冷熱沖擊試驗箱介紹
（一）什么是冷熱沖擊試驗箱
冷熱沖擊試驗箱是一種用于模擬產品在特殊溫度變化條件下性能表現的設備。它主要用于電子電器零組件、自動化零部件、通訊組件、汽車配件、金屬、化學材料、塑膠等行業，以及國防工業、航天、兵工業等領域。其作用是測試材料結構或復合材料，在瞬間下經極高溫及極低溫的連續環境下所能忍受的程度，藉以在最短時間內試驗其因熱脹冷縮所引起的化學變化或物理傷害，可確認產品的品質。從精密的 IC 到重機械的組件，無一不需要它作為理想測試工具。
冷熱沖擊試驗箱分為三箱式和兩箱式。三箱式冷熱沖擊試驗箱分為高溫箱、低溫箱和測試箱三部分，采用獨特的斷熱結構及蓄熱蓄冷效果，試驗時待測物完全靜止，應用冷熱風路切換方式將冷、熱溫度導入測試區實現冷熱沖擊測試目的。兩箱式冷熱沖擊試驗箱在測試時是把產品放在一個籃子里，上下（或左右）來回移動，可快速實現被測元件在高低溫室間的溫度沖擊。
該設備具有眾多特點。產品外形美觀、結構合理、工藝先進、選材考究，具有簡單便利的操作性能和可靠的設備性能。采用最先進的計測裝置，控制器采用大型彩色液晶人機觸控對話式 LCD 人機接口控制器，操作簡單，學習容易，穩定可靠，中、英文顯示完整的系統操作狀況、執行及設定程序曲線。具 96 個試驗規范獨立設定，沖擊時間 999 小時 59 分鐘，循環周期 1～999 次可設定，可實現制冷機自動運轉，最大程度上實現自動化，減輕操作人員工作量，可在任意時間自動啟動、停止工作運行。箱體左側具一直徑 50mm 之測試孔，可供外加電源負載配線測試部件。可獨立設定高溫、低溫及冷熱沖擊三種不同條件之功能，并于執行冷熱沖擊條件時，可選擇二槽式或三槽式及冷沖、熱沖進行沖擊之功能，具備高低溫試驗機的功能。可獨力當作高溫箱或低溫箱使用，一機三用。具備全自動，高精密系統回路、任一機件動作，完全有 P.L.C 鎖定處理，全部采用 P.I.D 自動演算控制，溫度控制精度高。先進科學的空氣流通循環設計，使室內溫度均勻，避免任何死角；完備的安全保護裝置，避免了任何可能發生安全隱患，保證設備的長期可靠性。可設定循環次數及除霜次數自動（手動）除霜。出風口于回風口感知器檢測控制，風門機構切換時間為 10 秒內完成，冷熱沖擊溫度恢復時間為 5 分鐘內完成。運轉中狀態顯示及曲線顯示，發生異常狀況時，螢幕上即刻自動顯示故障點及原因和提供排除故障的方法，并于發現輸入電力不穩定時，具有緊急停機裝置。冷凍系統采用復疊高效低溫回路系統設計，冷凍機組采用歐美原裝進口壓縮機，并采用對臭氧系數為零的綠色環保（HFC）制冷劑 R507，R23。箱體內外部材質采用不銹鋼板（SUS#304），外部材質有不同外箱材質可供選擇。每個產品都根據客戶的要求訂做，保證了設備的高效節能，并在現場調試和驗收，保證用戶方的使用性能。
冷熱沖擊試驗箱滿足多種標準，如 GB/T2423.1.2-2001、GJB150.5、GB10592-89 等。其主要技術參數包括不同型號的兩箱預冷區尺寸、三箱樣品區尺寸、溫度范圍、溫度波動、樣品區承重、溫度運行控制系統、加熱系統、制冷系統、循環系統等。
二、工作原理
（一）制冷與加熱系統協作
預冷期間，制冷系統通過蒸發器、壓縮機、冷凝器和膨脹閥的協作，將試驗箱溫度降低到所需低溫狀態，制冷劑在蒸發器中蒸發吸收熱量，被壓縮機壓縮成高溫高壓氣體，經冷凝器釋放熱量，再經膨脹閥降壓回到蒸發器繼續運行。
