環(huán)境試驗(yàn)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)簡介
來源:杭州利輝環(huán)境檢測設(shè)備有限公司
2024年07月23日 16:13
1 主要標(biāo)準(zhǔn)4 在試驗(yàn)方法及技術(shù)條件中的溫度性能指標(biāo)
2 在試驗(yàn)方法中主要指標(biāo)是容差(允許誤差),有些標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)也對溫度變化(溫度波動(dòng)度)提出要求。
“容差”在IEC68-2-3,2.1的注中陳述:“溫度±2℃的容差是由于考慮到測量的誤差,緩慢的溫度變化和工作空間的溫度波動(dòng)度等”。
在IEC 216號(hào)出版物第四篇老化烘箱中,定義“溫度偏差”是“由于溫度波動(dòng)度和溫度梯度組合而成的溫度誤差”。
在MIL-STD-810的4.4.1試驗(yàn)條件允差中規(guī)定“試樣應(yīng)*被空氣包圍(必要的支承點(diǎn)除外),試驗(yàn)區(qū)測量系統(tǒng)的溫度和包圍試件各處溫度梯度(靠近試樣處測得)應(yīng)分別在試驗(yàn)溫度±2℃以內(nèi)和不超過每米1℃或總的zui大值為2.2℃(試件不工作)”。
在MIL-STD-202F,2.2.1及MIL-STD-883C,4.5.8中,對環(huán)境試驗(yàn)箱允許的溫度變化:
(1) 工作區(qū)內(nèi)的溫度變化:工作區(qū)內(nèi)任一參考點(diǎn)和的溫度變化保持在±2℃ 以內(nèi)(即任一點(diǎn)的溫度波動(dòng)度)。
(2) 工作區(qū)內(nèi)的空間溫度變化:工作區(qū)內(nèi)任一點(diǎn)的溫度,在給定時(shí)間內(nèi)偏離基準(zhǔn)點(diǎn)不超過±3℃(即為容差)
在IEC 68號(hào)出版物及GB 2423中,性能指標(biāo)規(guī)定為“容差”,對容差大小,規(guī)定為高溫試驗(yàn)箱±2℃,低溫試驗(yàn)箱±3℃。
3 在產(chǎn)品技術(shù)條件中的溫度性能指標(biāo)
(1)國外產(chǎn)品技術(shù)條件
ASTM,D2436規(guī)定有溫差和溫度波動(dòng)度,溫差的測試方法是:布置9只熱電偶在箱內(nèi)溫度穩(wěn)定后開始測試,每5分鐘測一次,共測5次得到45個(gè)數(shù)據(jù),計(jì)算45個(gè)數(shù)據(jù)的平均值作為箱溫,從45個(gè)數(shù)中選取兩個(gè)zui大值和兩個(gè)zui小值各自減去箱溫,然后從4個(gè)差值中選出兩個(gè)zui大值并求其平均值,此值就是溫差。
IEC 216號(hào)出版物第四部分老化烘箱中,同樣規(guī)定有溫差和波動(dòng)度指標(biāo),溫差的測試方法與ASTM.D2436同,而在數(shù)據(jù)處理上則是從45個(gè)數(shù)據(jù)中找出zui大和zui小溫度值,其差值就是溫差。
BS 3898中,規(guī)定溫度指標(biāo)為溫度均勻度與溫度波動(dòng)度,其溫度均勻度的測試方法為:當(dāng)箱內(nèi)溫度穩(wěn)定后,用布置在箱內(nèi)的熱電偶連續(xù)測試兩小時(shí),分別計(jì)算每一測試點(diǎn)與中心點(diǎn)的溫差平均值,其中zui大者即為溫度均勻度,并加上正負(fù)號(hào)表示。
在國外公司的產(chǎn)品樣本中, 溫度指標(biāo)都只有兩個(gè), 即溫度波動(dòng)度(Tem. Constancy)和溫度均勻度(Tem. Unifortmty),或者是溫度波動(dòng)度和溫度誤差(Tem . Variation)沒有哪個(gè)國外廠家的產(chǎn)品樣本上同時(shí)出現(xiàn)溫度波動(dòng)度、溫度均勻度和溫度誤差三個(gè)指標(biāo)的。
(2)國內(nèi)環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備產(chǎn)品技術(shù)條件
