El cuadro de prueba del entorno de selección de usuario debe leer

El cuadro de prueba del entorno de selección de usuario debe leer

1. Criterios de selección de equipos.

Actualmente no existe un número exacto de factores ambientales naturales y factores ambientales inducidos que existen en la superficie de la Tierra y en la atmósfera, entre los cuales hay nada menos que una docena de factores que tienen un impacto significativo en el uso y la vida útil de los productos de ingeniería. (equipo). Los ingenieros dedicados al estudio de las condiciones ambientales para productos de ingeniería han compilado y resumido las condiciones ambientales que existen en la naturaleza y son inducidas por las actividades humanas en una serie de estándares y especificaciones de prueba para guiar las pruebas ambientales y de confiabilidad de los productos de ingeniería. Por ejemplo, GJB150, la norma militar nacional de la República Popular China para pruebas ambientales de equipos militares, y GB2423, la norma nacional de la República Popular China para pruebas ambientales de productos eléctricos y electrónicos, que orienta las pruebas ambientales de productos eléctricos y electrónicos. productos electrónicos. Por lo tanto, la base principal para seleccionar equipos de prueba ambientales y de confiabilidad son las especificaciones y estándares de prueba de los productos de ingeniería.

En segundo lugar, para estandarizar la tolerancia de las condiciones de pruebas ambientales en equipos experimentales y garantizar la precisión del control de los parámetros ambientales, las agencias nacionales de supervisión técnica y varios departamentos industriales también han formulado una serie de regulaciones de calibración para equipos de pruebas ambientales e instrumentos de detección. Como la norma nacional GB5170 de la República Popular de China "Método de calibración de parámetros básicos para equipos de prueba ambiental de productos eléctricos y electrónicos" y JJG190-89 "Regulaciones de calibración de prueba para sistemas de banco de pruebas de vibración eléctrica" emitidas e implementadas por la Administración Estatal de Supervisión Técnica. Estas regulaciones de verificación también son una base importante para seleccionar equipos de prueba ambientales y de confiabilidad. No se permite la puesta en uso de equipos de prueba que no cumplan con los requisitos de estas normas de verificación.

2. Principios básicos para la selección de equipos.

La selección de equipos de pruebas ambientales y de confiabilidad debe seguir los siguientes cinco principios básicos:

1. Reproducibilidad de las condiciones ambientales.

Es imposible reproducir completa y exactamente en el laboratorio las condiciones ambientales que existen en la naturaleza. Sin embargo, dentro de un cierto rango de tolerancia, las personas pueden simular de manera precisa y aproximada las condiciones ambientales externas que experimentan los productos de ingeniería durante el uso, almacenamiento, transporte y otros procesos. Este pasaje se puede resumir en lenguaje de ingeniería de la siguiente manera: "Las condiciones ambientales (incluido el entorno de la plataforma) creadas por el equipo de prueba alrededor del producto probado deben cumplir con los requisitos de las condiciones ambientales y sus tolerancias especificadas en las especificaciones de prueba del producto. La caja de temperatura Los utilizados para pruebas de productos militares no solo deben cumplir con los requisitos de las normas militares nacionales GJB150.3-86 y GJB150.4-86 para diferentes uniformidades y precisión del control de temperatura. Sólo de esta manera se puede garantizar la reproducibilidad de las condiciones ambientales en las pruebas ambientales. .

2. Repetibilidad de las condiciones ambientales.

Se puede utilizar un equipo de pruebas ambientales para múltiples pruebas del mismo tipo de producto, y un producto de ingeniería probado también se puede probar en diferentes equipos de pruebas ambientales. Para garantizar la comparabilidad de los resultados de las pruebas obtenidos para el mismo producto en las mismas condiciones de prueba ambientales especificadas en las especificaciones de prueba, es necesario exigir que las condiciones ambientales proporcionadas por el equipo de prueba ambiental sean reproducibles. Esto significa que los niveles de tensión (como tensión térmica, tensión por vibración, tensión eléctrica, etc.) aplicados por el equipo de pruebas ambientales al producto probado son consistentes con los requisitos de la misma especificación de prueba.

