節能線性溫變試驗箱溫度變化速率解說

節能快速溫變試驗箱、線性溫變試驗箱溫度變化速率

一般定義試驗箱在規定的溫度範圍内，工作空間指示點的溫度連續上升或連續下降時，總的溫度變化值與完成該過程所需時間的比值爲全程平均溫度變化速率，單位爲℃/min。這個定義是對應某個溫度範圍内溫度的平均變化速率。如果定義爲單位時間内溫度的變化量（即*=dT/at），則給出的是溫度—時間變化曲線上某點的斜率，稱爲瞬态溫度變化速率，單位也是℃/min。

節能快速溫變試驗箱、線性溫變試驗箱不同試驗标準對溫（濕）度試驗箱溫度變化速率的要求大相徑庭。設備環境試驗方法GJB150系列标準中涉及與穩态溫度相關的試驗方法，如高溫試驗、低溫試驗、濕熱試驗、黴菌試驗等多數要求溫度變化速率不應超過3℃/min，通常取1℃/min~2℃/min。在電工電子産品基本環境試驗規程GB/T 2423類似的試驗中，多數規定變化速率不大于1℃/min。這是因爲在穩态性環境試驗中（除溫度變化試驗外）産品主要是在穩态極限環境條件下進行考核，要求溫度能浸透産品内部。變溫（升溫和降溫）的過程隻涉及試驗進程的快慢，不要求對産品進行溫差應力場的考核，故通常取較低的變溫速率，既不至于對被試驗産品産生過高的溫度應力場的強烈激勵，也可以降低試驗設備的投資成本。

可靠性試驗中要求施加的環境應力是随機振動+濕度+溫度循環的綜合環境應力試驗，每一個溫度循環剖面的要求是在較短時間内模拟從冷狀态下的不工作（最冷）轉到在冷氣候條件下工作至熱狀态。從熱狀态下的不工作（最熱），轉到在熱氣候條件下工作至冷狀态，并重複進行這種熱冷狀态循環，由于可靠性試驗模拟環境的基本原則是盡可能真實地再現産品的工作任務環境，故要求試驗過程中有較高的變溫速率。如航空産品要求變溫速率5℃/min~30℃/min，一般地面用産品的變溫速率爲5℃/min~10℃/min。

環境應力篩選是一種工藝過程，選取高變溫速率的溫度循環加随機振動可以加速激發産品零部件、元器件固有的潛在缺陷發展成爲故障，從而達到将潛在故障提前消滅在生産現場的目的，故環境應力篩選要求較高的溫度變化速率，通常要求變溫速率爲5℃/min，一般取10℃/min～15℃/min。近20年來随着故障物理學累積疲勞損傷理論的發展，以更高的變溫速率30℃/min~80℃/min加六自由度随機振動的高加速應力篩選（HASS）和高加速壽命試驗（HALT）正日益爲人們所重視。

試驗箱的變溫速率越高，試驗箱内循環氣流對溫度快速響應的能力越強，要求試驗箱加熱系統和制冷機組的功率越大，試驗箱的投資成本及維護修理費用也越高。因此恰當地選擇變溫速率是節省成本及運營費用的關鍵之一。

這裏所說的溫度變化速率是指圍繞産品周圍的空氣溫度的變化速率，不可理解爲産品自身的溫度變化情況。在環境與可靠性試驗中，産品表面的溫度狀況由産品對周圍空氣溫度的響應而确定，而産品内部的溫度響應特性及其溫度應力場則取決于産品自身的結構、材料及組成。