在我國的產(chǎn)品技術(shù)條件——低溫試驗(yàn)箱、高低溫試驗(yàn)箱、濕熱試驗(yàn)箱等產(chǎn)品技 術(shù)條件中都規(guī)定有溫度波動(dòng)度、溫度均勻度和溫度誤差三個(gè)指標(biāo)。溫度波動(dòng)度為箱內(nèi)任一點(diǎn)溫度的時(shí)間誤差,溫度誤差為箱內(nèi)各點(diǎn)溫度與標(biāo)稱溫度的誤差值,即為空間誤差。各國標(biāo)準(zhǔn)對溫度波動(dòng)度與溫度誤差意義上的理解和測試方法基本相同,但我國技術(shù)條件中對溫度均勻度的測試和數(shù)據(jù)處理與國外有所區(qū)別,我國規(guī)定利用30分鐘內(nèi)測得每個(gè)測試點(diǎn)15次數(shù)據(jù),分別求出每次數(shù)據(jù)中zui高與zui低溫度之差,然后算出15次差值的平均值即為均勻度,顯然由于未與標(biāo)稱溫度或中心點(diǎn)溫度進(jìn)行比較,因此溫度均勻度指標(biāo)沒有正負(fù)號(hào)。
由于有以上技術(shù)條件的規(guī)定,所以國內(nèi)生產(chǎn)廠在產(chǎn)品樣本和說明書中用了三個(gè)溫度性能指標(biāo)。
筆者曾在《環(huán)境條件與試驗(yàn)》1991年1期上發(fā)表過《溫度測試及數(shù)據(jù)處理方法的討論》提出過溫度均勻度與溫度誤差只需其中一個(gè)指標(biāo)的見解。
現(xiàn)在國家環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督中心,在按照GB 5170《電工、電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備基本參數(shù)檢定方法》對環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備認(rèn)證驗(yàn)收時(shí)也只測溫度誤差而不測溫度均勻度。
重慶四達(dá)實(shí)驗(yàn)儀器廠,萬達(dá)儀器有限公司的產(chǎn)品以及廣州Espec 的產(chǎn)品樣本上已開始不標(biāo)溫度均勻度,而只標(biāo)出溫度波動(dòng)度和溫度誤差兩指標(biāo)了。5 國內(nèi)外環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備溫度性能指標(biāo)測試的一些情況
4 工作空間:IEC總則中是這樣定義的:“工作空間是可以維持規(guī)定條件在所規(guī)定的公差范圍內(nèi)的試驗(yàn)箱的那部分”國外廠家如日本Espec公司、 KATO公司以及合資公司廣州Espec、上海Espec都明確規(guī)定工作空間在距箱壁1/ 6邊長以外的區(qū)域除外,也就是說滿足技術(shù)指標(biāo)的空間只有箱子空間的30%。我國產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定距箱壁1/10邊長的區(qū)域除外,工作空間為箱子空間的51%。 如示意圖2:可見我國設(shè)備工作空間要大得多,可試驗(yàn)更多的產(chǎn)品,但要達(dá)到規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)顯然難度較大。
《基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程》是電工委員會(huì)(IEC)第50技術(shù)委員會(huì)(TC 50)制定的一整套環(huán)境試驗(yàn)系列標(biāo)準(zhǔn),(即IEC 68號(hào)出版物)。
因?yàn)榇罅康碾姽ぁ㈦娮赢a(chǎn)品在國內(nèi)和上流通,使得用戶和生產(chǎn)者雙方都關(guān)心產(chǎn)品的貯存、運(yùn)輸和使用中的性能、可靠性和安全性,要求制定共同的標(biāo)準(zhǔn),以保證產(chǎn)品能滿意的工作?!痘经h(huán)境試驗(yàn)規(guī)程》就是為了滿足需要,從六十年代到八十年代陸續(xù)完成的。