La repetibilidad de las condiciones ambientales proporcionadas por los equipos de pruebas ambientales está garantizada por el departamento nacional de verificación metrológica después de pasar la verificación de acuerdo con las normas de verificación formuladas por la agencia nacional de supervisión técnica. Por lo tanto, es necesario exigir que el equipo de prueba ambiental cumpla con los requisitos de varios indicadores técnicos e indicadores de precisión en las regulaciones de calibración, y que no exceda el límite de tiempo especificado en el ciclo de calibración en términos de tiempo de uso. Si se utiliza una mesa de vibración eléctrica muy común, además de cumplir con indicadores técnicos como fuerza de excitación, rango de frecuencia y capacidad de carga, también debe cumplir con los requisitos de indicadores de precisión como relación de vibración lateral, uniformidad de aceleración de la mesa y distorsión armónica. especificado en el reglamento de calibración. Además, la vida útil después de cada calibración es de dos años, y después de dos años, se debe recalibrar y calificar antes de ponerlo en uso.

3. Mensurabilidad de los parámetros de las condiciones ambientales.

Las condiciones ambientales proporcionadas por cualquier equipo de prueba ambiental deben ser observables y controlables. Esto no solo es para limitar los parámetros ambientales dentro de un cierto rango de tolerancia y garantizar la reproducibilidad y repetibilidad de las condiciones de prueba, sino que también es necesario para la seguridad de las pruebas del producto, a fin de evitar daños al producto probado causados por condiciones ambientales no controladas y pérdidas innecesarias. En la actualidad, varios estándares experimentales generalmente requieren que la precisión de las pruebas de parámetros no sea inferior a un tercio del error permitido en condiciones experimentales.

4. Exclusión de condiciones de prueba ambientales.

Cada vez que se realiza una prueba ambiental o de confiabilidad, existen regulaciones estrictas sobre la categoría, magnitud y tolerancia de los factores ambientales, y los factores ambientales que no requieren prueba están excluidos de penetrar en ella, con el fin de proporcionar una base definitiva para juzgar y analizar. Fallo del producto y modos de fallo durante o después de la prueba. Por lo tanto, se requiere que el equipo de pruebas ambientales no sólo proporcione las condiciones ambientales especificadas, sino que tampoco permita que se agregue ninguna otra interferencia de estrés ambiental al producto probado. Como se define en las regulaciones de verificación para mesas de vibración eléctrica, el flujo magnético de fuga de la mesa, la relación señal-ruido de aceleración y la relación del valor cuadrático medio total de la aceleración dentro y fuera de la banda. Los indicadores de precisión, como la verificación de señales aleatorias y la distorsión armónica, se establecen como elementos de verificación para garantizar la singularidad de las condiciones de prueba ambientales.

5. Seguridad y confiabilidad de los equipos experimentales.

Las pruebas ambientales, especialmente las pruebas de confiabilidad, tienen un ciclo de prueba largo y, a veces, se dirigen a productos militares de alto valor. Durante el proceso de prueba, el personal de pruebas a menudo necesita operar, inspeccionar o realizar pruebas en el sitio. Por lo tanto, se requiere que el equipo de pruebas ambientales tenga las características de operación segura, operación conveniente, uso confiable y larga vida útil para garantizar el progreso normal de las pruebas en sí. Los diversos dispositivos de protección, medidas de alarma y dispositivos de bloqueo de seguridad del equipo de prueba deben ser completos y confiables para garantizar la seguridad y confiabilidad del personal de prueba, los productos probados y el propio equipo de prueba.

3 、 Selección de cámara de temperatura y humedad

1. Selección de Capacidad

Al colocar el producto de prueba (componentes, conjuntos, piezas o máquina completa) en una cámara climática para realizar la prueba, con el fin de garantizar que la atmósfera alrededor del producto de prueba pueda cumplir con las condiciones de prueba ambientales especificadas en las especificaciones de la prueba, las dimensiones de trabajo del La cámara climática y las dimensiones generales del producto de prueba deben seguir las siguientes normas:

a) El volumen del producto probado (W × D × H) no debe exceder el (20-35) % del espacio de trabajo efectivo de la cámara de prueba (se recomienda el 20 %). Para productos que generan calor durante las pruebas, se recomienda utilizar no más del 10%.

b) La relación entre el área de la sección transversal a barlovento del producto probado y el área total de la cámara de prueba en esa sección no debe exceder (35-50)% (se recomienda 35%).

c) La distancia entre la superficie exterior del producto probado y la pared de la cámara de prueba debe mantenerse al menos entre 100 y 150 mm (se recomienda 150 mm).