冷熱沖擊試驗箱在預冷階段，其制冷系統發揮著關鍵作用。制冷劑首先在蒸發器中進行蒸發，這個過程會大量吸收周圍的熱量，從而使試驗箱內的溫度開始下降。接著，被蒸發的制冷劑氣體被壓縮機吸入并壓縮，此時氣體的溫度和壓力都急劇升高，形成高溫高壓氣體。隨后，這些高溫高壓氣體進入冷凝器，在這里通過風冷或水冷等方式將熱量散發出去，氣體逐漸冷凝成液體。最后，制冷劑液體經過膨脹閥降壓，壓力和溫度大幅下降，重新回到蒸發器，開始新一輪的循環。這個過程不斷重復，持續降低試驗箱的溫度，直到達到所需的低溫狀態。
加熱時，加熱系統采用電加熱元件，通過控制通電時間和電流大小使試驗箱內溫度升高。
當需要對試驗箱進行加熱時，加熱系統開始工作。加熱系統通常采用電加熱元件，如加熱管等。通過控制系統精確控制通電時間和電流大小，可以調節加熱元件產生的熱量。當通電時間較長或電流較大時，加熱元件產生的熱量較多，試驗箱內的溫度上升速度就會加快；反之，溫度上升速度則會減慢。這樣就可以根據不同的試驗要求，精確地控制試驗箱內的溫度升高過程。
（二）兩箱式與三箱式的差異
兩箱式有高溫區和低溫區，試驗樣品通過提籃在兩區之間來回移動實現冷熱沖擊。
兩箱式冷熱沖擊試驗箱主要由高溫區和低溫區組成。在試驗過程中，試驗樣品放置在提籃里。當需要進行高溫沖擊時，提籃被提升到高溫區，樣品在高溫環境中受到熱沖擊。而當需要進行低溫沖擊時，提籃則下降到低溫區，樣品在低溫環境中經受冷沖擊。通過這種方式，試驗樣品在高溫區和低溫區之間來回移動，快速實現被測元件在高低溫室間的溫度沖擊。兩箱式冷熱沖擊試驗箱的優點是結構相對簡單，成本較低，并且溫度轉換速度較快。但是，由于樣品在移動過程中處于動態狀態，可能會對測試的均勻度和準確度產生一定的影響。
三箱式分為三層，上下為高溫區和低溫區，中間層放置試驗樣品，通過閥門開關使氣體流動完成溫度沖擊。
三箱式冷熱沖擊試驗箱分為三層，上下兩層分別為高溫區和低溫區，中間層是放置試驗樣品的區域。在試驗過程中，當需要進行高溫沖擊時，高溫區的門打開，低溫區的門關閉，熱空氣通過閥門流入中間的樣品區，對樣品進行高溫沖擊。反之，當需要進行低溫沖擊時，高溫區的門關閉，低溫區的門打開，冷空氣流入樣品區，使樣品受到低溫沖擊。與兩箱式相比，三箱式冷熱沖擊試驗箱由于多了一個分區，在體積上相對較大，造價也會略高。但是，三箱式的優點在于樣品在試驗過程中保持靜止不動，減少了因樣品移動對測試精度造成的影響。同時，三箱式可以接一些敏感電信號監測線，更便于對一些特殊樣品進行測試。
（三）精確控制系統
PID+SSR 精確控制，根據設定的溫度范圍和變化速率自動調節制冷和加熱系統輸出功率，監測并記錄試驗過程參數。
冷熱沖擊試驗箱采用 PID+SSR 精確控制技術，能夠實現對試驗過程的高精度控制。控制系統可以根據設定的溫度范圍和變化速率，自動調節制冷系統和加熱系統的輸出功率。例如，當需要快速降溫時，控制系統會加大制冷系統的輸出功率，使制冷劑在蒸發器中蒸發吸收更多的熱量，從而加快試驗箱的降溫速度。而當需要升溫時，控制系統則會增加加熱系統的通電時間和電流大小，提高加熱元件的輸出功率，使試驗箱內的溫度迅速升高。同時，控制系統還會實時監測并記錄試驗過程中的各種參數，如溫度、時間、壓力等。這些參數可以為后續的數據分析和處理提供依據，幫助用戶更好地了解產品在冷熱沖擊環境下的性能表現。
三、作用
（一）測試材料性能
冷熱沖擊試驗箱在材料性能測試方面發揮著至關重要的作用。它可以用于測試金屬、塑料、橡膠、電子等多種材料在瞬間極高溫及極低溫連續環境下所能忍受的程度。通過模擬這種極端的溫度變化，能夠檢測出材料因熱脹冷縮而引起的化學變化或物理傷害。
