La zone de test de l'environnement de sélection de l'utilisateur doit indiquer

La zone de test de l'environnement de sélection de l'utilisateur doit indiquer

1、Critères de sélection de l'équipement

Il n'existe actuellement pas de nombre exact de facteurs environnementaux naturels et de facteurs environnementaux induits qui existent à la surface de la Terre et dans l'atmosphère, parmi lesquels on compte pas moins d'une douzaine de facteurs qui ont un impact significatif sur l'utilisation et la durée de vie des produits d'ingénierie. (équipement). Les ingénieurs engagés dans l'étude des conditions environnementales pour les produits d'ingénierie ont compilé et résumé les conditions environnementales qui existent dans la nature et sont induites par les activités humaines dans une série de normes et de spécifications d'essai pour guider les tests environnementaux et de fiabilité des produits d'ingénierie. Par exemple, GJB150- la norme militaire nationale de la République populaire de Chine pour les tests environnementaux des équipements militaires, et GB2423- la norme nationale de la République populaire de Chine pour les tests environnementaux des produits électriques et électroniques, qui guide les tests environnementaux des équipements électriques et électroniques. produits électroniques. Par conséquent, la base principale pour la sélection des équipements de test environnemental et de fiabilité réside dans les spécifications et les normes de test des produits d’ingénierie.

Deuxièmement, afin de normaliser la tolérance des conditions d'essais environnementaux dans les équipements expérimentaux et d'assurer la précision du contrôle des paramètres environnementaux, les agences nationales de supervision technique et divers départements industriels ont également formulé une série de réglementations d'étalonnage pour les équipements d'essais environnementaux et les instruments de détection. Tels que la norme nationale GB5170 de la République populaire de Chine « Méthode d'étalonnage des paramètres de base pour les équipements d'essais environnementaux de produits électriques et électroniques » et JJG190-89 « Règlements d'étalonnage d'essai pour le système de banc d'essai de vibrations électriques » publiés et mis en œuvre par l'administration d'État. de la Surveillance Technique. Ces réglementations de vérification constituent également une base importante pour la sélection des équipements de test environnemental et de fiabilité. Les équipements de test qui ne répondent pas aux exigences de ces réglementations de vérification ne sont pas autorisés à être utilisés.

2、Principes de base pour la sélection de l'équipement

La sélection des équipements de test environnemental et de fiabilité doit suivre les cinq principes de base suivants :

1. Reproductibilité des conditions environnementales

Il est impossible de reproduire pleinement et précisément les conditions environnementales qui existent dans la nature en laboratoire. Cependant, dans une certaine plage de tolérance, les utilisateurs peuvent simuler avec précision et approximativement les conditions environnementales externes auxquelles les produits d'ingénierie sont soumis pendant leur utilisation, leur stockage, leur transport et d'autres processus. Ce passage peut être résumé en langage technique comme suit : « Les conditions environnementales (y compris l'environnement de la plate-forme) créées par l'équipement de test autour du produit testé doivent répondre aux exigences des conditions environnementales et à leurs tolérances spécifiées dans les spécifications de test du produit. La boîte de température utilisé pour les tests de produits militaires ne doit pas seulement répondre aux exigences des normes militaires nationales GJB150.3-86 et GJB150.4-86 en matière d'uniformité et de précision de contrôle de température. Ce n'est qu'ainsi que la reproductibilité des conditions environnementales peut être garantie lors des tests environnementaux. .

2. Répétabilité des conditions environnementales

Un équipement d'essais environnementaux peut être utilisé pour plusieurs tests du même type de produit, et un produit d'ingénierie testé peut également être testé dans différents équipements d'essais environnementaux. Afin de garantir la comparabilité des résultats d'essais obtenus pour le même produit dans les mêmes conditions d'essais environnementaux spécifiées dans les spécifications d'essai, il est nécessaire d'exiger que les conditions environnementales fournies par l'équipement d'essais environnementaux soient reproductibles. Cela signifie que les niveaux de contrainte (tels que la contrainte thermique, la contrainte vibratoire, la contrainte électrique, etc.) appliqués par l'équipement de test environnemental au produit testé sont conformes aux exigences de la même spécification de test.