Las tres disposiciones anteriores son en realidad interdependientes y unificadas. Tomando como ejemplo una caja cúbica de 1 metro cúbico, una relación de área de 1: (0,35-0,5) equivale a una relación de volumen de 1: (0,207-0,354). Una distancia de 100-150 mm desde la pared de la caja equivale a una relación de volumen de 1: (0,343-0,512).

En resumen, el volumen de la cámara de trabajo de la cámara de pruebas climáticas debe ser al menos de 3 a 5 veces el volumen externo del producto probado. Las razones para dictar dichas regulaciones son las siguientes:

Después de colocar la pieza de prueba en la caja, ocupa el canal liso y el estrechamiento del canal provocará un aumento en la velocidad del flujo de aire. Acelere el intercambio de calor entre el flujo de aire y la pieza de prueba. Esto es incompatible con la reproducción de las condiciones ambientales, ya que las normas pertinentes estipulan que la velocidad del flujo de aire alrededor de la muestra de prueba en la cámara de prueba no debe exceder los 1,7 m/s para las pruebas de temperatura ambiental, con el fin de evitar que la muestra de prueba y la atmósfera circundante de generar una conducción de calor que no se corresponde con la realidad. Cuando está descargado, la velocidad media del viento dentro de la cámara de prueba es de 0,6 a 0,8 m/s, sin exceder 1 m/s. Cuando se cumple la relación de espacio y área especificada en los puntos a) y b), la velocidad del viento en el campo de flujo puede aumentar en un (50-100) %, con una velocidad máxima promedio del viento de (1-1,7) m/s. Cumplir con los requisitos especificados en las normas. Si el volumen o el área de la sección transversal a barlovento de la pieza de prueba se incrementa sin restricciones durante el experimento, la velocidad real del flujo de aire durante la prueba excederá la velocidad máxima del viento especificada en el estándar de prueba y se cuestionará la validez de los resultados de la prueba. .

Los indicadores de precisión de los parámetros ambientales en la cámara de trabajo de la cámara climática, como temperatura, humedad, tasa de sedimentación de niebla salina, etc., se miden en condiciones sin carga. Una vez colocada la pieza de prueba, tendrá un impacto en la uniformidad de los parámetros ambientales en la cámara de trabajo de la cámara de prueba. Cuanto mayor sea el espacio ocupado por la pieza de prueba, más severo será este impacto. Los datos experimentales muestran que la diferencia de temperatura entre los lados de barlovento y sotavento en el campo de flujo puede alcanzar entre 3 y 8 ℃ y, en casos severos, puede llegar a 10 ℃ o más. Por lo tanto, es necesario cumplir los requisitos de a] y b] tanto como sea posible para garantizar la uniformidad de los parámetros ambientales alrededor del producto probado.

Según el principio de conducción de calor, la temperatura del flujo de aire cerca de la pared de la caja suele ser de 2 a 3 ℃ diferente de la temperatura en el centro del campo de flujo, y puede incluso alcanzar los 5 ℃ en los límites superior e inferior de temperatura alta y baja. bajas temperaturas. La temperatura de la pared de la caja difiere de la temperatura del campo de flujo cerca de la pared de la caja en 2-3 ℃ (dependiendo de la estructura y el material de la pared de la caja). Cuanto mayor sea la diferencia entre la temperatura de prueba y el ambiente atmosférico externo, mayor será la diferencia de temperatura. Por lo tanto, el espacio dentro de una distancia de 100-150 mm desde la pared de la caja no se puede utilizar.

