高低溫冷熱沖擊試驗(yàn)箱是一種用于測試材料、零部件和產(chǎn)品在瞬間高溫和瞬間低溫交替環(huán)境下的耐受性的設(shè)備。它能夠模擬極端的溫度變化情況，以評估產(chǎn)品在這種惡劣環(huán)境下的性能和可靠性。
原理：該設(shè)備主要由高溫室、低溫室和測試室組成。通過特殊的風(fēng)道系統(tǒng)和制冷、加熱裝置，實(shí)現(xiàn)從高溫到低溫或從低溫到高溫的快速溫度轉(zhuǎn)換。例如，當(dāng)進(jìn)行從高溫到低溫的沖擊試驗(yàn)時，高溫室的熱風(fēng)通過風(fēng)道被阻隔，同時低溫室的冷風(fēng)被快速引入測試室，使測試室內(nèi)的溫度在短時間內(nèi)急劇下降。
主要結(jié)構(gòu)組成
箱體結(jié)構(gòu)：
外殼：一般采用優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板噴塑處理，具有良好的耐腐蝕性和機(jī)械強(qiáng)度，能夠保護(hù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)并防止外界環(huán)境對試驗(yàn)的干擾。
內(nèi)膽：通常使用不銹鋼板制作，因?yàn)椴讳P鋼具有良好的耐高低溫性能、易清潔性，并且不會對試驗(yàn)樣品產(chǎn)生污染。
保溫材料：為了減少熱量傳遞，箱體內(nèi)填充有高效保溫材料，如聚氨酯泡沫等，以確保試驗(yàn)箱內(nèi)的溫度能夠快速穩(wěn)定地達(dá)到設(shè)定值，并且在試驗(yàn)過程中保持良好的溫度均勻性。
制冷系統(tǒng)：
壓縮機(jī)：是制冷系統(tǒng)的核心部件，一般采用進(jìn)口全封閉壓縮機(jī)，具有高效、穩(wěn)定的制冷能力。根據(jù)試驗(yàn)箱的不同制冷需求，可能會配置單級或雙級壓縮機(jī)。
蒸發(fā)器和冷凝器：蒸發(fā)器負(fù)責(zé)吸收熱量，使試驗(yàn)箱內(nèi)溫度降低；冷凝器則將熱量散發(fā)到外界環(huán)境中。它們的性能直接影響制冷效率和速度。
節(jié)流裝置：如毛細(xì)管或膨脹閥，用于控制制冷劑的流量，從而調(diào)節(jié)制冷量。
加熱系統(tǒng)：
加熱絲或加熱管：通常安裝在試驗(yàn)箱的風(fēng)道或內(nèi)膽周圍，通過電加熱的方式為試驗(yàn)箱提供熱量。加熱功率根據(jù)試驗(yàn)箱的容積和升溫速度要求進(jìn)行配置，以確保能夠快速將試驗(yàn)箱內(nèi)的溫度升高到設(shè)定的高溫值。
溫度控制器：用于精確控制加熱系統(tǒng)的工作，根據(jù)設(shè)定的溫度曲線和溫度范圍，調(diào)節(jié)加熱功率，使試驗(yàn)箱內(nèi)的溫度保持穩(wěn)定。
風(fēng)道系統(tǒng)：
風(fēng)機(jī)：用于強(qiáng)制空氣循環(huán)，使箱體內(nèi)的冷熱空氣能夠快速均勻地分布，確保試驗(yàn)樣品所處的溫度環(huán)境一致。風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)速可以根據(jù)試驗(yàn)要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。
風(fēng)道設(shè)計(jì)：合理的風(fēng)道設(shè)計(jì)能夠提高溫度轉(zhuǎn)換速度和溫度均勻性。風(fēng)道一般采用不銹鋼或工程塑料制作，具有良好的耐高低溫性能和密封性。
控制系統(tǒng)：
溫度傳感器：安裝在試驗(yàn)箱內(nèi)的不同位置，用于實(shí)時監(jiān)測溫度變化。傳感器的精度直接影響溫度控制的準(zhǔn)確性，一般采用高精度的鉑電阻或熱電偶傳感器。
可編程控制器（PLC）：可以根據(jù)用戶設(shè)定的試驗(yàn)程序，自動控制試驗(yàn)箱的溫度變化過程。用戶可以通過觸摸屏或計(jì)算機(jī)軟件輸入試驗(yàn)參數(shù)，如溫度范圍、保持時間、循環(huán)次數(shù)等，PLC 會按照設(shè)定的程序精確控制制冷、加熱和風(fēng)機(jī)等系統(tǒng)的工作。
性能參數(shù)
溫度范圍：高低溫冷熱沖擊試驗(yàn)箱的溫度范圍是其重要的性能指標(biāo)之一。一般低溫范圍可以達(dá)到 -65℃甚至更低，高溫范圍可以達(dá)到 150℃或更高。不同的行業(yè)和產(chǎn)品測試要求會使用不同的溫度范圍，例如電子元器件可能需要 -40℃ - 125℃的溫度沖擊范圍，而航天航空材料可能需要更寬的溫度范圍來模擬太空環(huán)境。
溫度變化速率：這是衡量試驗(yàn)箱性能的關(guān)鍵參數(shù)，它表示試驗(yàn)箱從一個溫度狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一個溫度狀態(tài)的速度。通常有兩種表示方法，一種是平均溫度變化速率，另一種是最大溫度變化速率。例如，從高溫 100℃降到低溫 -40℃，如果在 10 分鐘內(nèi)完成，那么平均溫度變化速率為（100 - (-40)）℃/10min = 14℃/min?？焖俚臏囟茸兓俾士梢愿鎸?shí)地模擬一些極端環(huán)境下的溫度沖擊情況，如電子產(chǎn)品在突然遭遇寒冷天氣或高溫環(huán)境時的情況。
