設(shè)計(jì)老化測(cè)試房時(shí),需綜合考慮測(cè)試需求、環(huán)境模擬精度、安全性、能耗及擴(kuò)展性等多方面因素,確保設(shè)備既能滿足試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),又能高效、安全運(yùn)行。
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一、測(cè)試需求與標(biāo)準(zhǔn)匹配
老化測(cè)試房的設(shè)計(jì)需以具體測(cè)試目標(biāo)為核心,明確測(cè)試對(duì)象、環(huán)境因子及對(duì)應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),避免功能冗余或不足。
測(cè)試對(duì)象特性
產(chǎn)品類(lèi)型:電子元件(需通電測(cè)試)、汽車(chē)零部件(尺寸可能較大)、材料樣品(如涂料、塑料片)等,決定測(cè)試房的容積(小型桌面式<1m3,大型步入式可達(dá) 100m3 以上)、樣品架承重及接口設(shè)計(jì)(如帶電樣品需預(yù)留電源插座、信號(hào)接口)。
測(cè)試周期:短期測(cè)試(如 100 小時(shí)) vs 長(zhǎng)期測(cè)試(如 10000 小時(shí)),需考慮設(shè)備的穩(wěn)定性(如壓縮機(jī)連續(xù)運(yùn)行壽命、光源衰減補(bǔ)償)。
環(huán)境因子參數(shù)范圍
根據(jù)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)明確關(guān)鍵參數(shù):
溫度:常規(guī) - 40℃~150℃,特殊需求(如航空材料)需 - 70℃~300℃;
濕度:10%~98% RH(高溫低濕場(chǎng)景可能需低至 5% RH);
光照:若涉及光老化,需確定光源類(lèi)型(氙燈 / UV 燈)、輻照度(如 340nm 波段 0.5~1.5W/m2)、波長(zhǎng)范圍;
特殊因子:臭氧濃度(0~500ppm)、淋雨強(qiáng)度(如 10L/m2?h)、振動(dòng)頻率(1~2000Hz)等。
行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)合規(guī)性
需滿足國(guó)際 / 國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)(如 IEC 60068、ASTM G154、GB/T 2423),例如:
汽車(chē)內(nèi)飾件測(cè)試需符合 SAE J2527(氙燈老化);
塑料光老化需滿足 ISO 4892-3(UV 熒光燈法);
標(biāo)準(zhǔn)直接影響設(shè)備的精度要求(如溫度波動(dòng)≤±0.5℃、光照均勻度≤±5%)。
二、環(huán)境模擬系統(tǒng)的核心性能
環(huán)境模擬的準(zhǔn)確性和均勻性是測(cè)試結(jié)果可靠性的關(guān)鍵,需重點(diǎn)設(shè)計(jì)以下模塊:
溫濕度控制精度與均勻性
精度:溫度偏差≤±1℃,濕度偏差≤±3% RH(高端設(shè)備可達(dá) ±0.5℃/±2% RH),避免因參數(shù)漂移導(dǎo)致測(cè)試失效。
均勻性:艙內(nèi)各點(diǎn)(尤其是樣品擺放區(qū)域)的溫濕度差異需≤±2℃/±5% RH,需通過(guò)優(yōu)化風(fēng)道設(shè)計(jì)(如頂部送風(fēng)、底部回風(fēng))、增加循環(huán)風(fēng)機(jī)功率、多點(diǎn)布控傳感器實(shí)現(xiàn)。
升降溫速率:根據(jù)測(cè)試需求設(shè)計(jì)(如 5℃/min 快速升降溫,適合應(yīng)力篩選測(cè)試),需匹配制冷 / 加熱功率(如 10m3 測(cè)試房加熱功率約 15~30kW)。
光照 / 特殊因子的穩(wěn)定性
光照系統(tǒng)需控制輻照度衰減(如氙燈運(yùn)行 1000 小時(shí)后衰減率≤10%),部分設(shè)備帶自動(dòng)校準(zhǔn)功能;
