
在電子、汽車、航空航天等行業(yè),產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)少不了一樣關(guān)鍵設(shè)備——高低溫沖擊試驗(yàn)箱(也叫冷熱沖擊試驗(yàn)箱)。它能在極短時(shí)間內(nèi)讓產(chǎn)品經(jīng)歷高溫與低溫的劇烈切換,用以檢驗(yàn)材料在熱脹冷縮下的耐受能力。但要真正用好它,首先得弄清楚試驗(yàn)箱本身有哪些類型,每種類型又適合什么場(chǎng)景。
目前市場(chǎng)上應(yīng)用廣、討論最多的就是兩箱式和三箱式這兩種結(jié)構(gòu),它們的核心區(qū)別在于“怎么實(shí)現(xiàn)溫度沖擊"。
兩箱式試驗(yàn)箱只包含高溫室和低溫室兩個(gè)箱體,中間通過一個(gè)可垂直升降的吊籃(又叫提籃)來運(yùn)送樣品。工作時(shí),樣品被放在吊籃里——做高溫試驗(yàn)時(shí),吊籃帶著樣品快速升入高溫室;做低溫試驗(yàn)時(shí),則快速降入低溫室。整個(gè)過程溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間極短,通常在10秒以內(nèi)-。
這種方式的優(yōu)勢(shì)在于轉(zhuǎn)換速度快、沖擊效應(yīng)強(qiáng)烈,特別適合材料級(jí)的快速篩選測(cè)試,比如金屬材料、普通塑料件等在劇烈溫差下耐受能力的檢測(cè)-。不過,樣品在吊籃移動(dòng)過程中會(huì)受到約5g的機(jī)械加速度沖擊,對(duì)精密、脆弱的器件不太友好。另外,吊籃本身的承重能力通常在30-50公斤以內(nèi),限制了它測(cè)試大尺寸或重型樣品的能力。

三箱式試驗(yàn)箱則多了一個(gè)獨(dú)立的常溫測(cè)試室,與高溫室、低溫室并列。樣品在整個(gè)測(cè)試過程中始終放置在測(cè)試室內(nèi)、保持靜止不動(dòng)。測(cè)試時(shí),系統(tǒng)通過高速風(fēng)門切換,將高溫室或低溫室的預(yù)制氣流快速吹入測(cè)試室,從而實(shí)現(xiàn)樣品的溫度沖擊-。
三箱式最大的優(yōu)點(diǎn)就是樣品“零振動(dòng)"——全程不受任何機(jī)械應(yīng)力干擾,這一點(diǎn)對(duì)精密傳感器、PCBA板、晶振、MEMS器件等對(duì)振動(dòng)極度敏感的產(chǎn)品來說至關(guān)重要。此外,三箱式功能更加豐富,既能做冷熱沖擊,也能獨(dú)立進(jìn)行高溫、低溫或常溫測(cè)試,一臺(tái)設(shè)備可以當(dāng)三臺(tái)用。

除了上述以空氣為傳熱介質(zhì)的氣態(tài)型外,還有一種液態(tài)型兩箱式試驗(yàn)箱。它在高溫室和低溫室中注入硅油作為傳熱介質(zhì),樣品隨提籃在油槽之間移動(dòng),溫度轉(zhuǎn)換速率比氣態(tài)型更快,適合對(duì)溫變速度要求極為苛刻的場(chǎng)景。
在兩箱式框架下,按照吊籃的運(yùn)動(dòng)方向還可以進(jìn)一步劃分。垂直升降式通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)吊籃上下移動(dòng)實(shí)現(xiàn)溫區(qū)切換,結(jié)構(gòu)緊湊,適合小型、高精度的測(cè)試場(chǎng)景,例如半導(dǎo)體芯片測(cè)試。水平移動(dòng)式則是吊籃在兩個(gè)水平并列的箱體之間橫向滑移切換,適合中、大型試驗(yàn)設(shè)備,便于放置體積較大或較重的樣品。

對(duì)比維度 | 兩箱式(提籃移動(dòng)) | 三箱式(風(fēng)門切換) |
溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間 | 極快(≤10秒) | 較快(10-30秒) |
樣品是否移動(dòng) | 是,存在機(jī)械振動(dòng) | 否,全程靜止 |
試驗(yàn)功能 | 僅冷熱沖擊 | 沖擊+獨(dú)立高/低/常溫試驗(yàn) |
適用樣品 | 堅(jiān)固材料、常規(guī)元器件 | 精密/易碎/帶電/大尺寸樣品 |
典型應(yīng)用 | 金屬材料、塑料件篩選測(cè)試 | 精密傳感器、PCBA可靠性驗(yàn)證 |
總而言之,兩箱式與三箱式并無絕對(duì)的優(yōu)劣之分,其選擇本質(zhì)是試件特性與試驗(yàn)需求的匹配過程。兩箱式以的變速率見長(zhǎng),三箱式憑借靜態(tài)測(cè)試優(yōu)勢(shì)占優(yōu),液態(tài)型滿足更極境的溫變要求,而垂直式和水平式則在不同尺寸的設(shè)備上各有所長(zhǎng)-。準(zhǔn)確識(shí)別自身測(cè)試對(duì)象的特點(diǎn)和需求,才能選對(duì)適合的那一臺(tái)。


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