三箱式冷熱沖擊箱

一、 核心工作原理

其核心原理是“樣品移動，溫度場固定"。設(shè)備內(nèi)部被劃分為三個獨立的腔室：

1. 高溫箱： 內(nèi)置獨立加熱系統(tǒng)，可長期保持一個穩(wěn)定的高溫環(huán)境（如+150°C, +200°C）。

2. 低溫箱： 內(nèi)置獨立制冷系統(tǒng)，可長期保持一個穩(wěn)定的低溫環(huán)境（如-40°C, -55°C, -65°C）。

3. 測試箱（樣品區(qū)）： 這是放置樣品的區(qū)域，位于高低溫箱之間。內(nèi)部有一個由氣缸或電機驅(qū)動的吊籃，樣品就固定在這個吊籃上。

工作過程：

• 待機狀態(tài)： 吊籃停留在測試箱內(nèi)，測試箱通常處于常溫或預(yù)置溫度。

• 高溫沖擊： 吊籃在極短時間內(nèi)（通常幾秒到十幾秒）從測試箱移動至高溫箱，并開始計時。樣品在高溫箱中承受設(shè)定的高溫持續(xù)時間。

• 恢復(fù)/轉(zhuǎn)換： 高溫測試結(jié)束后，吊籃迅速從高溫箱返回測試箱。這個短暫的停留可以讓樣品溫度有一個短暫的穩(wěn)定，并防止高溫箱的熱氣直接沖入低溫箱。

• 低溫沖擊： 吊籃再次在極短時間內(nèi)從測試箱移動至低溫箱，并開始計時。樣品在低溫箱中承受設(shè)定的低溫持續(xù)時間。

• 循環(huán)： 上述過程重復(fù)進行，以完成設(shè)定的循環(huán)次數(shù)。

關(guān)鍵點： 由于高低溫箱始終處于預(yù)設(shè)的穩(wěn)定溫度，因此在轉(zhuǎn)換過程中，溫度恢復(fù)時間極短，能夠?qū)崿F(xiàn)真正意義上的“溫度沖擊"。

二、設(shè)備結(jié)構(gòu)與組成

1. 箱體結(jié)構(gòu)：

• 三箱式設(shè)計： 核心特征，三個腔室相互獨立又通過風(fēng)道/閥門關(guān)聯(lián)。

• 內(nèi)膽材料： 通常采用高級不銹鋼（如SUS304），耐高低溫、耐腐蝕。

• 外殼材料： 優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板經(jīng)過靜電噴塑處理，或不銹鋼板。

• 保溫層： 高強度聚氨酯發(fā)泡或超細玻璃棉，確保優(yōu)異的隔熱性能，節(jié)能并保證外部安全。

2. 制冷系統(tǒng)：

• 核心部件： 采用法國“泰康"或德國“比澤爾"等品牌的全封閉壓縮機。

• 制冷方式： 復(fù)疊式制冷，通常分為高溫級和低溫級循環(huán)，以達到-55°C甚至更低的溫度。

• 制冷劑： 環(huán)保型制冷劑（如R404A, R23）。

• 節(jié)流裝置： 毛細管或膨脹閥。

3. 加熱系統(tǒng)：

• 加熱器： 鎳鉻合金電熱絲，通常安裝在風(fēng)道中，通過風(fēng)機循環(huán)實現(xiàn)高效、均勻的加熱。

• 控制： 由固態(tài)繼電器進行PID精確控制，升溫速率快。

4. 風(fēng)道與循環(huán)系統(tǒng)：

• 長軸電機： 驅(qū)動多翼式離心風(fēng)葉，保證箱內(nèi)空氣的強制對流，使溫度均勻。

• 獨特風(fēng)道： 科學(xué)設(shè)計的風(fēng)道確保箱內(nèi)溫度均勻度達到最佳。

5. 樣品吊籃與傳動系統(tǒng)：

• 吊籃： 用于承載樣品，通常由不銹鋼制成，堅固輕便。

• 傳動機構(gòu)： 采用高精度氣缸或伺服電機+絲桿，確保移動平穩(wěn)、快速、定位準確。

6. 控制系統(tǒng)：

• 控制器： 采用彩色觸摸屏人機界面，如韓國“三元"或中國臺灣“威倫通"等，操作直觀。

• 編程功能： 可設(shè)置高低溫停留時間、循環(huán)次數(shù)、轉(zhuǎn)換時間等參數(shù)，并具備自動運行功能。

• 數(shù)據(jù)記錄： 內(nèi)置實時曲線和歷史曲線顯示，可連接電腦導(dǎo)出數(shù)據(jù)。

• 安全保護： 多重安全裝置，包括超溫保護、壓縮機過載保護、漏電保護、風(fēng)機過載保護等。

三、 核心優(yōu)勢與特點

1. 沖擊恢復(fù)時間極短： 由于高低溫區(qū)預(yù)冷預(yù)熱，轉(zhuǎn)換時溫度穩(wěn)定，測試樣品承受的溫度沖擊變化率非常高，通常可達15°C/min至20°C/min以上。

