三箱式冷熱沖擊試驗箱是一種用于模擬材料或產(chǎn)品在極端溫度快速變化環(huán)境下性能的可靠性測試設(shè)備,廣泛應(yīng)用于電子、汽車、航空航天、材料等領(lǐng)域,可評估產(chǎn)品在冷熱交替沖擊下的耐受力(如結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、電氣性能、材料老化等)。
一、結(jié)構(gòu)組成
三箱式冷熱沖擊試驗箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計圍繞 “快速溫度切換” 和 “精準控溫” 展開,主要由以下部分組成:
高溫箱:位于設(shè)備一側(cè),內(nèi)置加熱系統(tǒng)(如不銹鋼加熱管、翅片式加熱器)和循環(huán)風(fēng)機,可將溫度穩(wěn)定在常溫~200℃(部分高端型號可達 300℃),用于提供高溫沖擊環(huán)境。
低溫箱:位于設(shè)備另一側(cè),內(nèi)置制冷系統(tǒng)(如壓縮機、蒸發(fā)器、節(jié)流裝置)和循環(huán)風(fēng)機,可將溫度穩(wěn)定在 - 70℃~ 常溫(部分型號可達 - 100℃),用于提供低溫沖擊環(huán)境。
測試箱(樣品箱):位于高溫箱與低溫箱之間,是放置待測試樣品的核心區(qū)域,內(nèi)部無加熱或制冷元件,僅通過風(fēng)道切換與高溫箱 / 低溫箱連通,實現(xiàn)溫度快速沖擊。
風(fēng)道切換系統(tǒng):由多組氣動或電動閥門、風(fēng)閥驅(qū)動裝置組成,可快速切換測試箱與高溫箱 / 低溫箱的氣流通道(切換時間通?!?0 秒),是實現(xiàn) “冷熱沖擊” 的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。
控制系統(tǒng):采用 PLC(可編程邏輯控制器)+ 觸摸屏,可設(shè)定高溫溫度、低溫溫度、沖擊時間(高溫停留時間、低溫停留時間)、循環(huán)次數(shù)等參數(shù),實時顯示箱內(nèi)溫度曲線和運行狀態(tài)。
安全保護系統(tǒng):包括超溫保護(高溫箱 / 低溫箱溫度超出設(shè)定范圍時自動停機)、過載保護(壓縮機、風(fēng)機過載時斷電)、漏電保護、缺水保護(部分水冷機型)等,確保設(shè)備安全運行。
二、工作原理
三箱式冷熱沖擊試驗箱的核心是通過 “高溫 - 低溫 - 高溫” 的循環(huán)切換,模擬極端溫度沖擊,具體流程如下:
初始準備:
將待測試樣品(如電子元件、汽車零部件、材料試樣)放入測試箱內(nèi),確保樣品不堵塞風(fēng)道,且與箱壁保持一定距離(避免局部溫度不均)。
設(shè)定試驗參數(shù):高溫值(如 150℃)、低溫值(如 - 50℃)、高溫停留時間(如 30 分鐘)、低溫停留時間(如 30 分鐘)、循環(huán)次數(shù)(如 50 次)。
高溫沖擊階段:
風(fēng)道切換系統(tǒng)打開測試箱與高溫箱的通道,關(guān)閉與低溫箱的通道。
高溫箱內(nèi)的熱空氣在風(fēng)機作用下快速涌入測試箱,通過強制對流使測試箱溫度在短時間內(nèi)(通常 5-15 分鐘)升至設(shè)定高溫值,并保持設(shè)定的 “高溫停留時間”,讓樣品充分吸收熱量。
低溫沖擊階段:
高溫沖擊結(jié)束后,風(fēng)道系統(tǒng)快速切換(關(guān)閉高溫通道,打開低溫通道)。
低溫箱內(nèi)的冷空氣涌入測試箱,通過強制對流使測試箱溫度在短時間內(nèi)降至設(shè)定低溫值,保持 “低溫停留時間”,讓樣品充分釋放熱量。
循環(huán)與結(jié)束:
重復(fù) “高溫沖擊→低溫沖擊” 的過程,直至達到設(shè)定的循環(huán)次數(shù)。
試驗結(jié)束后,設(shè)備可自動切換至常溫狀態(tài),或保持zui后一次沖擊的溫度,方便取出樣品觀察性能變化(如是否開裂、變形、功能失效等)。