例如，對于金屬材料而言，在冷熱沖擊的環境下，可能會出現金屬疲勞、裂紋擴展等問題。而塑料和橡膠材料則可能會發生脆化、軟化、變形等現象。對于電子元件來說，冷熱沖擊可能會導致焊點開裂、元件性能下降等情況。
通過冷熱沖擊試驗箱的測試，可以提前發現材料在實際使用過程中可能出現的問題，為材料的研發、生產和質量控制提供重要的依據。
（二）滿足標準規范
冷熱沖擊試驗箱可滿足多項標準規范，為產品的質量檢測提供了可靠的保障。
其中，可滿足的標準包括 GB-2423.1-2008、GB-2423.2-2008、GJBl50.3 -2009 等。這些標準涵蓋了不同領域和行業對產品在溫度沖擊環境下的性能要求。
例如，GB-2423.1-2008《電工電子產品環境試驗 第 2 部分：試驗方法 試驗 A：低溫》和 GB-2423.2-2008《電工電子產品環境試驗 第 2 部分：試驗方法 試驗 B：高溫》規定了電工電子產品在低溫和高溫環境下的試驗方法和要求。而 GJBl50.3 -2009 則是針對軍用裝備在溫度沖擊環境下的試驗標準。
滿足這些標準規范，意味著冷熱沖擊試驗箱能夠為不同行業的產品提供準確、可靠的測試結果，確保產品在各種惡劣環境下的性能和質量。
四、使用方法
（一）樣品預處理
把試驗樣品放在正常試驗大氣條件下，直至溫度穩定。這一步驟是為了讓樣品在進入試驗箱之前，處于一個相對穩定的狀態，以便更好地進行后續的測試。這樣可以減少因樣品初始狀態不穩定而對試驗結果產生的誤差。
（二）初始檢測
對照試驗標準，將符合要求的樣品放進試驗箱。在進行初始檢測時，需要仔細核對樣品的各項參數是否符合試驗標準的要求。只有符合要求的樣品才能進入試驗箱進行測試，以確保試驗結果的準確性和可靠性。
（三）試驗過程
放置樣品，升溫至設置溫度并穩定。
將樣品按照標準要求放置在試驗箱內，然后啟動試驗箱的加熱系統，將溫度升高到設置的溫度。在升溫過程中，需要密切關注溫度的變化情況，確保溫度能夠穩定在設置的溫度值。
當溫度達到設置值并穩定后，需要保持一段時間，讓樣品充分適應高溫環境，以便更好地進行后續的測試。
進行高溫到低溫的轉換，持續時間按產品要求。
在高溫階段結束后，需要在規定的時間內（通常為 5 分鐘）將試驗箱的溫度轉換到低溫沖擊溫度。這個過程需要快速而準確地進行，以確保樣品能夠在最短的時間內受到低溫沖擊。
低溫持續時間應根據產品的要求進行設置，不同的產品可能需要不同的低溫持續時間。在低溫階段，需要密切關注樣品的狀態，觀察是否有因低溫而產生的物理或化學變化。
再從低溫轉換到高溫，持續時間同樣按產品要求，根據不同產品循環特定次數。
低溫階段結束后，同樣在規定的時間內（通常為 5 分鐘）將試驗箱的溫度轉換到高溫沖擊溫度。這個過程也需要快速而準確地進行，以確保樣品能夠及時受到高溫沖擊。
高溫持續時間同樣應根據產品的要求進行設置。根據不同產品的要求，可能需要進行特定次數的循環，以充分測試樣品在冷熱沖擊環境下的性能表現。
（四）試驗恢復
試驗完成后在實驗大氣環境下恢復，通常恢復時間為 2h 不等，具體參照標準要求。試驗結束后，樣品不能馬上進行檢測，需要在正常的實驗大氣環境下進行恢復。恢復時間通常為 2 小時左右，但具體的恢復時間需要參照標準要求進行設置。在恢復過程中，樣品會逐漸回到穩定的狀態，以便進行最后的檢測。
（五）最后檢測