2. 溫度控制精確穩(wěn)定： 三個箱體獨立控溫，避免了相互干擾，溫控精度和均勻度都很好。

3. 測試效率高： 預(yù)冷和預(yù)熱與測試過程可同時進行，減少了等待時間，適合大批量、高頻率的測試。

4. 樣品無功耗測試： 在測試過程中，樣品可以處于不通電狀態(tài)（靜態(tài)測試），也可以設(shè)計為在測試區(qū)停留期間通電工作（動態(tài)測試）。

5. 對樣品負載不敏感： 沖擊溫度主要由預(yù)存的箱體溫度決定，受樣品熱容量影響較小。

6. 壽命長，故障率低： 避免了二箱式設(shè)備中高溫廢氣直接排入低溫箱對制冷系統(tǒng)造成的負擔(dān)，制冷系統(tǒng)工作更穩(wěn)定。
   四、 主要應(yīng)用領(lǐng)域

• 航空航天： 航天器、衛(wèi)星零部件在高空與外層空間環(huán)境下的適應(yīng)性測試。

• 汽車電子： 車載電腦、傳感器、連接器在發(fā)動機艙和寒冷地區(qū)的可靠性測試。

• 半導(dǎo)體與集成電路： 芯片、晶圓、封裝器件的可靠性篩選和失效分析。

• PCB/PCBA： 電路板焊接點、過孔在熱脹冷縮下的疲勞壽命測試。

• 金屬材料： 研究材料在熱應(yīng)力下的物理性能變化和裂紋產(chǎn)生。

• 通訊設(shè)備： 手機、基站設(shè)備在不同地域氣候下的適應(yīng)性。

五、 主要技術(shù)參數(shù)參考

六、 標準操作流程簡述

1. 準備： 將樣品牢固安裝在吊籃上，連接好必要的測試線纜。

2. 設(shè)置： 在控制器上設(shè)定高溫值、低溫值、高溫停留時間、低溫停留時間、循環(huán)次數(shù)等。

3. 預(yù)熱/預(yù)冷： 啟動設(shè)備，高低溫箱開始升溫/降溫至設(shè)定點并穩(wěn)定。

4. 開始測試： 啟動測試程序，設(shè)備自動按設(shè)定流程進行高低溫沖擊循環(huán)。

5. 監(jiān)控： 實時觀察設(shè)備運行狀態(tài)、樣品狀態(tài)及數(shù)據(jù)曲線。

6. 結(jié)束： 測試完成后，設(shè)備自動停止，吊籃通常停留在測試區(qū)。取出樣品。

7. 恢復(fù)： 樣品在標準大氣條件下恢復(fù)一段時間后，進行外觀、電氣性能檢測。

七、 選購要點

1. 溫度范圍： 根據(jù)測試標準（如MIL-STD-810, JESD22-A104）確定所需的高溫和低溫極限。

2. 內(nèi)箱尺寸： 根據(jù)樣品的大小和數(shù)量，選擇合適的容積，并留有余量。

3. 負載能力： 確認樣品的總重量是否在吊籃的承重范圍內(nèi)。

4. 轉(zhuǎn)換時間與恢復(fù)時間： 這是核心指標，需明確是“樣品實測溫度"的轉(zhuǎn)換時間還是“風(fēng)道溫度"的恢復(fù)時間。

5. 控制系統(tǒng)與功能： 是否需要遠程控制、數(shù)據(jù)導(dǎo)出、程式編輯等功能。

6. 品牌與售后： 選擇信譽良好的品牌，并確保有完善的技術(shù)支持和售后服務(wù)。

7. 符合標準： 確認設(shè)備是否符合您需要遵循的行業(yè)或國家測試標準。

總結(jié)來說，三箱式冷熱沖擊箱以其高效、穩(wěn)定、精確的特點，成為了環(huán)境可靠性測試領(lǐng)域中的重要設(shè)備。 它能夠最真實地模擬產(chǎn)品在運輸、存儲和使用過程中可能遇到的劇烈溫度變化，為提升產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性提供了強有力的保障。