步入式高低溫濕熱試驗箱技術要求的確定及論證
摘要:概述了步入式高低溫濕熱試驗箱的主要技術指標、功能;分析了受試產(chǎn)品工程試驗需求;敘述了技術指標及功能的論證確定過程和驗收實測結果。供試驗同行作技改項目的策劃、選型、確定技術指標時參考。為確保試驗箱的質(zhì)量和可靠性,用戶采取關鍵部件定牌和設置設計、驗收控制節(jié)點的措施是十分有效的。
前言
我所鑒于對大型電子設備氣候環(huán)境試驗(高溫工作、低溫工作、高溫貯存、低溫貯存、恒定濕熱、交變濕熱等)的需要,考慮解決步入式高低溫濕熱試驗箱。試驗箱主要技術指標和功能的確定,依據(jù)試驗需求的設計輸入和進行必要的論證。通過對國內(nèi)外主要氣候環(huán)境試驗設備生產(chǎn)廠商的調(diào)研和考察:國內(nèi)主要生產(chǎn)廠商的公司管理體制經(jīng)過改制或合資設計手段和加工設備經(jīng)過升級改造;產(chǎn)品的主要部品采用國外著名品牌;設計和生產(chǎn)過程控制都比較規(guī)范。因此,這些廠商生產(chǎn)的標準試驗箱和步入式試驗箱均已成為成熟的貨架商品;這兩類產(chǎn)品的技術質(zhì)量與國外進口的同類產(chǎn)品差距已經(jīng)很小,而性能價格比和售后服務則明顯優(yōu)于國外進口的同類產(chǎn)品。為此,我所在技改立項時安排人民幣資金額度,確定采購國內(nèi)廠商生產(chǎn)的產(chǎn)品。通過國內(nèi)招標,廣州精秀熱工設備有限公司勝出中標。
步入式高低溫濕熱試驗箱
1、主要技術指標及功能的確定和確保實現(xiàn)的措施
1.根據(jù)我所的任務,試驗對象確定為大型電子設備4~6個機柜或其他大型構件的氣候環(huán)境試驗,試驗箱內(nèi)容積依據(jù)受試產(chǎn)品體積,考慮滿足自由大氣空間的條件,即試驗箱內(nèi)容積大于受試產(chǎn)品體積5倍的原則,確定為20m3;試驗箱內(nèi)容積構成尺寸依據(jù)大型電子設備機柜的高度(1800mm),大型構件試品的最大幾何尺寸(3200mm),考慮滿足自由大氣空間的條件,試品與試驗箱壁距離應大于150mm的原則,確定為w2400mm*H2200mm*D3600mm。
2.根據(jù)我所受試產(chǎn)品的最大試驗工作溫度范圍(-45℃~60℃)、最大試驗貯存溫度范圍(-55℃~70℃)的試驗需求,試驗箱試驗溫度范圍根據(jù)確保覆蓋且有富余的原則確定為-65℃~85℃;
3.根據(jù)試驗規(guī)范對大型試驗箱允許溫度偏差≤±3℃的要求,從而對試驗箱加嚴要求確定試驗箱允許溫度偏差≤±2℃(含溫度均勻度和溫度波動度。
4.根據(jù)試驗規(guī)范對用于環(huán)境試驗的試驗箱升降溫速率平均為0.7℃/min~1℃/min的要求,對試驗箱加嚴要求帶載在-55℃~85℃段升溫速率平均≧1.5℃/min、帶載在85℃~20℃降溫速率平均≥2.0℃/min、帶載在20℃~-55℃段降溫速率平均判≥1.0℃/min;
5.由于機載電子設備整機在載機上裝機空間相對較小,電子設備整機的冷卻通過送入常溫冷卻風實現(xiàn)。為此,機載電子設備整機在地面環(huán)境試驗中模擬載機工況,環(huán)境試驗通電工作過程中也要送入常溫冷卻風。電子設備整機的發(fā)熱功耗和送入的常溫冷卻風就構成試驗箱的動態(tài)熱負載,為考核試驗箱的動態(tài)帶載能力,確保在試驗箱動態(tài)帶載的條件下能滿足電子設備工作要求,要求試驗箱帶3000w電功率和200kg/Hr 常溫冷卻風時,試驗箱在45℃~60℃范圍內(nèi)的保溫段溫度波≤±2℃;
6.根據(jù)受試產(chǎn)品的體積、質(zhì)量和試驗需要,在結構上要求試驗箱大門雙開門寬達1.6m;要求箱底承重300kg/㎡;為了使受試產(chǎn)品進出試驗箱方便,在門外設與門等寬的鋁質(zhì)坡道;為了防止送入常溫冷卻風后試驗箱內(nèi)壓力上升,在試驗箱頂設置氣壓平衡裝置;為了方便試驗箱內(nèi)受試產(chǎn)品通電調(diào)試方便,在試驗箱內(nèi)設置防潮濕電插座等
7.為提高試驗箱運行的自動化程度,要求控制器具有自適應功能,一旦程序設定,試驗全程自適應運行;試驗箱具有定時開、關機功能,可使試驗箱定時自動運行;試驗箱具有20個可供用戶編程的程序,每個程序可設置循環(huán)和內(nèi)嵌小循環(huán)以適應多種試驗程序的運行;試驗箱具有遠程集中監(jiān)控功能,供遠程設置試驗程序、記錄打印試驗圖譜及數(shù)據(jù)。