對照測試標準中的受損程度和檢測方法，查看樣品是否符合要求。在恢復完成后，需要對照測試標準中的受損程度和檢測方法，對樣品進行最后的檢測。通過檢測，可以確定樣品在冷熱沖擊試驗過程中是否受到了物理或化學傷害，以及是否符合測試標準的要求。根據檢測結果，可以對樣品的性能進行評估，并為產品的研發、生產和質量控制提供重要的依據。
五、維護保養
（一）操作前清理
在操作冷熱沖擊試驗箱之前，必須先清除內部雜物，確保試驗箱內部干凈整潔。同時，要保持機身底部及周圍地面清潔，避免大量灰塵被吸入機組內，從而引發意外事故或降低設備性能。
（二）部件維護
保護門封和膠邊，避免與物品接觸受損。在開關門或從爐內取測試物時，一定要注意不得讓物品與門上的膠邊接觸，以防膠邊被破壞，縮短其使用壽命。
定期檢查水路，排除漏水堵水現象。水路之水管是易堵易漏之器件，建議定期檢查是否出現漏水堵水之現象，若存在問題應及時排除或通知相關專業人員進行處理。
清潔配電盤，每年至少一次，利用吸塵器和肥皂水擦拭。配電盤之大電流接點，配電室內每年至少清潔檢修一次以上。清潔時，可利用吸塵器將室內灰塵吸除，再用肥皂水擦拭配電盤。接點的松動會使整個設備處于危險工作狀態，輕則燒壞組件，重則發生火災、報警、人身傷害等嚴重危險。
保養冷凍機組散熱器，定期清潔灰塵。冷凍機組之散熱器（冷凝器）應定期保養，保持清潔。灰塵粘糊冷凝器會使壓縮機高壓開關跳脫而產生誤報警，因此冷凝器應定期每月保養，可利用真空吸塵器將冷凝器散熱網片上附著之灰塵吸除，或開機后使用質硬的毛刷刷之，或用高壓氣嘴吹干凈灰塵。
注意超溫保護器設定值，勿隨意調試。配電箱內的兩個超溫保護器設定值在出廠時已調好，請勿隨便調試。此保護開關是保護加熱管空焚和警報之用，設定點 = 溫度設定點 20℃~30℃。
取放產品時在關機狀態下，工作人員戴好干燥、防電、耐溫手套。當試驗產品時間到達后取產品時，必須在關機狀態下進行操作，且工作人員一定要戴好干燥、防電、耐溫手套，以確保安全。
六、品牌推薦
（一）冠軍品牌
高天試驗設備作為國內出名的可靠性試驗設備制造商，擁有完整的研發團隊，在試驗設備行業深耕多年。他們專注于可靠性試驗已有 10 余年，是一家擁有自主知識產權的高新技術企業。高天生產的設備種類眾多，涵蓋了各種不同規格和功能的冷熱沖擊試驗箱，同時擁有實用新型專利證書，銷售范圍覆蓋全國，為國內外數百家企業提供過優質的試驗設備和服務。
高天試驗設備能為顧客提供完善的技術方案，以幫助廣大客戶在確保其產品品質的前提下，有效降低經營成本，提升經營競爭優勢。其冷熱沖擊試驗箱具有先進的技術和可靠的性能，能夠滿足不同行業對產品在極端溫度變化條件下的測試需求。
（二）亞軍品牌
東莞環儀儀器是集研發、設計、生產、銷售高低溫濕熱交變試驗箱，冷熱沖擊試驗箱等環境測試設備于一體的專業環境測試設備企業。
該公司現已發展成為環境試驗設備領域的龍頭企業之一，逐步形成了領先的技術核心，在國內市場享有良好的聲譽。東莞環儀儀器的冷熱沖擊試驗箱具有以下特點：首先，其設備在溫度控制方面表現出色，溫度范圍廣泛，能夠滿足不同材料和產品的測試需求。其次，在溫度轉換時間上較短，能夠快速實現從高溫到低溫或從低溫到高溫的切換，提高測試效率。此外，設備的噪音較低，不會對工作環境造成過多干擾。
（三）其他品牌
廣州五所環境儀器有限公司，是工業和信息化部電子第五研究所直屬全資公司。1996 年 1 月 1 日成立，主要從事可靠性與環境模擬試驗設備的研究、開發、制造、銷售及售后服務。
