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環(huán)境試驗中凝露問題淺析
環(huán)境試驗中凝露問題淺析
1 前言
環(huán)境試驗做為檢驗提高電子產(chǎn)品可靠性的一種常用手段，廣泛用于電子產(chǎn)品的各個研發(fā)周期,。用于確
定通訊設備對環(huán)境的適應性,。在環(huán)境試驗過程中根據(jù)產(chǎn)品的特性,，選擇合適的試驗方法，對產(chǎn)品的機械性
能、電氣性能,、物理性能,、材料的抗拉強度和抗張力變化、絕緣性能等作出檢驗和評估,。只有選擇正確的
試驗方法和標準的試驗條件下,，才能得出正確的試驗結(jié)果。在恒定濕熱過程中,，要預熱產(chǎn)品,，避免大量凝
露出現(xiàn)，引起附加的應力,，從而影響對實驗結(jié)果的正確評估,。
2被測通訊產(chǎn)品概況
某通訊設備是室外設備，采用自然散熱,。其特點是體積大,，熱耗大且腔體密封。工作環(huán)境溫度：
一40℃一55％,，要求機箱內(nèi)溫升不大于20,。C，工作濕度：10％一95％(相對濕度),；貯存溫度：一40℃
一+85℃,，儲存濕度：≤93％(相對濕度)；整機總重量： 50Kg,。
總體結(jié)構(gòu)采用箱型結(jié)構(gòu),。由箱體、門,、安裝附件和內(nèi)部的電源模塊,、兩個功率放大器模塊、兩個低噪
聲放大器模塊,、兩個雙工器(DUP),、防雷模塊和監(jiān)控板等組成。
3環(huán)境試驗中存在凝露問題的分析
對于這種密封且熱耗大,，體積大的自然散熱產(chǎn)品而言,，如果產(chǎn)品內(nèi)的熱沒有傳輸?shù)街車髿庵腥ィ瑒t
產(chǎn)品溫度將不斷上升,。實際上,，產(chǎn)品所產(chǎn)生的熱是不斷向周圍環(huán)境大氣散發(fā)的，zui后,，產(chǎn)品所產(chǎn)生的熱與
耗散在周圍冷卻大氣中的熱相平衡,，使產(chǎn)品溫度達到穩(wěn)定,。只有當環(huán)境溫度上升(或下降)時，產(chǎn)品內(nèi)部
的溫度才會隨著進一步的上升(或下降),，直至達到新的平衡為止,。
由于環(huán)境溫度箱受環(huán)境溫度和濕度的影響，在高溫和低溫以及高低溫試驗中,，濕度同環(huán)境濕度相差不
大,，大約在48％(至少在達到熱平衡之前)。一般的環(huán)境試驗箱都有濕度控制功能,，通常采用的加濕方法
如下：
噴霧加濕：容易在工作空間產(chǎn)生少量氣溶膠,；
蒸汽加濕：可能使箱內(nèi)溫度較低的設備產(chǎn)生凝露；
揮發(fā)加濕：少量氣溶膠,；
水溶液加濕：容易引起腐蝕,；
當把實驗樣品放進實驗箱中時，如實驗樣品的表面溫度低于實驗箱中空氣的露點溫度,，樣品表面上就
會出現(xiàn)凝露,，因此，一般在實驗之前對實驗樣品進行預熱,。露點溫度取決于空氣中水汽的含量,，露點溫
度、濕度和水汽壓力之間存在直接關系,。在實驗期間，如果空氣中水分的含量和空氣溫度較高,，使空
氣露點溫度和實驗樣品表面溫度之間達到某一差值,，就會產(chǎn)生凝露。一般在實驗的升溫階段,，由于實驗樣
品有一定的熱時間常數(shù),，其表面溫度往往低于實驗箱內(nèi)空氣的露點溫度，因此,，實驗樣品表面產(chǎn)生凝露,。
在升溫期間，在熱常數(shù)時間為T的實驗樣品表面上所產(chǎn)生凝露所需要的相對濕度由下式給出：
當實驗樣品在實驗過程中除了會產(chǎn)生凝露外,，由于濕度還存在以下的物理現(xiàn)象：
吸附：由于設備表面材料的類型,、材料的表面結(jié)構(gòu)、和水汽壓力的大小不同,，決定了實驗樣品表面的
水汽分子的多少,。
吸收：取決于周圍環(huán)境的含濕量，水分子深入的速度隨溫度的升高而增大,。
擴散：水蒸氣透過有機密封材料進入殼體內(nèi)部,；
呼吸：由于溫度變化引起實驗樣品空腔內(nèi)外空氣和水汽的交流,，內(nèi)有不良密封類型的實驗樣品，吸入
的潮氣使實驗樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)受潮,，或在空腔內(nèi)凝結(jié)成聚集態(tài)的水,。
吸收和擴散過程需要相當長的時間才能達到平衡狀態(tài)，凝露和吸附過程則短一些,。所以,，對于這種體
積大、散熱量大的密封通訊設備在實驗過程中表面出現(xiàn)少量凝露的現(xiàn)象是一種正常的實驗現(xiàn)象,。設備表面
的水汽多少和附著時間長短因環(huán)境實驗箱內(nèi)溫度和濕度變化而不同，如果出現(xiàn)大量的水汽和凝露則需要調(diào)
整實驗條件,，防止實驗結(jié)果出現(xiàn)大的偏差,。
4結(jié)論和建議
1)環(huán)境實驗過程中出現(xiàn)少量的凝露現(xiàn)象不會對設備的性能造成損壞。也不會影響實驗結(jié)果的分析,。
2)為了防止大量凝露的產(chǎn)生,，對實驗結(jié)果的分析造成錯誤的導向，一般在環(huán)境實驗的過程中,，提前
對產(chǎn)品進行預熱,。
3)環(huán)境實驗對實驗樣品的影響很大，可能使材料的機械性能,、物理性能,、電氣性能改變，因此,，在
產(chǎn)品設計初期,，考慮實際使用條件，選擇合適的元器件,，廣東宏展科技有限公司采用降額設計,、冗余設計、容差設計,、氣候環(huán)境
防護設計,、緩沖減振設計、熱設計等手段,，提高產(chǎn)品的可靠性,。在環(huán)境實驗中，只有施加合適的實驗條
件,，暴露存在的問題,，尋求合適的改進措施，才能進一步確定產(chǎn)品的適應性,，使產(chǎn)品滿足使用要求,。