8.為確保試驗箱的內(nèi)在質(zhì)量和可靠性,要求主要裝機部件定牌采購。制冷壓縮機為原產(chǎn)德國谷輪品牌;彩色液晶顯示觸摸屏程序控制器為德國西門子品牌;制冷系統(tǒng)的電磁閥、截止閥為意大利品牌制冷系統(tǒng)的過濾器、壓力控制器、旁通閥為美國品牌;制冷系統(tǒng)的油分離器為德國品牌;制冷系統(tǒng)的板式熱交換器為瑞典品牌。
9.為確保試驗箱各項技術指標及使用功能符合技術協(xié)議要求,合同設置了設計方案評審生產(chǎn)工廠預驗收、用戶安裝地最終驗收三個節(jié)點予以把關。設計方案評審著重解決方案的可行性、技術的成熟性,并協(xié)調(diào)確認接口關系和安裝條件。
2、主要技術指標及功能的驗收結果
1.試驗箱主要技術指標交付預驗收和最終驗收測試數(shù)據(jù)匯總見表 1
表 1 | ||||
驗收項目 | 指標要求 | 檢測結果 | 備注 | |
極限溫度范圍(帶載305kg 鋁) | -65℃~85℃ | -65℃~85℃ | 符合 | |
溫度偏差(含均勻度和波動度) | ≤±2℃ | -65℃±1.1℃ | 85℃±1.3℃ | 優(yōu)于 |
溫度變化速率 帶載(305kg 鋁) | ≧1.5℃/min (-55℃~85℃) | 3.11℃/min | 優(yōu)于 | |
≧2.0℃/min (85℃~20℃) | 9.29℃/min | 優(yōu)于 | ||
≧1.0℃/min (20℃~-55℃) | 1.59℃/min | 優(yōu)于 | ||
帶載(3000w電功率和200kg/Hr常溫冷卻風)溫度波動度 | ≤±2℃ | -45℃±0.2℃ | 60℃±0.2℃ | 優(yōu)于 |
極限濕度范圍 | 20℃,50%RH | 46.7%RH | 優(yōu)于 | |
80℃,95%RH | 96.1%RH | |||
濕度偏差 | ±3.0%RH(≧75%RH) | ±2.2%RH | 優(yōu)于 | |
±5.0%RH(≧75%RH) | ±3.3%RH | |||
交變濕熱功能 | 30℃~60℃ | 20℃~65℃ | 優(yōu)于 |
2.結構與功能要素符合性檢査結果見表 2
表2 | ||||
檢測內(nèi)容 | 技術協(xié)議要求 | 檢查結果 | ||
結構及外觀要素檢查 | 箱體結構的符合性 | 內(nèi)容積 | W2400*H2200*D3600 | OK |
雙開門 | W1600*H2000 | OK | ||
觀察窗 | W400*H500*2 | OK | ||
箱內(nèi)照明 | 220V 防潮照明燈 2個 | OK | ||
箱內(nèi)插座 | 220V 二芯/三芯各1個 | OK | ||
引線孔 | 按圖配置 | OK | ||
試驗時間累時器 | 六位 | OK | ||
箱體結構強度檢查 | 箱體底板承重 | 300kg/m3 | OK | |
箱體主要配置及材料的符合性 | 壓縮機 | 德國 | OK | |
制冷劑 | 無氟 | OK | ||
控制器 | 德國西門子 | OK | ||
電磁閥、截止閥 | 意大利 | OK | ||
過濾器、壓力控制器、旁通閥 | 美國 | OK | ||
油分離器 | 德國 | OK | ||
板式熱交換器 | 瑞典 | OK | ||
箱體布局合理性 | OK | |||
箱體外形美觀性 | OK | |||
功能要素檢測 | 開關、按鈕、閥門及功能接口 | 緊急制動裝置 | OK | |
氣壓平衡裝置 | OK | |||
控制器 | 自適應功能 | OK | ||
程序能力 | OK | |||
本機控制 | OK | |||
遙控功能 | OK | |||
定時開關機 | OK | |||
斷電保護 | OK |
3、結束語
氣候環(huán)境試驗箱特別是大型步入式試驗箱的技術指標和功能的確定,必須依據(jù)對受試產(chǎn)品的結構特征、試驗技術要求和試驗外部條件需求等進行充分的研究和必要的論證,才能使建設項目達到滿足工程產(chǎn)品試驗要求的預期目的。本文給出了研究論證的基本方法供試驗同行參考。JX-TH2065A型20m3步入式高低溫濕熱試驗箱順利通過設計評審、工廠預驗收和用戶安裝地的最終驗收,表明其設計技術的成熟和生產(chǎn)過程控制的穩(wěn)定。