2. Selección del rango de temperatura

En la actualidad, el rango de temperatura de las cámaras de prueba en el extranjero es generalmente de -73 a +177 ℃, o de -70 a +180 ℃. La mayoría de los fabricantes nacionales generalmente operan entre -80 y +130 ℃, -60 y +130 ℃, -40 y +130 ℃, y también hay altas temperaturas de hasta 150 ℃. Estos rangos de temperatura normalmente pueden satisfacer las necesidades de pruebas de temperatura de la gran mayoría de productos militares y civiles en China. A menos que existan requisitos especiales, como productos instalados cerca de fuentes de calor como motores, el límite superior de temperatura no debe aumentarse ciegamente. Porque cuanto mayor sea la temperatura límite superior, mayor será la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior de la caja y peor será la uniformidad del campo de flujo dentro de la caja. Cuanto más pequeño sea el tamaño del estudio disponible. Por otro lado, cuanto mayor sea el valor límite superior de temperatura, mayores serán los requisitos de resistencia al calor para los materiales aislantes (como la lana de vidrio) en la capa intermedia de la pared de la caja. Cuanto mayor sea el requisito de sellado de la caja, mayor será el coste de producción de la caja.

3. Selección del rango de humedad

Los indicadores de humedad proporcionados por las cámaras de pruebas ambientales nacionales y extranjeras son en su mayoría de 20-98% RH o 30-98% RH. Si la cámara de prueba de calor húmedo no tiene un sistema de deshumidificación, el rango de humedad es del 60 al 98 %. Este tipo de cámara de pruebas sólo puede realizar pruebas de alta humedad, pero su precio es mucho menor. Vale la pena señalar que después del índice de humedad se debe indicar el rango de temperatura correspondiente o temperatura mínima de punto de rocío. Debido a que la humedad relativa está directamente relacionada con la temperatura, para la misma humedad absoluta, cuanto mayor es la temperatura, menor es la humedad relativa. Por ejemplo, si la humedad absoluta es 5 g/Kg (refiriéndose a 5 g de vapor de agua en 1 kg de aire seco), cuando la temperatura es 29 ℃, la humedad relativa es 20% RH, y cuando la temperatura es 6 ℃, la humedad relativa la humedad es 90% HR. Cuando la temperatura cae por debajo de los 4 ℃ y la humedad relativa supera el 100%, se producirá condensación dentro de la caja.

Para lograr altas temperaturas y humedad, simplemente rocíe vapor o gotas de agua atomizadas en el aire de la caja para humidificar. Las bajas temperaturas y la humedad son relativamente difíciles de controlar porque la humedad absoluta en este momento es muy baja, a veces mucho más baja que la humedad absoluta de la atmósfera. Es necesario deshumidificar el aire que circula dentro de la caja para que se seque. En la actualidad, la gran mayoría de cámaras de temperatura y humedad tanto a nivel nacional como internacional adoptan el principio de refrigeración y deshumidificación, que implica añadir un conjunto de tubos de luz de refrigeración a la sala de aire acondicionado de la cámara. Cuando el aire húmedo pasa a través de una tubería fría, su humedad relativa alcanzará el 100 % de humedad relativa, ya que el aire se satura y se condensa en la tubería de luz, lo que hace que el aire sea más seco. En teoría, este método de deshumidificación puede alcanzar temperaturas de punto de rocío por debajo de cero grados, pero cuando la temperatura de la superficie del punto frío alcanza los 0 ℃, las gotas de agua condensadas en la superficie del tubo de luz se congelarán, afectando el intercambio de calor en la superficie de la luz. tubería y reduciendo la capacidad de deshumidificación. Además, debido a que la caja no se puede sellar completamente, el aire húmedo de la atmósfera se filtrará dentro de la caja, lo que provocará que aumente la temperatura del punto de rocío. Por otro lado, el aire húmedo que fluye entre los tubos de luz solo alcanza la saturación en el momento del contacto con los tubos de luz (puntos fríos) y libera vapor de agua, por lo que este método de deshumidificación es difícil de mantener la temperatura del punto de rocío dentro de la caja debajo. 0 ℃. La temperatura mínima real del punto de rocío alcanzada es de 5-7 ℃. Una temperatura de punto de rocío de 5 ℃ equivale a un contenido de humedad absoluta de 0,0055 g/kg, correspondiente a una humedad relativa del 20 % RH a una temperatura de 30 ℃. Si se requiere una temperatura de 20 ℃ y una humedad relativa del 20% RH, con una temperatura de punto de rocío de -3 ℃, es difícil utilizar refrigeración para la deshumidificación y se debe seleccionar un sistema de secado de aire para lograrlo.

