技術條件及相關標準指標解讀
一、 新舊技術條件對比
(一)新版技術條件,全面替代1989版:
GB/T10586-2006濕熱試驗箱技術條件
GB/T10587-2006鹽霧試驗箱技術條件
GB/T10588-2006長霉試驗箱技術條件
GB/T10589-2008低溫試驗箱技術條件
GB/T10590-2006高低溫/低氣壓試驗箱技術條件
GB/T10591-2006低溫/低氣壓試驗箱技術條件
GB/T10592-2008高低溫試驗箱技術條件
GB/T11158-2008高溫試驗箱技術條件
(二)對溫濕度指標的解讀
1、溫度等級
高溫(℃) | 30、40、55、70、85、100、125、155、175、200 |
低溫(℃) | +5、-5、-10、-25、-40、-55、-65 |
取值與1989版相當
2、溫度偏差
穩定后,在任意時間間隔內,工作空間中心溫度的平均值和工作空間內其它點的溫度平均值之差。標準指標±2℃,高溫試驗箱的還沒看到新標準。
雖然新舊標準對此指標稱呼相同,但定義和檢測方式有所改變。
1989版:利用24h的測試數據,分別算出zui高、zui低溫度與標稱溫度之差,為試驗箱在該標稱溫度下的偏差。標準指標為高溫±2℃、低溫±3℃。計算為24h的測試數據中的zui高、zui低溫度。但由于比較對象為標稱值,只要正負偏差在極值范圍內,可以通過修正控制儀表誤差進行單方向超差修正。如此,計算出的數據包含溫度波動及控制誤差、溫漂因素。
2008版:利用30min的測試數據,分別算出各點的溫度算術平均值,工作空間其它點的溫度平均值與中心點的溫度平均值之差。比較數據采用平均值,基本消除了波動因素,比較對象為中心點溫度,消除了控制器測試誤差,測試時間短,消除了溫漂。因此新版的偏差指標更客觀反應工作空間溫場的情況。
就產品設計調試而言,偏差的調試主要靠風道進出風口的調整,控制上的調整作用相對減弱。
3、溫度梯度
穩定后,在任意時間間隔內,工作空間內任意兩點的溫度平均值之差的zui大值。標準指標≤2℃。
新標準用溫度梯度替代舊標準的溫度波動度。
1989版:利用30min內的15次測試數據,求出每次測試中zui高與zui低溫度之差的算術平均值,為該標稱溫度下的溫度均勻度。
2008版:每點30min內的30次測試數據的平均值的zui大值與zui小值之差,為該標稱溫度下的溫度梯度。與1989版的溫度均勻度比較,消除了溫度波動度的影響。
4、溫度波動度
穩定后,在給定任意時間間隔內,工作空間內任一點的zui高和zui低溫度之差。標準指標≤1.0℃。
1989版:求出中心測試點30min內15次測試值中zui高與zui低溫度之差的一半,冠以“±”號,為該標稱溫度下的溫度波動度。
2008版:工作空間內任一點30min內的30次測試數據的zui高值與zui低值之差,為該標稱溫度下的溫度波動度。新版的考核面更廣,對工作空間的風場要求要高點,盡量不能出現旋流和亂流。
5、溫度變化速率
在工作空間中心測得的兩個給定溫度之間的轉變率,以℃/min為單位。當升降溫速率要求≥1℃時,允許±20%的偏差
1989版:滿載條件下,恒溫穩定3h,計算按升降溫全范圍。
2008版:空載條件下,恒溫穩定2h,計算按升降溫范圍的10%至90%。新標準更真實地反應了產品的配置性能,消除了控制干擾。
6、工作空間內的風速
1989版:溫度箱工作空間內的風速應可調,實際是沒有執行的。濕熱箱為≤1m/s。
2008版:溫度箱工作空間內的風速≤1.7m/s或可調。濕熱箱為≤1m/s。其實zui終執行的是≤1m/s。
7、濕度偏差
穩定后,在任意時間間隔內,工作空間中心相對濕度的平均值和工作空間內其它點的相對濕度的平均值之差。恒定濕熱+2/-3%RH,交變濕熱±3%RH。