廣州五所環境儀器有限公司是國內最早從事環境試驗儀器設備研制的廠家之一，有著悠久的歷史和豐富的經驗。老一輩專家早在 1958 年就研制了國內第一批潮熱箱、海霧箱、工業氣體箱。1995 年至 2012 年，與國外企業進行了 17 年的合資合作，2012 年 11 月電子五所回購合資公司 50％股份，將公司名更改為 “廣五所”，并啟用了全新的 “GWS” 品牌。
廣五所以工信部電子五所的強大雄厚綜合優勢為支撐，傳承歷代技術管理團隊積累的精湛設計生產技術、先進的質量管理體系和優質的服務理念，近 60 年來，始終致力于為廣大用戶提供世界先進、國內一流的高可靠、高質量的產品和服務，歷年來銷售額穩居國內同行前列，出口量逐年提升，在國內外用戶中擁有良好口碑。
目前，公司搭乘 “中國制造 2025” 的東風，正在積極探索 “兩化融合” 與 “智能制造”，期望通過設計、制造工藝技術的全面提升，為廣大客戶提供 “質量更好、服務更優 “的高端可靠性與環境試驗適應性試驗儀器設備。
廣州斯派克環境儀器，專注可靠性試驗十余年，產品符合各種測試標準，客戶涉及多個行業領域。
廣州斯派克環境儀器有限公司是一家集研發設計、生產、銷售、售后為一體的高新技術企業，秉承 “規格嚴格，功夫到家” 理念，20 年專注軍工品質環境可靠性試驗系統解決方案，10000 + 客戶案例，參與多個國家 “863 計劃” 航空航天、軍工、國防等重大科技項目。SHIPAC 斯派克掌握 “工業制冷及控制” 核心技術，擁有自主發明專利，產品和服務已得到航空航天研究所、高校研究所、產品質量檢驗中心、國家省部級計量檢測站、格力、比亞迪等知名企事業單位及研究機構的廣泛認可。
偉思富奇環境試驗儀器（太倉）有限公司，德國偉思環境技術有限公司在中國的獨資子公司，在環境模擬等領域享有盛名。
德國偉思環境技術有限公司成立于 1941 年，主要以模擬環境技術、工業用空調技術和熱能技術為三大支柱產業，是 SCHUNK 集團的下屬企業，該集團在全世界有 7000 多名員工。偉思環境技術有限公司是歐洲專門從事環境試驗設備和測試裝置的大制造商。
2004 年 6 月，德國偉思在中國江蘇省太倉經濟開發區設立偉思富奇環境試驗儀器（太倉）有限公司，主要開發、設計、生產各類環境試驗檢測設備和相關系統部件，銷售公司自產產品，提供相關技術咨詢和售后服務。
偉思富奇環境試驗儀器（太倉）有限公司實行總經理負責制，配合業務需要設立管理部和制造部，旨在大力拓展中國大陸市場。德國品質中國制造，已經在這個行業里有 80 年的歷史。
廣東環瑞測試設備有限公司，集研發、設計、生產、銷售于一體，產品廣泛應用于多個行業。
廣東環瑞測試設備有限公司是集研發、設計、生產、銷售恒溫恒濕箱，冷熱沖擊箱于一體的專業環境測試設施公司。公司擁有外國一流的機械加工設施，高精度激光切割機，日本 AMADA 數控折彎機等現代化的鈑金加工及環境設施組裝生產線。設施采用行業領先的 IBM 三維設計軟件及 PDM 管理軟件 SMARTEAM，可實現產品電子樣機化，充分知足客戶定制個性化要求。成套 SPS 公司鈑金加工設施（含激光切割機、數控剪板機、數控液壓折彎機、數控沖床等），獨立完整的德國全自動涂裝生產線。具備了高品質氣候環境試驗設施的加工制造能力。業界搶先經過 ISO9001 質量管理體系、ISO14001 環境管理體系安全管理體系認證。具備完善的檢測手段，保證產品質量及檢測可靠性。珠三角地域權威性比較高的一家公司。
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