La répétabilité des conditions environnementales fournies par l'équipement d'essais environnementaux est garantie par le service national de vérification métrologique après avoir réussi la vérification conformément aux règlements de vérification formulés par l'agence nationale de supervision technique. Par conséquent, il est nécessaire d'exiger que l'équipement d'essais environnementaux réponde aux exigences de divers indicateurs techniques et indicateurs de précision dans les réglementations d'étalonnage, et qu'il ne dépasse pas la limite de temps spécifiée dans le cycle d'étalonnage en termes de durée d'utilisation. Si une table vibrante électrique très courante est utilisée, en plus de répondre à des indicateurs techniques tels que la force d'excitation, la plage de fréquence et la capacité de charge, elle doit également répondre aux exigences d'indicateurs de précision tels que le rapport de vibration latérale, l'uniformité de l'accélération de la table et la distorsion harmonique. spécifié dans les règles d’étalonnage. De plus, la durée de vie après chaque étalonnage est de deux ans, et après deux ans, il doit être recalibré et qualifié avant d'être mis en service.

3. Mesurabilité des paramètres des conditions environnementales

Les conditions environnementales fournies par tout équipement d'essai environnemental doivent être observables et contrôlables. Il s'agit non seulement de limiter les paramètres environnementaux dans une certaine plage de tolérance et d'assurer la reproductibilité et la répétabilité des conditions de test, mais également de garantir la sécurité des tests de produits, afin d'éviter tout dommage au produit testé causé par des conditions environnementales incontrôlées et pertes inutiles. À l'heure actuelle, diverses normes expérimentales exigent généralement que la précision des tests de paramètres ne soit pas inférieure au tiers de l'erreur tolérée dans des conditions expérimentales.

4. Exclusion des conditions d'essais environnementaux

Chaque fois qu'un test environnemental ou de fiabilité est effectué, il existe des réglementations strictes sur la catégorie, l'ampleur et la tolérance des facteurs environnementaux, et les facteurs environnementaux non requis par le test sont exclus de la pénétration, afin de fournir une base précise pour juger et analyser. panne du produit et modes de défaut pendant ou après le test. Par conséquent, il est nécessaire que l'équipement d'essai environnemental non seulement fournisse les conditions environnementales spécifiées, mais ne permette pas non plus qu'aucune autre interférence de stress environnemental soit ajoutée au produit testé. Tel que défini dans les réglementations de vérification des tables de vibrations électriques, le flux magnétique de fuite de la table, le rapport signal/bruit d'accélération et le rapport de la valeur efficace totale de l'accélération dans la bande et hors bande. Les indicateurs de précision tels que la vérification aléatoire des signaux et la distorsion harmonique sont tous établis comme éléments de vérification pour garantir le caractère unique des conditions de test environnemental.

5. Sécurité et fiabilité des équipements expérimentaux

Les tests environnementaux, en particulier les tests de fiabilité, comportent un long cycle de test et ciblent parfois des produits militaires de grande valeur. Pendant le processus de test, le personnel de test doit souvent opérer, inspecter ou tester autour du site. Par conséquent, il est nécessaire que l’équipement d’essais environnementaux présente les caractéristiques d’un fonctionnement sûr, d’un fonctionnement pratique, d’une utilisation fiable et d’une longue durée de vie pour garantir le déroulement normal des essais eux-mêmes. Les diverses protections, mesures d'alarme et dispositifs de verrouillage de sécurité de l'équipement de test doivent être complètes et fiables pour garantir la sécurité et la fiabilité du personnel de test, des produits testés et de l'équipement de test lui-même.

3、 Sélection de la chambre de température et d'humidité

1. Sélection de la capacité

Lors du placement du produit testé (composants, assemblages, pièces ou machine entière) dans une chambre climatique pour test, afin de garantir que l'atmosphère autour du produit testé peut répondre aux conditions de test environnemental spécifiées dans les spécifications de test, les dimensions de travail du la chambre climatique et les dimensions hors tout du produit testé doivent respecter les réglementations suivantes :

a) Le volume du produit testé (L × P × H) ne doit pas dépasser (20-35) % de l'espace de travail effectif de la chambre d'essai (20 % sont recommandés). Pour les produits qui génèrent de la chaleur lors des tests, il est recommandé de n'en utiliser pas plus de 10 %.

b) Le rapport entre la surface de la section transversale au vent du produit testé et la surface totale de la chambre d'essai sur cette section ne doit pas dépasser (35-50) % (35 % est recommandé).

c) La distance entre la surface extérieure du produit testé et la paroi de la chambre d'essai doit être maintenue à au moins 100-150 mm (150 mm recommandé).