4. Selección del modo de control.

Hay dos tipos de cámaras de prueba de temperatura y humedad: cámara de prueba constante y cámara de prueba alterna.

La cámara de prueba ordinaria de alta y baja temperatura generalmente se refiere a una cámara de prueba de alta y baja temperatura constante, que se controla estableciendo una temperatura objetivo y tiene la capacidad de mantener automáticamente una temperatura constante hasta el punto de temperatura objetivo. El método de control de la cámara de prueba de temperatura y humedad constantes también es similar: establece un punto de temperatura y humedad objetivo, y la cámara de prueba tiene la capacidad de mantener automáticamente una temperatura constante hasta el punto de temperatura y humedad objetivo. La cámara de prueba alterna de temperatura alta y baja tiene uno o más programas para configurar cambios y ciclos de temperatura alta y baja. La cámara de prueba tiene la capacidad de completar el proceso de prueba de acuerdo con la curva preestablecida y puede controlar con precisión las velocidades de calentamiento y enfriamiento dentro del rango máximo de capacidad de velocidad de calentamiento y enfriamiento, es decir, las velocidades de calentamiento y enfriamiento se pueden controlar de acuerdo con la pendiente de la curva establecida. De manera similar, la cámara de prueba de humedad alterna de temperatura alta y baja también tiene curvas de temperatura y humedad preestablecidas, y la capacidad de controlarlas de acuerdo con lo preestablecido. Por supuesto, las cámaras de prueba alternas tienen la función de cámaras de prueba constantes, pero el costo de fabricación de las cámaras de prueba alternas es relativamente alto porque necesitan estar equipadas con dispositivos de registro automático de curvas, controladores de programa y resolver problemas como encender la máquina de refrigeración. cuando la temperatura en la sala de trabajo es alta. Por lo tanto, el precio de las cámaras de prueba alternas es generalmente más de un 20% más alto que el de las cámaras de prueba constantes. Por lo tanto, debemos tomar como punto de partida la necesidad de métodos experimentales y elegir una cámara de prueba constante o una cámara de prueba alterna.

5. Selección de tasa de temperatura variable.

Las cámaras de prueba ordinarias de alta y baja temperatura no tienen un indicador de velocidad de enfriamiento y el tiempo desde la temperatura ambiente hasta la temperatura nominal más baja es generalmente de 90 a 120 minutos. La cámara de prueba alterna de temperatura alta y baja, así como la cámara de prueba de calor húmedo alternante de temperatura alta y baja, tienen requisitos de velocidad de cambio de temperatura. Generalmente se requiere que la velocidad de cambio de temperatura sea de 1 ℃/min, y la velocidad se puede ajustar dentro de este rango de velocidad. La cámara de prueba de cambio rápido de temperatura tiene una velocidad de cambio de temperatura rápida, con velocidades de calentamiento y enfriamiento que varían de 3 ℃/min a 15 ℃/min. En ciertos rangos de temperatura, las velocidades de calentamiento y enfriamiento pueden incluso alcanzar más de 30 ℃/min.

El rango de temperatura de varias especificaciones y velocidades de las cámaras de prueba de cambio rápido de temperatura es generalmente el mismo, es decir, -60 a +130 ℃. Sin embargo, el rango de temperatura para evaluar la velocidad de enfriamiento no es el mismo. De acuerdo con los diferentes requisitos de prueba, el rango de temperatura de las cámaras de prueba de cambio rápido de temperatura es de -55 a +80 ℃, mientras que otras son de -40 a +80 ℃.

