容式湿度传感器构成检测网络。温湿度控制装置实时比对回风参数与设定值，通过模糊控制算法自动调节压缩机启停（冷却/除湿）、加湿器通断及电加热功率，形成闭环控制系统。安全保护模块集成双通道冗余温控回路、压缩机油压差保护（ΔP≥1.5bar触发停机）及漏电保护（IΔn≤30mA），确保设备运行符合IEC 61010-2-010安全标准。
| 名称 | 货号 | 规格 |
| 微孔板恒温振荡器（HZ80-2） | abs72034-1EA | 1EA |
| 水平圆周振荡器（TC420C） | abs72013-1EA | 1EA |
| 数显旋涡振荡器 | VM-D | 台 |
| 旋涡振荡器,不带数显 | VM-A | 台 |