這套環(huán)境試驗(yàn)系列標(biāo)準(zhǔn)吸收了各國標(biāo)準(zhǔn)化的經(jīng)驗(yàn),集中了各國有關(guān)專家的智慧,因此具有體系完整、結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、便于利用、內(nèi)容完善等優(yōu)點(diǎn),并具有科學(xué)性和*性,已在世界各國十分廣泛的采用。不僅電工、電子產(chǎn)品,其它行業(yè)產(chǎn)品也在采用。
5 美國軍用標(biāo)準(zhǔn)(MIL)
其基本標(biāo)準(zhǔn)為MIL-STD-810C《空間和陸用環(huán)境試驗(yàn)方法》和MIC-STD-202F《電子、電氣零件試驗(yàn)方法》
美軍標(biāo)和IEC標(biāo)準(zhǔn)一樣已廣泛被采用。
我國八十年代由有關(guān)部門組織制定了GB 2421-2424《電工、電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程》,GJB 150《軍用設(shè)備環(huán)境試驗(yàn)方法》,GJB 360《電子元器件試驗(yàn)方法》,分別等效于IEC 68號(hào)出版物,MIL-STD-810C和MIL-STD-202F。到九十年代,為了提高產(chǎn)品在市場上競爭能力,國家有關(guān)部門明確規(guī)定:民用產(chǎn)品和軍用產(chǎn)品的試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)分別等同采用IEC和MIL標(biāo)準(zhǔn)。
6 環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備產(chǎn)品技術(shù)條件
以上介紹的是環(huán)境試驗(yàn)的試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn),還有一類是環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)條件。
國外的產(chǎn)品技術(shù)條件有:
BS 3898-1965《試驗(yàn)室濕熱箱技術(shù)條件》為英國標(biāo)準(zhǔn),并為其它國家廣泛采用。
ASTME-145-1968《重力對流和強(qiáng)制通風(fēng)老化箱技術(shù)條件》美國材料試驗(yàn)學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)。
ASTMD 2436-68《電氣絕緣用強(qiáng)制對流實(shí)驗(yàn)室烘箱標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)條件》美國材料試驗(yàn)學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)。
IEC 216號(hào)出版物《測定電氣絕緣材料耐熱性試驗(yàn)導(dǎo)則》第四部分,老化烘箱。
我國有關(guān)部門也先后制訂了各種環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備技術(shù)條件,如: GB 10586《濕熱試驗(yàn)箱技術(shù)條件》GB 10589《低溫試驗(yàn)箱技術(shù)條件》、GB 10592《高低溫試驗(yàn)箱技術(shù)條件》等。
7環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備檢定方法
我國有關(guān)部門制訂了GB 5170《電工、電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備基本參數(shù)檢定方法》、HB 6783《軍用機(jī)載設(shè)備氣候環(huán)境試驗(yàn)箱(室)檢定方法》,HB 7122《民用飛機(jī)機(jī)載設(shè)備氣候試驗(yàn)箱(室)檢定方法》,從而使環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備檢定和認(rèn)證有章可循,使設(shè)備質(zhì)量得到保證。