Les trois dispositions ci-dessus sont en réalité interdépendantes et unifiées. En prenant comme exemple une boîte cube de 1 mètre cube, un rapport de surface de 1 : (0,35-0,5) équivaut à un rapport de volume de 1 : (0,207-0,354). Une distance de 100 à 150 mm de la paroi de la boîte équivaut à un rapport volumique de 1 : (0,343 à 0,512).

En résumé, le volume de la chambre de travail de la chambre d'essai climatique et environnemental doit être au moins 3 à 5 fois le volume externe du produit testé. Les raisons qui justifient l'adoption de telles réglementations sont les suivantes :

Une fois l’éprouvette placée dans la boîte, elle occupe le canal lisse et le rétrécissement du canal entraînera une augmentation de la vitesse du flux d’air. Accélérer l’échange thermique entre le flux d’air et l’éprouvette. Ceci est incompatible avec la reproduction des conditions environnementales, car les normes en vigueur stipulent que la vitesse du flux d'air autour de l'éprouvette dans la chambre d'essai ne doit pas dépasser 1,7 m/s pour les essais environnementaux de température, afin d'empêcher l'éprouvette et l'atmosphère environnante de se produire. de générer une conduction thermique qui n’est pas conforme à la réalité. Une fois déchargé, la vitesse moyenne du vent à l’intérieur de la chambre d’essai est de 0,6 à 0,8 m/s, sans dépasser 1 m/s. Lorsque les rapports d'espace et de surface spécifiés aux points a) et b) sont respectés, la vitesse du vent dans le champ d'écoulement peut augmenter de (50 à 100) %, avec une vitesse maximale moyenne du vent de (1 à 1,7) m/s. Répondre aux exigences spécifiées dans les normes. Si le volume ou la section transversale au vent de l'éprouvette est augmenté sans restrictions pendant l'expérience, la vitesse réelle du flux d'air pendant l'essai dépassera la vitesse maximale du vent spécifiée dans la norme d'essai et la validité des résultats de l'essai sera remise en question. .

Les indicateurs de précision des paramètres environnementaux dans la chambre de travail de la chambre climatique, tels que la température, l'humidité, la vitesse de sédimentation du brouillard salin, etc., sont tous mesurés dans des conditions à vide. Une fois l'éprouvette placée, elle aura un impact sur l'uniformité des paramètres environnementaux dans la chambre de travail de la chambre d'essai. Plus l'espace occupé par l'éprouvette est grand, plus cet impact sera important. Les données expérimentales montrent que la différence de température entre les côtés au vent et sous le vent dans le champ d'écoulement peut atteindre 3 à 8 ℃ et, dans les cas graves, elle peut atteindre 10 ℃ ou plus. Par conséquent, il est nécessaire de répondre autant que possible aux exigences de a] et b] pour garantir l’uniformité des paramètres environnementaux autour du produit testé.

Selon le principe de conduction thermique, la température du flux d'air près de la paroi de la boîte est généralement différente de 2 à 3 ℃ de la température au centre du champ d'écoulement, et peut même atteindre 5 ℃ aux limites supérieure et inférieure des températures élevées et inférieures. basses températures. La température de la paroi du caisson diffère de la température du champ d'écoulement à proximité de la paroi du caisson de 2 à 3 ℃ (en fonction de la structure et du matériau de la paroi du caisson). Plus la différence entre la température d'essai et l'environnement atmosphérique externe est grande, plus la différence de température est grande. Par conséquent, l’espace situé à une distance de 100 à 150 mm de la paroi de la boîte est inutilisable.

