1 前言
環(huán)境試驗(yàn)做為檢驗(yàn)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(shè)備對環(huán)境的適應(yīng)性。在環(huán)境試驗(yàn)過程中根據(jù)產(chǎn)品的特性,選擇合適的試驗(yàn)方法,,對產(chǎn)品的機(jī)械性
能,、電氣性能,、物理性能,、材料的抗拉強(qiáng)度和抗張力變化,、絕緣性能等作出檢驗(yàn)和評估。只有選擇正確的
試驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)條件下,,才能得出正確的試驗(yàn)結(jié)果,。在恒定濕熱過程中,要預(yù)熱產(chǎn)品,,避免大量凝
露出現(xiàn),引起附加的應(yīng)力,,從而影響對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確評估,。
2被測通訊產(chǎn)品概況
某通訊設(shè)備是室外設(shè)備,,采用自然散熱。其特點(diǎn)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(jī)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(jī)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(yàn)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?,則
產(chǎn)品溫度將不斷上升。實(shí)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,,*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(dá)到穩(wěn)定,。只有當(dāng)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(jìn)一步的上升(或下降),,直至達(dá)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(yàn)中,,濕度同環(huán)境濕度相差不
大,,大約在48%(至少在達(dá)到熱平衡之前)。一般的環(huán)境試驗(yàn)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(shè)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(dāng)把實(shí)驗(yàn)樣品放進(jìn)實(shí)驗(yàn)箱中時,,如實(shí)驗(yàn)樣品的表面溫度低于實(shí)驗(yàn)箱中空氣的露點(diǎn)溫度,樣品表面上就
會出現(xiàn)凝露,,因此,,一般在實(shí)驗(yàn)之前對實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行預(yù)熱。露點(diǎn)溫度取決于空氣中水汽的含量,,露點(diǎn)溫
度,、優(yōu)良濕度和水汽壓力之間存在直接關(guān)系。在實(shí)驗(yàn)期間,,如果空氣中水分的含量和空氣溫度較高,,使空
氣露點(diǎn)溫度和實(shí)驗(yàn)樣品表面溫度之間達(dá)到某一差值,就會產(chǎn)生凝露,。一般在實(shí)驗(yàn)的升溫階段,,由于實(shí)驗(yàn)樣
品有一定的熱時間常數(shù),其表面溫度往往低于實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)空氣的露點(diǎn)溫度,,因此,,實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(dāng)實(shí)驗(yàn)樣品在實(shí)驗(yàn)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(shè)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(shí)驗(yàn)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(kuò)散:水蒸氣透過有機(jī)密封材料進(jìn)入殼體內(nèi)部;
呼吸:由于溫度變化引起實(shí)驗(yàn)樣品空腔內(nèi)外空氣和水汽的交流,,內(nèi)有不佳密封類型的實(shí)驗(yàn)樣品,,吸入
的潮氣使實(shí)驗(yàn)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(kuò)散過程需要相當(dāng)長的時間才能達(dá)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(shè)備在實(shí)驗(yàn)過程中表面出現(xiàn)少量凝露的現(xiàn)象是一種正常的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。設(shè)備表面
的水汽多少和附著時間長短因環(huán)境實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)條件,,防止實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)大的偏差。
4結(jié)論和建議
1)環(huán)境實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)少量的凝露現(xiàn)象不會對設(shè)備的性能造成損壞。也不會影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析,。
2)為了防止大量凝露的產(chǎn)生,,對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析造成錯誤的導(dǎo)向,一般在環(huán)境實(shí)驗(yàn)的過程中,,提前
對產(chǎn)品進(jìn)行預(yù)熱。
3)環(huán)境實(shí)驗(yàn)對實(shí)驗(yàn)樣品的影響很大,,可能使材料的機(jī)械性能,、物理性能、電氣性能改變,,因此,,在
產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期,考慮實(shí)際使用條件,,選擇合適的元器件,,采用降額設(shè)計(jì)、冗余設(shè)計(jì),、容差設(shè)計(jì),、氣候環(huán)境
防護(hù)設(shè)計(jì)、緩沖減振設(shè)計(jì),、熱設(shè)計(jì)等手段,,提高產(chǎn)品的可靠性。在環(huán)境實(shí)驗(yàn)中,,只有施加合適的實(shí)驗(yàn)條
件,,暴露存在的問題,尋求合適的改進(jìn)措施,,才能進(jìn)一步確定產(chǎn)品的適應(yīng)性,,使產(chǎn)品滿足使用要求。
相關(guān)產(chǎn)品
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