國外產(chǎn)品按我國工作空間檢測也可能是合格的,但如果不合格,我國用戶也不能拒收,對我國的產(chǎn)品如果檢測不合格,用戶則可以拒收。
8 設(shè)備所處環(huán)境的溫度及冷卻水溫
美國熱測公司,規(guī)定測試設(shè)備的溫度性能指標(biāo)時(shí),室溫23℃,水溫23.9℃。
意大利ACS公司,規(guī)定測試設(shè)備的溫度性能指標(biāo)時(shí),室溫為20℃-22℃。
日本Espec公司及KATO公司則規(guī)定室溫度20℃,水溫25℃。
廣州Espec也規(guī)定測試設(shè)備的溫度性能指標(biāo)時(shí),室溫為20℃, 水溫為25℃。
中國臺(tái)灣泰琪公司對室溫和水溫的規(guī)定也是20℃,25℃。
我國用戶對國內(nèi)環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備的環(huán)境條件要求較為苛刻,如室溫≤35℃,水溫 ≤30℃。
筆者曾在九八年*期《環(huán)境技術(shù)》上發(fā)表過《環(huán)境溫度變化對低溫試驗(yàn)箱性能的影響》一文,論述了由于環(huán)境溫度升高,使冷凝溫度相應(yīng)升高,從而使壓縮機(jī)的制冷量有較大下降,如一工質(zhì)為R502,蒸發(fā)溫度-40℃的壓縮機(jī),當(dāng)冷凝溫度從30℃升到40℃時(shí),其制冷功率將下降30%以上,由于壓縮機(jī)的制冷量下降,箱體漏熱增加,低溫試驗(yàn)箱的降溫時(shí)間將會(huì)延長,同前例可估算出降溫時(shí)間會(huì)比原先增加約50%。如果環(huán)境溫度過高,則降溫時(shí)間將成倍增加,甚至降不到zui低溫度,尤其是用風(fēng)冷的壓縮機(jī)。
綜上所述,可見國內(nèi)環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備也應(yīng)嚴(yán)格規(guī)定保證溫度技術(shù)指標(biāo)的環(huán)境條件,如室溫規(guī)定為20℃-22℃,水溫≤25℃,至于當(dāng)環(huán)境條件較差時(shí),比如室溫>30℃,水溫30℃,設(shè)備仍可正常使用,但降溫時(shí)間,降溫速率及zui低溫度則不能保證達(dá)到指標(biāo),用戶應(yīng)予理解。
9 降溫速率
國外產(chǎn)品的降溫速率有如下一些情況,國內(nèi)用戶在選擇國外環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備時(shí)應(yīng)予注意。
(1)降溫速率指全程平均值,即全程降溫溫度除以全程降溫時(shí)間。(℃/min)。
?。?)在試驗(yàn)箱內(nèi)無動(dòng)或靜的熱負(fù)荷,即為空載考核。如用戶要求加負(fù)載考核,要求訂貨時(shí)提出。
(3)降溫速率分溫度段表示,如177℃~73℃高低溫箱,其溫度變化速率20℃/min,15℃/min都不是到zui低溫度-73℃,而是比如從90℃降到-40℃,可達(dá)20℃min,從90℃到-55℃為15度/min。
(4)指示儀表的傳感器位置在出風(fēng)口,該點(diǎn)zui先達(dá)到設(shè)定的低溫溫度。
國內(nèi)產(chǎn)品的降溫速率是指等速降溫的速率,平均降溫速率才是指降溫過程的全程平均值,且國內(nèi)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)與GB 5170都要求放置規(guī)定的負(fù)載,負(fù)載的材質(zhì)、 形狀、重量對降溫時(shí)間都有一定影響,所以如要加負(fù)載考核設(shè)備,供需雙方應(yīng)在合同上說明,同樣的速率等速降溫速率比平均降溫速率難得多,如圖3:
中可以看出,當(dāng)從90℃到-40℃平均降溫速率達(dá)到20℃/min,從90℃到一55℃平均降溫達(dá)到15℃/min,在達(dá)到-40℃、-55℃時(shí)的瞬時(shí)斜率已遠(yuǎn)小于20℃/min和15℃/min。如果要求等速降溫速率與平均降溫速率相同,則等速降溫使用的壓縮機(jī)和低溫系統(tǒng)的功率要龐大得多。