2. Sélection de la plage de température

À l'heure actuelle, la plage des chambres d'essais de température à l'étranger est généralement de -73 à +177 ℃, ou de -70 à +180 ℃. La plupart des fabricants nationaux fonctionnent généralement entre -80 et +130 ℃, -60 et +130 ℃, -40 et +130 ℃, et il existe également des températures élevées allant jusqu'à 150 ℃. Ces plages de température peuvent généralement répondre aux besoins en matière de tests de température de la grande majorité des produits militaires et civils en Chine. Sauf exigences particulières, telles que des produits installés à proximité de sources de chaleur telles que des moteurs, la limite supérieure de température ne doit pas être aveuglément augmentée. Car plus la température limite supérieure est élevée, plus la différence de température entre l'intérieur et l'extérieur de la boîte est grande et plus l'uniformité du champ d'écoulement à l'intérieur de la boîte est faible. Plus la taille du studio disponible est petite. D'autre part, plus la valeur limite supérieure de la température est élevée, plus les exigences de résistance thermique des matériaux isolants (tels que la laine de verre) dans la couche intermédiaire de la paroi du caisson sont élevées. Plus les exigences en matière de scellement de la boîte sont élevées, plus le coût de production de la boîte est élevé.

3. Sélection de la plage d'humidité

Les indicateurs d'humidité donnés par les chambres d'essais environnementaux nationaux et étrangers sont pour la plupart de 20 à 98 % d'humidité relative ou de 30 à 98 % d'humidité relative. Si la chambre d'essai de chaleur humide ne dispose pas de système de déshumidification, la plage d'humidité est de 60 à 98 %. Ce type de chambre d’essai ne permet d’effectuer que des tests à forte humidité, mais son prix est bien inférieur. Il convient de noter que la plage de température correspondante ou la température minimale du point de rosée doit être indiquée après l'indice d'humidité. Parce que l’humidité relative est directement liée à la température, pour une même humidité absolue, plus la température est élevée, plus l’humidité relative est faible. Par exemple, si l'humidité absolue est de 5 g/kg (soit 5 g de vapeur d'eau dans 1 kg d'air sec), lorsque la température est de 29 ℃, l'humidité relative est de 20 % HR, et lorsque la température est de 6 ℃, l'humidité relative est de 20 %. l'humidité est de 90 % HR. Lorsque la température descend en dessous de 4 ℃ et que l’humidité relative dépasse 100 %, de la condensation se produira à l’intérieur de la boîte.

Pour obtenir une température et une humidité élevées, vaporisez simplement de la vapeur ou des gouttelettes d'eau atomisées dans l'air de la boîte pour l'humidifier. Les basses températures et l'humidité sont relativement difficiles à contrôler car l'humidité absolue à cette époque est très faible, parfois bien inférieure à l'humidité absolue de l'atmosphère. Il est nécessaire de déshumidifier l’air circulant à l’intérieur du caisson pour le rendre sec. À l'heure actuelle, la grande majorité des chambres de température et d'humidité, tant au niveau national qu'international, adoptent le principe de réfrigération et de déshumidification, qui consiste à ajouter un ensemble de conduits de lumière de réfrigération à la salle de climatisation de la chambre. Lorsque l'air humide traverse un tuyau froid, son humidité relative atteint 100 % d'humidité relative, car l'air sature et se condense sur le tuyau de lumière, rendant l'air plus sec. Cette méthode de déshumidification peut théoriquement atteindre des températures de point de rosée inférieures à zéro degré, mais lorsque la température de surface du point froid atteint 0 ℃, les gouttelettes d'eau condensées à la surface du conduit de lumière gèleront, affectant l'échange thermique à la surface de la lumière. tuyau et réduisant la capacité de déshumidification. De plus, comme la boîte ne peut pas être complètement scellée, l’air humide de l’atmosphère s’infiltrera dans la boîte, provoquant une augmentation de la température du point de rosée. D'autre part, l'air humide circulant entre les tubes lumineux n'atteint la saturation qu'au moment du contact avec les tubes lumineux (points froids) et libère de la vapeur d'eau, donc cette méthode de déshumidification est difficile à maintenir la température du point de rosée à l'intérieur de la boîte en dessous. 0 ℃. La température minimale réelle du point de rosée atteinte est de 5 à 7 ℃. Une température de point de rosée de 5 ℃ équivaut à une teneur en humidité absolue de 0,0055 g/Kg, correspondant à une humidité relative de 20 % HR à une température de 30 ℃. Si une température de 20 ℃ et une humidité relative de 20 % HR sont requises, avec un point de rosée de -3 ℃, il est difficile d'utiliser la réfrigération pour la déshumidification, et un système de séchage d'air doit être sélectionné pour y parvenir.