由于計算結果的評定方法同溫度偏差,不做解釋了。但是新標準的評定方法由于采用了平均值,濕度的波動實際就沒有控制指標了。
總的來說,新標準的指標更突出指標的排他性,在評定方法上盡量排除其它因素干擾,更有利于評定試驗箱的各單項性能。
二、 GB2423系列
GB2423系列標準是國家電工電子產品環境試驗標準,具有地位。充分了解該系列標準的數據,可以更合理地對產品的指標及配置進行合理設計。
(一)高低溫試驗:
GB/T2423.1-2001
試驗Aa:非散熱試驗樣品低溫試驗,溫度突變
試驗Ab:非散熱試驗樣品低溫試驗,溫度漸變
試驗Ad:散熱試驗樣品低溫試驗,溫度漸變
zui長持續時間96h(4天)
突變是降溫速率≥1℃/min,降溫過程不控制速率。漸變是降溫速率<1℃/min,降溫過程按斜率控制(5min平均值)。
GB/T2423.2-2001
試驗Ba:非散熱試驗樣品高溫試驗,溫度突變
試驗Bb:非散熱試驗樣品高溫試驗,溫度漸變
試驗Bc:散熱試驗樣品高溫試驗,溫度突變
試驗Bd:散熱試驗樣品高溫試驗,溫度漸變
zui長持續時間96h(4天)
突變是先將工作空間溫度預置到目標溫度,將試驗樣品放入。漸變是升溫速率<1℃/min,升溫過程按斜率控制(5min平均值)。
GB/T2423.22-2002
試驗Na:規定轉換時間的快速溫度變化(俗稱溫度沖擊試驗)
試驗Nb:規定溫度變化速率的溫度變化(線性升降溫)
試驗Nc:兩液槽法溫度快速變化
對于試驗Na對應的設備是溫度沖擊試驗箱。試驗Nb對應快速溫度變化試驗箱,標準中,溫度變化速率zui快為5±1℃,暴露時間(俗稱恒溫時間)zui大3h,一般2個循環。
(二)濕熱試驗
GB/T2423.3-2006
試驗Cab:恒定濕熱試驗
zui大嚴酷等級:93%RH/40℃,zui長暴露時間56h(2d-8h)。濕度達到穩定時間在2h以內。
GB/T2423.4-2008
試驗Db:交變濕熱(12h+12h循環)
嚴酷等級:93%RH/40℃/zui大循環次數56次,93%RH/55℃/zui大循環次數6次
GB/T2423.50-1999
試驗Cy:恒定濕熱 主要用于元件的加速試驗
嚴酷等級:85%RH/85℃,zui長暴露時間2000h(83d-8h)
(三)溫度濕度組合試驗
GB/T2423.34-2005
試驗Z/AD:溫度/濕度組合循環試驗
嚴酷等級:24h循環10次,高溫65℃、低溫-10℃、降溫≤30min(25(93%RH)→-10℃恒溫3h),濕度93±3%RH。
(四)試驗箱要求
升降溫速率應≥1℃/min(全程平均),有帶散熱負載能力,連續工作時間>2000h(84天),濕度穩定可在2h內達到,能從高濕直接降低溫≤30min(25(93%RH)→-10℃恒溫3h)。
三、 GJB150
GJB150.3-86:高溫試驗;
溫度:70℃
時間:48h
風速:≤1.7m/s
溫度變化速率:≤10℃/min
分存儲試驗和工作試驗,對應國標應該是非散熱試驗和散熱試驗。
GJB150.4-86:低溫試驗;
溫度:-55℃
時間:穩定后24h
風速:≤1.7m/s
溫度變化速率:≤10℃/min
分存儲試驗和工作試驗,對應國標應該是非散熱試驗和散熱試驗。
GJB150.5-86:溫度沖擊試驗;
溫度:+70~-55℃
保持時間:1h
風速:≤1.7m/s
轉換時間:≤5min
溫度回復:≤1/10保持時間
循環次數:3次
起始:高溫
GJB150.9-86:濕熱試驗;
風速:0.5~2m/s
4.1 地面和機載電子設備濕熱試驗
1)環境條件,穩定
