三箱式温度冲击试验箱

一 、 设备结构与组成

三箱式温度冲击试验箱的“三箱"指的是三个独立且功能明确的测试区域：

1. 高温箱：

• 功能： 储存并维持一个稳定的高温环境（通常范围从+60°C 到 +200°C，甚至更高）。

• 核心部件： 高温加热器（通常为鳍片式电热管）、高温区循环风机。

2. 低温箱：

• 功能： 储存并维持一个稳定的低温环境（通常范围从 -10°C 到 -75°C，甚至更低）。

• 核心部件： 制冷压缩机组（通常采用复叠式制冷系统，包含高温级和低温级压缩机）、蒸发器、低温区循环风机。

3. 测试箱：

• 功能： 这是放置待测样品的工作区域。它本身不产生温度，而是通过一个可移动的提篮（或吊篮） 将样品在高、低温箱之间快速移动。

• 核心部件： 测试提篮、驱动机构（通常为气动或伺服电机驱动）、测试区出入口风门。

其他关键系统：

• 制冷系统： 核心是复叠式制冷回路，确保能达到极低的温度并快速恢复。

• 控制系统： 核心大脑，通常采用彩色触摸屏和PLC控制器。用于设定高低温值、停留时间、循环次数、报警条件等。

• 气动/驱动系统： 提供动力，驱动提篮的升降和移动，以及风门的开合。

• 安全保护系统： 包括超温保护、压缩机过载保护、漏电保护、提篮卡滞保护等，确保设备和操作人员的安全。

二、 工作流程

三箱式温度冲击试验的一个完整循环通常包括以下几个阶段：

1. 初始状态： 提篮位于测试箱（常温区），高、低温箱均已预热和预冷到设定温度并保持稳定。操作员将样品放置在提篮上，关闭测试箱大门。

2. 高温冲击阶段：

• 测试启动，连接测试箱与高温箱之间的风门打开。

• 提篮带着样品快速上升，进入高温箱。

• 高温箱的强力气流迅速对样品进行加热，样品在设定的高温停留时间内承受高温冲击。

• 在此期间，低温箱持续制冷，保持温度稳定。

3. 低温冲击阶段：

• 高温停留时间结束，提篮带着样品快速下降，回到测试箱（短暂停留，以减少温度干扰）。

• 测试箱与高温箱风门关闭，与低温箱风门打开。

• 提篮再次快速下降，进入低温箱。

• 低温箱的强力气流迅速对样品进行冷却，样品在设定的低温停留时间内承受低温冲击。

• 在此期间，高温箱持续加热，保持温度稳定。

4. 循环：

• 低温停留时间结束后，提篮返回测试箱。设备根据设定的循环次数，重复步骤2和3，直至完成所有测试循环。

5. 恢复：

• 测试结束后，样品通常停留在测试箱内，恢复至常温环境，以避免样品表面产生凝露。

特点： 在整个过程中，高、低温箱始终处于待机状态，温度稳定，因此温度转换时间（从高温到低温或反之的暴露过程）极短，通常能在5秒到10秒内完成，这是三箱式最大的优势。

三、 核心优势与特点

• 温度转换极快： 由于高低温箱预冷预热，避免了等待温度变化的时间，冲击效率高。

• 温度恢复快： 样品移动对箱体温度扰动小，高低温箱能迅速恢复到设定点。

• 测试效率高： 适合进行大量、高频次的循环测试。

• 避免交叉污染： 样品在移动过程中，高低温气流在测试箱内交汇时间短，减少了冷热气流直接对冲对样品的潜在影响（如结霜、应力异常）。

• 节能： 与两箱式（通过风门切换，只有一个测试腔）相比，虽然设备体积更大，但由于高低温区持续运行，避免了频繁的升降温，长期运行可能更节能。

四、 主要应用领域

三箱式温度冲击试验箱广泛应用于对可靠性要求高的行业：

• 电子电工： IC、半导体、PCB、电容、电阻、连接器等电子元器件的筛选和可靠性测试。

• 汽车电子： 发动机控制单元（ECU）、传感器、车载娱乐系统等在温度下的性能测试。

• 航空航天： 机载设备、卫星部件等必须承受剧烈温度变化的场景。

• 科研机构及高校： 用于新材料、新产品的研发和质量验证。

五、 关键选型与技术参数

在选择三箱式温度冲击试验箱时，需重点关注以下参数：

1. 温度范围： 高温上限和低温下限，需满足测试标准要求。

2. 提篮/负载能力： 测试区的尺寸（W×H×D）和提篮的最大承载重量（Kg）。

3. 温度转换时间： 从高温到低温（或反之）的转换时间，通常要求在5秒以内（根据标准如MIL-STD-883, Method 1010.9）。

4. 温度波动度/均匀度： 在高低温箱内温度的稳定性和均匀性。

5. 预热/预冷能力： 设备在空载或满载情况下，从常温升至最高温/降至低温所需的时间。

6. 控制系统： 操作界面是否友好，编程功能是否强大，是否支持远程控制和数据记录。

7. 制冷方式： 风冷还是水冷（取决于实验室条件）。

8. 符合标准： 设备是否符合或满足常见的国际、国家或行业标准，如：IEC 60068-2-14, JESD22-A104, MIL-STD-202, GJB 150 等。

总结来说，三箱式温度冲击试验箱的温度冲击性能和可靠性，成为了产品质量验证和可靠性筛选过程中的工具。 在选择时，务必根据自身产品的测试要求、预算以及实验室条件，与设备供应商进行深入沟通，选择最合适的型号。