
快速温变试验箱选型或验收时,经常会看到:
5℃/min、10℃/min、15℃/min
等温变速率参数。
但设备真正放入产品以后,有些用户会发现:
空载时温变速度很快,带载以后却明显变慢。
这并不一定说明设备性能下降,因为样品本身也需要吸收和释放热量。尤其是大型金属件、带电电子产品,对实际温变速率的影响会更加明显。
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一、空载测试主要改变空气温度
设备空载运行时,工作室内部没有大量产品。
制冷和加热系统主要需要改变:
* 工作室空气;
* 搁板;
* 箱体内部结构;
的温度。
因此设备需要处理的额外热负载相对较小,温度变化速度通常更容易达到设计要求。
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二、带载后还要改变样品温度
放入产品以后就完全不同了。
例如工作室内放入50kg金属样品:
设备从85℃降到-40℃时,不仅要降低空气温度;
还需要不断带走金属样品内部的热量。
因此:
样品重量越大,实际温变速度越容易受到影响。
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三、不同材料影响也不同
即使样品重量相同,不同材料的热特性也可能存在差异。
例如:
* 金属;
* 塑料;
* PCB;
* 复合材料;
在相同环境下,升温和降温过程并不完全一样。
因此快速温变设备选型时,除了提供样品重量,最好也说明产品大致类型和结构。
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四、带电产品还会持续发热
如果测试的是:
* SSD;
* 电源;
* ECU;
* PCB;
* 控制器;
并且需要持续通电,产品自身会不断产生热量。
快速降温时相当于:
设备持续制冷;
↓
样品持续发热;
↓
制冷系统需要额外带走这些热量。
如果产品数量较多,实际降温速率可能明显下降。
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五、产品功率不能简单等于全部发热量
进行设备选型时,需要根据产品实际运行状态判断热负载。
例如同一台电子产品:
待机状态;
和:
满负载状态,
实际发热可能完全不同。
所以如果产品需要带电快速温变测试,最好提供真实测试工况,而不是只给一个产品铭牌功率。
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六、样品摆放也会影响温变速率
即使设备制冷和加热能力足够,如果产品:
* 摆放过密;
* 挡住出风口;
* 堵住回风口;
冷热空气无法快速经过样品表面。
最终可能出现:
控制器温度变化很快,但样品实际温度变化很慢。
因此带载快速温变测试尤其需要合理摆放。
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七、箱内空气温变速率不等于样品温变速率
这是很容易混淆的一点。
例如试验箱空气温度按照:
10℃/min
快速变化。
并不代表大型样品内部温度也一定同步按照10℃/min变化。
样品内部存在热传导过程,因此:
箱内空气温度曲线和样品核心温度曲线可能存在明显差异。
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八、为什么采购时一定要说清楚“带载要求”?
如果用户只告诉厂家:
“我要10℃/min。”
但没有说明实际要放:
* 多少公斤产品;
* 产品尺寸;
* 是否通电;
* 发热量多少;
最终设备可能只能按照空载条件进行配置。
真正放入产品后,实际温变表现就可能与预期存在差异。
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九、带载选型需要提供哪些信息?
建议至少提供:
样品尺寸
单次测试数量
样品总重量
产品材料或类型
是否通电
实际发热量
目标温度范围
要求的温变速率
这些数据越完整,设备配置越容易匹配真实测试条件。
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十、怎么判断温变速率下降是不是设备故障?
可以进行一次标准空载测试。
如果:
空载温变速率与以前一致,带载以后明显下降,
重点检查:
* 样品负载;
* 产品发热;
* 摆放方式。
如果:
相同空载条件下温变速率也明显下降,
则需要进一步检查:
* 冷凝器;
* 环境散热;
* 循环风机;
* 加热系统;
* 制冷系统。
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结语
快速温变试验箱空载和带载温变速率存在差异,是实际测试中非常值得关注的问题。
真正影响带载温变能力的,不只是设备本身,还包括:
样品重量、材料、尺寸、产品发热以及摆放方式。
因此采购快速温变试验箱时,不要只问:
“空载能不能做到10℃/min?”
更应该明确:
“放入我的实际产品以后,还需要达到多少℃/min?”
对于真正的产品可靠性测试来说,带载条件下能够稳定实现规定温变速率,往往比单纯漂亮的空载参数更有意义。