2)升溫95%RH/60℃,2h,保證試品表面凝露
3)高溫高濕恒定95%RH/60℃,6h
4)降溫濕度≥85%RH/30℃,8h
5)低溫高濕恒定95%RH/30℃,8h
6)循環周期10次
4.2 地面起動控制設備和艦船設備濕熱試驗
1)干燥40~50℃,≥2h
2)穩定25±5℃,50%RH,24h
3)升溫60℃,1.5h(濕度不控)
4)高溫高濕恒定95%RH/60℃,14.5h
5)降溫30℃,1.5h(濕度不控)
6)低溫高濕恒定95%RH/30℃,6.5h
7)恢復25±5℃,50%RH,12~24h
8)循環3)~6)周期5次
4.3 彈藥和自然環境周期濕熱試驗
1)干燥55℃,24h
2)穩定23℃,50±10%RH,24h
3)升溫90%RH/40℃,2h
4)高溫高濕恒定95%RH/40℃,16h
5)降溫95%RH/21℃,2h
6)低溫高濕恒定95%RH/21℃,4h
7)循環3)~6)周期20次
重要數據:風速≤1.7m/s,高溫+70℃,低溫-55℃,高溫高濕95%RH/60℃,低溫高濕95%RH/21℃,低溫低濕50%RH/23℃,連續運行時長22天
四、 GJB630A-96(替代GJB630-87,等效MIL-STD-202F)
方法103:穩態濕熱試驗
溫度:40±2℃
濕度:90~95%RH
zui長時長:1344h(56d)
有散熱試品
方法106:耐濕試驗
穩定指標:
65±2℃,90~100%RH
25±2℃,90~100%RH
-10±2℃(濕熱狀態降溫后保持3h)
升降溫指標:
25±2℃(90~100%RH)升65±2℃(90~100%RH),2.5h
65±2℃(90~100%RH)降25±2℃(80~100%RH),2.5h
25±2℃(90~100%RH) 降-10±2℃,15min
-10±2℃升25±2℃(不控制濕度),15min
綜合試驗(條件選擇)
25±2℃(不控制濕度)進行震動試驗
方法107:溫度沖擊試驗
偷個懶
方法108:高溫壽命試驗
溫度等級:70±2℃,85±2℃,100±2℃,125±3℃,150±3℃,200±5℃,350℃,600℃
zui長時間:50000h(209d)
重要指標:
93%RH/40℃保持56天
95%RH/25℃~-10℃升降15min,保持3h
五、 MIL-STD-810F
方法501.4:高溫
風速≤1.7m/s
zui短使用時長:貯存7d(7次循環),工作3d(3次循環)
溫度變化速率:≤3℃/min
溫度:
| 周圍空氣溫度℃ | 陽光誘發溫度℃ |
基本熱 | 30~43 | 30~63 |
熱 | 32~49 | 33~71 |
方法502.4:低溫
風速≤1.7m/s
典型使用時長:4h,72h,24h
溫度變化速率:≤3℃/min
溫度:
特定地區:
低溫℃ | 出現概率% |
-51(相當于酷冷) | 20 |
-54 | 10 |
-57 | 5 |
-61 | 1 |
世界范圍
| 自然環境空氣溫度℃ | 誘導環境溫度℃ |
微冷 | -6~-19 | -10~-21 |
基本冷 | -21~-31 | -25~-33 |
冷 | -37~-46 | -37~-46 |
極冷 | -51 | -51 |
方法503.4:溫度沖擊
循環次數:3次
轉換時間≤1min
轉換后重新穩定時間:≤5min
空氣速度:≤1.7m/s
溫度:相當于8000M高空的溫度(熱-11℃、溫濕-23℃、冷-61℃,取自方法520.2)~地面極熱溫度(501.4:71℃)
試件作用溫度低溫,升降溫速率≤3℃/min。
基于高溫循環的沖擊,試品暴露在高溫狀態程序應可以設置并控制溫度變化。
