关于高低温冲击试验两个时间指标的分析
时间：2023-08-24 阅读：979
高低温冲击试验箱主要用来测试材料结构，以及复合材料在瞬间经高温及低温的连续环境下所能忍受的程度，以在短时间内试验其因热胀冷缩所引起的化学变化或物理伤害，确保产品品质。
该系列的温度冲击标准试验箱，也可以根据用户需求定制更大容积的冲击试验箱。该系列根据用户场地和不同的试验需求分为水平结构、垂直结构以及三箱式，该系列具备提供客户一箱多用功能。
高低温冲击试验箱技术规格：
型号(CM) | SET-A | SET-B | SET-C | SET-D | SET-G | |
内部尺寸 | 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 | |
结构 | 三厢式（预冷箱）（预热箱）（测试箱） | |||||
气门装置 | 强制的空气装置气门 | |||||
内箱材质 | SUS#304不锈钢 | |||||
外箱材质 | 冷轧钢板静电喷塑 | |||||
冷冻系统 | 机械压缩二元式 复叠制冷方式 | |||||
转换时间 | ＜10Sec | |||||
温度恢复时间 | ＜5min | |||||
温度偏差 | ±2℃ | |||||
冷却方式 | 水冷 | |||||
驻留时间 | 30 min | |||||
温度范围 | 预热温度 | +60～200℃（40min） | ||||
高温冲击 | +60～150℃ | |||||
预冷温度 | +20℃～-80℃（70min） | |||||
低温冲击 | -10℃～-40℃/-55℃/-65℃ | |||||
温度传感器 | JIS RTD PT100Ω × 3 (白金传感器) | |||||
控制器 | 液晶显示触摸屏PLC控制器 | |||||
控制方式 | 靠积分饱和PID，模糊算法 平衡式调温P.I.D + P.W.M + S.S.R | |||||
标准配置 | 附照明玻璃窗口1套、试品架2个、测试引线孔1个 | |||||
安全保护 | 漏电、短路、超温、缺水、电机过热、压缩机超压、超载、过电流保护 | |||||
电源电压 | AC380V 50Hz三相四线+接地线 | |||||
按结构来分，高低温冲击试验箱一般可以分为三箱式和吊篮式这两种，吊篮式的又分为空气循环和液槽式，它们既有共性，也各有特点，有不同的特殊的应用场景。
三箱式，通常上部是高温室，中间是试验室（试样区），下部是低温室，内部结构有点像汉字“目”。试验过程中试验样品是不需要移动的，高温低温通过风门来切换。
吊篮式，上部为高温室，下部是低温室，通过试验区（吊篮）的移动，完成高温、低温的切换，内部结构有点像汉字“吕”。试验过程中试验样品放在吊篮里进行移动（水平或者垂直）。
高低温冲击试验箱常用相关的标准：
1、GB/T 5170.2-2017环境试验设备检验方法 第2部分 温度试验设备
2、GB/T 2423.22-2012(IEC60068-2-14:2009) 环境试验 第2部分 试验Na：温度变化
3、GJB 150.5A-2009 装备实验室环境试验方法 第5部分 温度冲击试验
下面说说上面几个标准里关于容易让人迷糊的两个时间概念。
1、温度恢复时间
《GB/T 5170.2-2017环境试验设备检验方法 第2部分 温度试验设备》表1 检验项目 第七项列有 “温度恢复时间“项目。
8.7部分规定了温度恢复时间这一指标的检验方法，测量点规定为设备的控制点，通常是指试验箱的测量传感器位置：试样的上风口侧。而如果采用样品表面控温的情况，我想应不在此列，或者根据实际情况进行协商。
在检验步骤里提到：将检验负载由高温状态转入低温状态，测量点温度恢复到规定低温值允许偏差范围内的时间为低温恢复时间，即时记录该恢复时间。由高温转低温，也是一样。
东莞市赛思检测设备有限公司简单分析，从某一温度转到另一个温度所需的时间即为恢复时间。
标准接着对负载（可以理解为试验样品）又进行了一些规定，比如质量每1立方米不能超过80千克，体积不大于试验箱容积的1/5，负载临风面面积不超过该处箱内总截面积的1/3，且不能阻塞气流。
《GB/T 2423.22-2012(IEC60068-2-14:2009) 环境试验 第2部分 试验Na：温度变化》7.3部分也提到了一个恢复时间。然而这里的恢复时间，虽然仍属试验过程中，但是这里的概念是试验的后处理，跟试验开始的时候的试验预处理一样，跟5170标准的恢复时间是不同的概念。
2、转换时间
《GB/T 2423.22-2012 (IEC 60068-2-14:2009) 环境试验 第2部分 试验Na：温度变化》 4.5部分提到 转换时间的选择，加了一个限定条件：两箱法。两箱法，现在基本上很少用了，早期由于设备原因，拿一个高温箱+一个低温箱，通过人工搬运的方法，实现温度的转换，既累人还不可靠，正常情况已经不多见，除非一些特殊情况，比如只是偶尔做一下，或者试样尺寸等的原因，没有合适的设备而采用的变通办法。所以这一条基本上对于电子电工类小型负载，使用是三箱式或者吊篮式一体机（相对于两台温箱设备的两箱法而言），可以忽略此条。而且该标准给出的图1（标准图），看曲线也不是通常意义的冲击曲线，让人费解。
2423.22标准在序里面提到新标准（2012版）规定转换时间不宜超过3min，并在7.2.5部分作了详细说明。简言之，转换时间，是指从某一温度开始变化到到达设定的温度之间的时间。转换时间可以理解为不大于1/10的半个循环，最好不超过3min，适用于两箱法或一体箱。
《GJB 150.5A-2009 装备实验室环境试验方法 第5部分 温度冲击试验》4.39部分有提到转换时间：应保证转换时间能反映寿命周期剖面中实际温度冲击的相应时间。转换时间应尽可能短，但若转换时间大于1min，则应证明这些额外的时间是合理的。
这一段话，虽然说要尽可能短，但是若转换时间大于1min，只要说明一下，也是可以接受的。
150.5A第5.3部分f)条：转换时间（例如：“门打开”至“门关闭”的时间）。
似乎也可以理解使用两箱法条件下，两台设备，一台高温，一台低温，因为只有在此种情况下，试验才需要开门、关门；即所谓的转换时间，就是从一台箱子转换到另一台箱子所需的时间。
150.5A第6.1部分提到：试验箱应具备试件转换后5min内试验箱内的试验条件重新稳定的能力。若需要，可使用搬运设备以实现试件在两箱之间的转换。
所以这个转换也是偏向于使用两箱法的情况。
另外想多说一点：
2423.22里面关于试验类型，Na、Nb、Nc混同在一个标准里面，将温度冲击和快速温度变化（通常应用的标准是ESS相关标准，比如GJB 1032）放在一起，统称为温度变化，极容易使用人产生混淆，而且规定还比较详细琐碎。