臭氧 / 鹽霧等腐蝕性因子需獨(dú)立腔體設(shè)計(jì),避免對(duì)其他系統(tǒng)(如制冷機(jī)組)的侵蝕,且濃度控制偏差≤±10%。
多因子聯(lián)動(dòng)能力
若需模擬復(fù)雜環(huán)境(如 “高溫 + 光照 + 振動(dòng)”),需確保各系統(tǒng)協(xié)同工作:
例如汽車(chē)零部件測(cè)試中,“60℃高溫 + 氙燈照射(1000W/m2)+10Hz 振動(dòng)” 的聯(lián)動(dòng)程序需無(wú)參數(shù)沖突;
控制軟件需支持自定義時(shí)序(如 “光照 8h→淋雨 1h→低溫 4h” 循環(huán))。
三、結(jié)構(gòu)與安全設(shè)計(jì)
老化測(cè)試房涉及高溫、高壓、腐蝕性氣體等,結(jié)構(gòu)和安全設(shè)計(jì)需優(yōu)先保障人員與設(shè)備安全。
艙體結(jié)構(gòu)與材料
保溫層:采用聚氨酯發(fā)泡(厚度 50~100mm)或巖棉,導(dǎo)熱系數(shù)≤0.03W/(m?K),減少能耗;
內(nèi)壁材料:需耐溫、抗腐蝕(如 304 不銹鋼,適合濕熱 / 臭氧環(huán)境;高溫場(chǎng)景可選 316 不銹鋼);
觀察窗:需耐高溫(如石英玻璃,透光率≥90%),方便實(shí)時(shí)觀察樣品狀態(tài),部分帶防結(jié)霧功能。
安全防護(hù)系統(tǒng)
超限報(bào)警與停機(jī):超溫(如設(shè)定溫度 + 10℃)、超濕、臭氧泄漏時(shí)自動(dòng)報(bào)警并切斷電源 / 氣源;
緊急處理:配備緊急停機(jī)按鈕、防爆門(mén)(針對(duì)易燃易爆樣品)、消防噴淋接口(高溫測(cè)試房);
排風(fēng)系統(tǒng):涉及有毒氣體(如臭氧)或揮發(fā)物(如塑料老化釋放的 VOCs)時(shí),需獨(dú)立排風(fēng)(風(fēng)量≥10 次 /h 換氣),并連接廢氣處理裝置(如活性炭過(guò)濾)。
四、控制系統(tǒng)與數(shù)據(jù)可靠性
控制精度與靈活性
采用 PLC + 觸摸屏或計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),支持程序編輯(如 100 段以上步驟)、多組測(cè)試數(shù)據(jù)存儲(chǔ)(≥1000 組);
具備 PID 自整定功能,減少溫濕度超調(diào)(如升溫至 100℃時(shí)超調(diào)量≤5℃)。
數(shù)據(jù)采集與追溯
多點(diǎn)傳感器(至少 3 個(gè)測(cè)試點(diǎn))實(shí)時(shí)記錄參數(shù),數(shù)據(jù)采樣間隔≤10s,支持導(dǎo)出 Excel / 曲線圖表;
部分高端設(shè)備帶遠(yuǎn)程監(jiān)控(4G / 以太網(wǎng)),可實(shí)時(shí)查看數(shù)據(jù)并推送異常警報(bào)。
五、能耗與擴(kuò)展性
能耗優(yōu)化
大型測(cè)試房可設(shè)計(jì)分區(qū)域測(cè)試(如同一艙體劃分 2 個(gè)獨(dú)立溫區(qū)),降低空跑能耗;
采用變頻壓縮機(jī)、節(jié)能光源(如 LED UV 燈),長(zhǎng)期運(yùn)行可減少電費(fèi)支出(如 10m3 測(cè)試房年電費(fèi)約 5~10 萬(wàn)元)。
未來(lái)擴(kuò)展性
預(yù)留接口:如后期需增加淋雨功能,可預(yù)留水管接口和安裝空間;
兼容升級(jí):控制系統(tǒng)支持軟件更新,適應(yīng)新測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)(如輻照度范圍擴(kuò)展)。
六、安裝與維護(hù)便利性
場(chǎng)地要求:大型步入式測(cè)試房需考慮地面承重(≥500kg/m2)、通風(fēng)條件(距離墻面≥1m,便于檢修);
維護(hù)設(shè)計(jì):關(guān)鍵部件(如壓縮機(jī)、光源、過(guò)濾器)需易拆卸,避免后期維護(hù)困難(如氙燈更換需 1 小時(shí)內(nèi)完成)。