溫度均勻性：指試驗(yàn)箱在穩(wěn)定狀態(tài)下，內(nèi)部不同位置的溫度差異程度。一般要求溫度均勻性在 ±2℃以內(nèi)，良好的溫度均勻性可以確保試驗(yàn)樣品在同一試驗(yàn)條件下進(jìn)行測試，提高試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。
濕度控制（部分帶有濕度功能的試驗(yàn)箱）：對于一些需要考慮濕度影響的產(chǎn)品測試，試驗(yàn)箱還需要具備濕度控制功能。濕度范圍一般可以從 20% RH - 98% RH，通過加濕和除濕裝置來調(diào)節(jié)試驗(yàn)箱內(nèi)的濕度環(huán)境。
應(yīng)用領(lǐng)域
電子電器行業(yè)：用于測試電子元器件（如芯片、電容器、電阻器等）、電子產(chǎn)品（如手機(jī)、電腦、電視機(jī)等）在不同溫度環(huán)境下的性能。例如，在手機(jī)的研發(fā)過程中，通過高低溫冷熱沖擊試驗(yàn)來檢測手機(jī)在極端溫度變化下是否會出現(xiàn)死機(jī)、屏幕顯示異常、按鍵失靈等問題，以提高產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。
汽車行業(yè)：汽車零部件（如發(fā)動機(jī)控制單元、傳感器、電子線束等）需要經(jīng)過嚴(yán)格的高低溫冷熱沖擊試驗(yàn)。在汽車的使用過程中，這些零部件會受到發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的高溫、外界環(huán)境的低溫以及行駛過程中溫度快速變化的影響。通過試驗(yàn)可以提前發(fā)現(xiàn)零部件在溫度沖擊下可能出現(xiàn)的故障，如密封件泄漏、電子元件短路等，從而保障汽車的安全性和耐久性。
航空航天領(lǐng)域：航空航天材料和設(shè)備（如航空發(fā)動機(jī)葉片、衛(wèi)星部件等）對環(huán)境的耐受性要求極高。高低溫冷熱沖擊試驗(yàn)箱可以模擬太空環(huán)境中的溫度變化，對這些材料和設(shè)備進(jìn)行測試，確保它們在極端的冷熱環(huán)境下能夠正常工作，避免因溫度變化導(dǎo)致的材料性能下降、結(jié)構(gòu)損壞等問題。
材料科學(xué)研究：研究新材料（如新型合金、高分子材料等）在不同溫度沖擊下的物理和化學(xué)性質(zhì)變化。通過試驗(yàn)可以了解材料的熱膨脹系數(shù)、強(qiáng)度變化、相變等特性，為材料的開發(fā)和應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持。
使用注意事項(xiàng)
樣品放置：
試驗(yàn)樣品在試驗(yàn)箱內(nèi)的放置位置要合理，應(yīng)避免樣品之間相互遮擋，確保樣品能夠充分接觸冷熱空氣，以獲得準(zhǔn)確的試驗(yàn)結(jié)果。
根據(jù)樣品的大小和形狀，可能需要使用樣品架或夾具進(jìn)行固定，防止在溫度沖擊過程中樣品發(fā)生移動或碰撞，損壞試驗(yàn)箱或影響試驗(yàn)結(jié)果。
試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置：
在設(shè)置溫度范圍、變化速率、循環(huán)次數(shù)等試驗(yàn)參數(shù)時，要根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際使用環(huán)境和測試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理設(shè)定。參數(shù)設(shè)置不當(dāng)可能導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確或?qū)悠吩斐刹槐匾膿p壞。
在進(jìn)行試驗(yàn)之前，最好先進(jìn)行預(yù)試驗(yàn)，檢查試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置是否正確，試驗(yàn)箱是否能夠正常工作。
設(shè)備維護(hù)：
定期對試驗(yàn)箱進(jìn)行清潔，清除箱體內(nèi)外的灰塵、雜物等，保持良好的散熱和通風(fēng)條件。
檢查制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、風(fēng)道系統(tǒng)等關(guān)鍵部件的工作情況，如壓縮機(jī)的油位、風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)動情況、加熱絲是否損壞等，發(fā)現(xiàn)問題及時維修或更換部件。
定期校準(zhǔn)溫度傳感器和控制器，確保溫度控制的準(zhǔn)確性。
