高低溫試驗(yàn)箱和冷熱沖擊箱都是用于環(huán)境可靠性測(cè)試的設(shè)備,但它們?cè)诙鄠€(gè)方面存在區(qū)別:
一、工作原理
1.高低溫試驗(yàn)箱
它主要是通過制冷系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)溫度的調(diào)節(jié)。制冷系統(tǒng)一般采用壓縮機(jī)制冷,利用制冷劑在蒸發(fā)器和冷凝器之間的循環(huán)來吸收和釋放熱量,降低箱體內(nèi)的溫度。加熱系統(tǒng)則通常是采用電加熱元件,如電熱絲等,將電能轉(zhuǎn)化為熱能,使箱體內(nèi)的溫度升高。
這種試驗(yàn)箱是通過逐步升溫或降溫的方式,使箱體內(nèi)的溫度達(dá)到設(shè)定的高溫或低溫范圍。例如,當(dāng)需要進(jìn)行低溫試驗(yàn)時(shí),它會(huì)先啟動(dòng)制冷系統(tǒng),緩慢地降低溫度,直到達(dá)到設(shè)定的低溫值,如-40℃。升溫過程也是類似的,通過加熱系統(tǒng)逐漸加熱。
2.冷熱沖擊箱
冷熱沖擊箱的工作原理是利用預(yù)設(shè)的高溫和低溫箱體,通過快速轉(zhuǎn)移樣品的方式來實(shí)現(xiàn)溫度的急劇變化。它有兩個(gè)獨(dú)立的箱體,一個(gè)用于高溫環(huán)境,一個(gè)用于低溫環(huán)境。樣品在兩個(gè)箱體之間快速切換,從而經(jīng)歷冷熱沖擊。
例如,樣品先在高溫箱(如150℃)中放置一段時(shí)間,然后通過一個(gè)快速轉(zhuǎn)移裝置(如機(jī)械手臂或者傳送帶)迅速轉(zhuǎn)移到低溫箱(如-60℃),在短時(shí)間內(nèi)(一般幾分鐘內(nèi))使樣品經(jīng)歷從高溫到低溫的巨大溫差變化。
二、溫度變化速率
1.高低溫試驗(yàn)箱
溫度變化速率相對(duì)較慢。它主要是用于模擬自然環(huán)境中的溫度變化,或者是比較緩慢的溫度變化過程。一般來說,升溫速率可能在每小時(shí)幾攝氏度到十幾攝氏度,降溫速率也類似。例如,在一些電子產(chǎn)品的長(zhǎng)期可靠性測(cè)試中,可能會(huì)以每小時(shí)5℃的升溫速率將溫度從室溫升到70℃,以模擬產(chǎn)品在長(zhǎng)期使用過程中可能遇到的溫度升高情況。
2.冷熱沖擊箱
溫度變化速率非???。這是它區(qū)別于高低溫試驗(yàn)箱的一個(gè)重要特點(diǎn)。冷熱沖擊箱能夠在短時(shí)間內(nèi)使樣品經(jīng)歷巨大的溫度變化,其溫度變化速率可能達(dá)到每分鐘幾十?dāng)z氏度。例如,在航空航天材料的測(cè)試中,要求材料能夠承受快速的冷熱交替,冷熱沖擊箱可以在幾分鐘內(nèi)使材料從100℃左右的高溫環(huán)境快速轉(zhuǎn)移到-80℃左右的低溫環(huán)境,這種快速的溫度變化能夠更有效地模擬材料在飛行過程中由于環(huán)境溫度急劇變化所受到的沖擊。

三、應(yīng)用場(chǎng)景
1.高低溫試驗(yàn)箱
廣泛應(yīng)用于電子、電工、汽車、機(jī)械等多種行業(yè)。對(duì)于電子產(chǎn)品來說,它可以用于測(cè)試電子元器件在不同溫度環(huán)境下的性能穩(wěn)定性。例如,測(cè)試集成電路在高溫(如85℃)和低溫(如-45℃)環(huán)境下的工作參數(shù)變化,如電流、電壓、電阻等參數(shù)是否符合設(shè)計(jì)要求。在汽車行業(yè)中,用于測(cè)試汽車零部件在不同溫度條件下的性能,如汽車座椅在高溫下是否會(huì)變形,汽車制動(dòng)系統(tǒng)在低溫下是否能夠正常工作等。
2.冷熱沖擊箱
主要用于測(cè)試材料或產(chǎn)品對(duì)溫度急劇變化的適應(yīng)能力。在航空領(lǐng)域,飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件需要經(jīng)過冷熱沖擊試驗(yàn),因?yàn)轱w機(jī)在起飛、爬升、巡航和降落過程中,發(fā)動(dòng)機(jī)部件會(huì)受到外界環(huán)境溫度的急劇變化,如從地面的常溫環(huán)境到高空的低溫環(huán)境,冷熱沖擊箱可以模擬這種溫度變化,檢測(cè)零部件是否會(huì)因溫度沖擊而出現(xiàn)裂紋、變形等問題。在電子行業(yè)中,一些高端電子設(shè)備,如衛(wèi)星通信設(shè)備,也需要進(jìn)行冷熱沖擊試驗(yàn),以確保它們?cè)谔窄h(huán)境中能夠承受溫度的劇烈變化。
四、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
1.高低溫試驗(yàn)箱
結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,主要由一個(gè)箱體組成,箱體內(nèi)部有溫度傳感器、加熱器和制冷系統(tǒng)部件。箱體的保溫性能很重要,通常采用高密度聚氨酯泡沫等保溫材料來減少熱量的傳遞。其內(nèi)部空間相對(duì)較為規(guī)整,便于放置各種形狀和大小的樣品。
2.冷熱沖擊箱
結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,它有兩個(gè)獨(dú)立的箱體,即高溫箱和低溫箱。這兩個(gè)箱體之間有連接通道,用于樣品的快速轉(zhuǎn)移。為了保證樣品在轉(zhuǎn)移過程中的安全和溫度變化的準(zhǔn)確性,連接通道的設(shè)計(jì)需要非常精細(xì)。同時(shí),冷熱沖擊箱的保溫要求也很高,因?yàn)樾枰趦蓚€(gè)溫差很大的箱體之間進(jìn)行熱量隔離,防止熱量相互干擾。