4. Sélection du mode de contrôle

Il existe deux types de chambres d'essai de température et d'humidité : la chambre d'essai constante et la chambre d'essai alternée.

La chambre d'essai ordinaire à haute et basse température fait généralement référence à une chambre d'essai à haute et basse température constante, qui est contrôlée en définissant une température cible et a la capacité de maintenir automatiquement une température constante au point de température cible. La méthode de contrôle de la chambre d'essai à température et humidité constantes est également similaire, définissant un point cible de température et d'humidité, et la chambre d'essai a la capacité de maintenir automatiquement une température constante au point cible de température et d'humidité. La chambre d'essai alternée à haute et basse température comporte un ou plusieurs programmes permettant de régler des changements et des cycles de température élevée et basse. La chambre d'essai a la capacité de terminer le processus de test selon la courbe prédéfinie et peut contrôler avec précision les taux de chauffage et de refroidissement dans la plage maximale de capacité de chauffage et de refroidissement, c'est-à-dire que les taux de chauffage et de refroidissement peuvent être contrôlés en fonction de la pente de la courbe définie. De même, la chambre de test d'humidité alternée à haute et basse température possède également des courbes de température et d'humidité prédéfinies et la possibilité de les contrôler en fonction du préréglage. Bien entendu, les chambres d'essai alternées ont la fonction de chambres d'essai constantes, mais le coût de fabrication des chambres d'essai alternées est relativement élevé car elles doivent être équipées de dispositifs d'enregistrement automatique de courbes, de contrôleurs de programme et résoudre des problèmes tels que la mise en marche de la machine frigorifique. lorsque la température dans la salle de travail est élevée. Par conséquent, le prix des chambres d’essai alternées est généralement supérieur de plus de 20 % à celui des chambres d’essai constantes. Par conséquent, nous devrions prendre comme point de départ la nécessité de méthodes expérimentales et choisir une chambre d’essai constante ou une chambre d’essai alternée.

5. Sélection du taux de température variable

Les chambres d'essai ordinaires à haute et basse température n'ont pas d'indicateur de vitesse de refroidissement et le temps écoulé entre la température ambiante et la température nominale la plus basse est généralement de 90 à 120 minutes. La chambre d'essai alternée à haute et basse température, ainsi que la chambre d'essai à chaleur humide alternée à haute et basse température, ont toutes deux des exigences de vitesse de changement de température. La vitesse de changement de température doit généralement être de 1 ℃/min, et la vitesse peut être ajustée dans cette plage de vitesse. La chambre d'essai de changement rapide de température a un taux de changement de température rapide, avec des vitesses de chauffage et de refroidissement allant de 3 ℃/min à 15 ℃/min. Dans certaines plages de température, les vitesses de chauffage et de refroidissement peuvent même atteindre plus de 30 ℃/min.

La plage de température des diverses spécifications et vitesses des chambres d'essai à changement rapide de température est généralement la même, c'est-à-dire -60 à +130 ℃. Cependant, la plage de température permettant d’évaluer la vitesse de refroidissement n’est pas la même. Selon différentes exigences de test, la plage de température des chambres d'essai à changement rapide de température est de -55 à +80 ℃, tandis que d'autres sont de -40 à +80 ℃.