方法507.4:濕熱
周期:5個(48h/1個)
溫濕度:20℃、30℃、60℃、95%RH、≥85%RH(降溫階段)
氣流速度:0.5~1.7m/s
(濕球表面流速≥4.6m/s,在吸風口,困惑)
變溫速率:≥10℃/min(20℃升30℃),其余≥8℃/min
除非采用老式的噴水加濕降溫方式,常規試驗箱無法做到降溫要求。
重要指標:
氣流速度:0.5~1.7m/s
升降溫速率≤3℃/min
低溫:-51℃
zui低溫度:-61℃
高溫:49℃
zui高溫度:71℃
zui大濕度:95%RH/60℃
六、 對產品高低溫濕熱試驗箱指標設置的建議
(一)溫度范圍
高溫:由于GB/T2423的等級125℃上是155℃,因此高溫定在150℃與130℃沒有區別。建議標稱溫度為150℃,溫場測試指標在125℃或130℃,溫場測試指標在技術協議中體現,樣本上可不做說明。
低溫:zui低溫度出現在MIL-STD-810F方法502.4:-61℃,且不是必做點。GJB150.4-86:-55℃。GB/T2423的等級有+5、-5、-10、-25、-40、-55、-65℃。根據制冷系統的特點,低溫按現在的范圍設置可以,只是可做一點營銷上的改動,覆疊增加-60℃一檔,根據售價進行彈性配置。
(二)升降溫速率
按新技術條件,由于明確了升降溫的測試方法,可以將升降溫的指標由現在的溫度區間時間標志,改為速率標志,標箱≥1℃/min(按執行標準,量程的80%,在樣本上不做說明,在技術協議上注明),且根據標箱產品的配置不同型號給出不同的指標(歐洲模式)。其實愛斯佩克的指標是由于其產品不能做全程降溫,無法給出全程降溫指標。
(三)濕度范圍
高溫高濕: 95%RH/65℃,85%RH/85℃
低溫高濕: 98%RH/25℃,95%RH/20℃
低溫低濕: 50%RH/25℃,50%RH/23℃
濕度范圍覆蓋圖應包含以上指標,可將現在的覆蓋圖低溫部分從25℃擴展到20℃即可,目前在生產的產品能力上是完達到的。
(四)配置建議
1) 升降溫特性:
升降溫配置應在全程速率1℃/min~3℃/min之間,降溫起點在130℃。150~130℃不開制冷,由于產品可能用于發熱負載的試驗,在高于130℃恒溫時如果啟東壓縮機平衡對制冷劑不利,可能損壞產品。
2) 濕度特性
GB/T2423.34-2005有從25(93%RH) 不大于30min降溫 至-10℃并恒溫3h,GJB630A-96方法10625±2℃(90~100%RH) 降-10±2℃,15min,另外光伏試驗相關標準也有類似濕凍要求。我們的產品配置能達到,可突出宣傳一下。
3) 風速特性
從濕熱箱,風速應控制在0.5~1m/s。目前的標箱風道,風葉配置基本上在1m/s左右,蒸發器可放大配置到≤3℃/min的降溫速率的非標。對于快溫變,如果要放大風葉的,風速可能要大于1m/s,對于快溫變帶濕熱的產品,傳統的做法是加變頻器。可以考慮加380/220V的三相變壓器切換,降低配置成本,且不降低產品的可靠性,還可避免變頻器帶來的電源污染。
4) 噪聲
噪聲普片能接受的指標是≤70dB。目前基本達不到,需要進一步控制噪聲。
5) 控制
制冷起點在130℃。
由于電磁閥的壽命問題,冷輸出的周期應適當延長,建議可延長到12~15s,需做試驗。
濕熱恒定(包括交變的恒溫段)時,由于濕球溫度會隨干球溫度的波動而波動,而并不是濕度波動。以我們目前的控制值濕度計算,濕球跟蹤比較干球設定目標值的方式,穩定狀態濕度控制實際上還要克服溫度波動帶來的濕度計算波動,建議控制值濕度計算在干球測量值進入與設定值差±0.5℃(或其它值,或經過延時)范圍內時改為濕球跟蹤比較干球測量值。