Hay dos métodos para determinar la tasa de cambio de temperatura de la cámara de prueba de cambio rápido de temperatura: uno es la tasa promedio de aumento y caída de temperatura durante todo el proceso, y el otro es la tasa lineal de aumento y caída de temperatura (en realidad, la velocidad promedio cada 5 minutos). La velocidad media a lo largo de todo el proceso se refiere a la relación entre la diferencia entre las temperaturas más alta y más baja dentro del rango de temperatura de la cámara de prueba y el tiempo. En la actualidad, los parámetros técnicos de la tasa de cambio de temperatura proporcionados por varios fabricantes de equipos de pruebas ambientales en el extranjero se refieren a la tasa promedio durante todo el proceso. La tasa lineal de aumento y caída de temperatura se refiere a la tasa de cambio de temperatura garantizada dentro de cualquier período de 5 minutos. De hecho, para la cámara de prueba de cambio rápido de temperatura, la etapa más difícil y crítica para garantizar la velocidad lineal de aumento y caída de la temperatura es la velocidad de enfriamiento que la cámara de prueba puede alcanzar durante los últimos 5 minutos del período de enfriamiento. Desde cierta perspectiva, la velocidad lineal de calentamiento y enfriamiento (velocidad promedio cada 5 minutos) es más científica. Por lo tanto, lo mejor es que el equipo experimental tenga dos parámetros: la velocidad promedio de aumento y caída de temperatura durante todo el proceso y la velocidad lineal de aumento y caída de temperatura (velocidad promedio cada 5 minutos). En términos generales, la velocidad lineal de calentamiento y enfriamiento (velocidad promedio cada 5 minutos) es la mitad de la velocidad promedio de calentamiento y enfriamiento durante todo el proceso.

6. Velocidad del viento

Según las normas pertinentes, la velocidad del viento dentro de la cámara de temperatura y humedad durante las pruebas ambientales debe ser inferior a 1,7 m/s. Para la prueba en sí, cuanto menor sea la velocidad del viento, mejor. Si la velocidad del viento es demasiado alta, acelerará el intercambio de calor entre la superficie de la pieza de prueba y el flujo de aire dentro de la cámara, lo que no favorece la autenticidad de la prueba. Pero para garantizar la uniformidad dentro de la cámara de prueba, es necesario que circule aire dentro de la cámara de prueba. Sin embargo, para cámaras de prueba de cambio rápido de temperatura y cámaras de prueba ambientales integrales con múltiples factores como temperatura, humedad y vibración, para lograr la tasa de cambio de temperatura, es necesario acelerar la velocidad del flujo de aire circulante dentro de la cámara. , normalmente a una velocidad de 2-3m/s. Por lo tanto, el límite de velocidad del viento varía según los diferentes fines de uso.

7. Fluctuación de temperatura

La fluctuación de temperatura es un parámetro relativamente fácil de implementar, y la mayoría de las cámaras de prueba producidas por fabricantes de equipos de pruebas ambientales pueden controlar las fluctuaciones de temperatura dentro de un rango de ± 0,3 ℃.

8. Uniformidad del campo de temperatura.

Para simular con mayor precisión las condiciones ambientales reales que experimentan los productos en la naturaleza, es necesario garantizar que el área circundante del producto probado esté bajo las mismas condiciones ambientales de temperatura durante las pruebas ambientales. Por lo tanto, es necesario limitar el gradiente de temperatura y la fluctuación de temperatura dentro de la cámara de prueba. En los Principios Generales de Métodos de Prueba Ambiental para Equipos Militares (GJB150.1-86) de la Norma Militar Nacional, se estipula claramente que "la temperatura del sistema de medición cerca de la muestra de prueba debe estar dentro de ± 2 ℃ de la temperatura de prueba , y su temperatura no debe exceder 1 ℃/m o el valor máximo total debe ser 2,2 ℃ (cuando la muestra de prueba no está funcionando).

9. Control preciso de la humedad.

La medición de la humedad en la cámara de pruebas ambientales adopta principalmente el método de bulbo húmedo seco. El estándar de fabricación GB10586 para equipos de pruebas ambientales requiere que la desviación de la humedad relativa esté dentro de ± 23% RH. Para cumplir con los requisitos de precisión del control de humedad, la precisión del control de temperatura de la cámara de prueba de humedad es relativamente alta y la fluctuación de temperatura es generalmente inferior a ± 0,2 ℃. De lo contrario, será difícil cumplir los requisitos de precisión del control de humedad.

10. Selección del método de enfriamiento

Si la cámara de prueba está equipada con un sistema de refrigeración, es necesario enfriar el sistema de refrigeración. Hay dos formas de cámaras de prueba: enfriadas por aire y enfriadas por agua.