Il existe deux méthodes pour déterminer le taux de changement de température de la chambre d'essai de changement rapide de température : l'une est le taux moyen d'augmentation et de baisse de température tout au long du processus, et l'autre est le taux linéaire d'augmentation et de baisse de température (en fait, la vitesse moyenne tous les 5 jours). minutes). La vitesse moyenne tout au long du processus fait référence au rapport entre la différence entre les températures les plus élevées et les plus basses dans la plage de température de la chambre d'essai et le temps. À l'heure actuelle, les paramètres techniques du taux de changement de température fournis par divers fabricants d'équipements de tests environnementaux à l'étranger se réfèrent au taux moyen tout au long du processus. Le taux de montée et de descente linéaire de la température fait référence au taux de changement de température garanti sur une période de 5 minutes. En fait, pour la chambre d'essai à changement rapide de température, l'étape la plus difficile et la plus critique pour garantir la vitesse de montée et de descente linéaire de la température est la vitesse de refroidissement que la chambre d'essai peut atteindre au cours des 5 dernières minutes de la période de refroidissement. D'un certain point de vue, la vitesse linéaire de chauffage et de refroidissement (vitesse moyenne toutes les 5 minutes) est plus scientifique. Par conséquent, il est préférable que l’équipement expérimental ait deux paramètres : la vitesse moyenne de montée et de descente de la température tout au long du processus et la vitesse linéaire de montée et de descente de la température (vitesse moyenne toutes les 5 minutes). D'une manière générale, la vitesse linéaire de chauffage et de refroidissement (vitesse moyenne toutes les 5 minutes) est la moitié de la vitesse moyenne de chauffage et de refroidissement tout au long du processus.

6. Vitesse du vent

Selon les normes en vigueur, la vitesse du vent à l'intérieur de la chambre de température et d'humidité lors des tests environnementaux doit être inférieure à 1,7 m/s. Pour le test lui-même, plus la vitesse du vent est faible, mieux c'est. Si la vitesse du vent est trop élevée, elle accélérera l'échange thermique entre la surface de l'éprouvette et le flux d'air à l'intérieur de la chambre, ce qui ne favorisera pas l'authenticité de l'essai. Mais afin d’assurer l’uniformité au sein de la chambre d’essai, il est nécessaire de faire circuler de l’air à l’intérieur de la chambre d’essai. Cependant, pour les chambres d'essai de changement rapide de température et les chambres d'essais environnementaux complets avec de multiples facteurs tels que la température, l'humidité et les vibrations, afin de suivre le taux de changement de température, il est nécessaire d'accélérer la vitesse d'écoulement du flux d'air en circulation à l'intérieur de la chambre. , généralement à une vitesse de 2-3 m/s. Par conséquent, la limite de vitesse du vent varie selon les différentes utilisations.

7. Fluctuations de température

La fluctuation de température est un paramètre relativement simple à mettre en œuvre, et la plupart des chambres d'essai produites par les fabricants d'équipements de tests environnementaux peuvent en fait contrôler les fluctuations de température dans une plage de ± 0,3 ℃.

8. Uniformité du champ de température

Afin de simuler plus précisément les conditions environnementales réelles que connaissent les produits dans la nature, il est nécessaire de s'assurer que la zone environnante du produit testé est dans les mêmes conditions de température pendant les tests environnementaux. Par conséquent, il est nécessaire de limiter le gradient de température et les fluctuations de température à l’intérieur de la chambre d’essai. Dans les principes généraux des méthodes d'essai environnemental pour les équipements militaires (GJB150.1-86) de la norme militaire nationale, il est clairement stipulé que « la température du système de mesure à proximité de l'échantillon d'essai doit être à ± 2 ℃ de la température d'essai ». , et sa température ne doit pas dépasser 1 ℃/m ou la valeur maximale totale doit être de 2,2 ℃ (lorsque l'échantillon de test ne fonctionne pas).

9. Contrôle précis de l’humidité

La mesure de l'humidité dans la chambre d'essais environnementaux adopte principalement la méthode du bulbe sec et humide. La norme de fabrication GB10586 pour les équipements de tests environnementaux exige que l'écart d'humidité relative soit compris dans la plage de ± 23 % HR. Pour répondre aux exigences de précision du contrôle de l'humidité, la précision du contrôle de la température de la chambre de test d'humidité est relativement élevée et la fluctuation de la température est généralement inférieure à ± 0,2 ℃. Sinon, il sera difficile de répondre aux exigences de précision du contrôle de l’humidité.

10. Sélection de la méthode de refroidissement

Si la chambre d'essai est équipée d'un système de réfrigération, celui-ci doit être refroidi. Il existe deux types de chambres d'essai : refroidies par air et refroidies par eau.