冷热冲击试验箱介绍
（一）什么是冷热冲击试验箱
冷热冲击试验箱是一种用于模拟产品在特殊温度变化条件下性能表现的设备。它主要用于电子电器零组件、自动化零部件、通讯组件、汽车配件、金属、化学材料、塑胶等行业，以及国防工业、航天、兵工业等领域。其作用是测试材料结构或复合材料，在瞬间下经极高温及极低温的连续环境下所能忍受的程度，藉以在最短时间内试验其因热胀冷缩所引起的化学变化或物理伤害，可确认产品的品质。从精密的 IC 到重机械的组件，无一不需要它作为理想测试工具。
冷热冲击试验箱分为三箱式和两箱式。三箱式冷热冲击试验箱分为高温箱、低温箱和测试箱三部分，采用独特的断热结构及蓄热蓄冷效果，试验时待测物完全静止，应用冷热风路切换方式将冷、热温度导入测试区实现冷热冲击测试目的。两箱式冷热冲击试验箱在测试时是把产品放在一个篮子里，上下（或左右）来回移动，可快速实现被测元件在高低温室间的温度冲击。
该设备具有众多特点。产品外形美观、结构合理、工艺先进、选材考究，具有简单便利的操作性能和可靠的设备性能。采用最先进的计测装置，控制器采用大型彩色液晶人机触控对话式 LCD 人机接口控制器，操作简单，学习容易，稳定可靠，中、英文显示完整的系统操作状况、执行及设定程序曲线。具 96 个试验规范独立设定，冲击时间 999 小时 59 分钟，循环周期 1～999 次可设定，可实现制冷机自动运转，最大程度上实现自动化，减轻操作人员工作量，可在任意时间自动启动、停止工作运行。箱体左侧具一直径 50mm 之测试孔，可供外加电源负载配线测试部件。可独立设定高温、低温及冷热冲击三种不同条件之功能，并于执行冷热冲击条件时，可选择二槽式或三槽式及冷冲、热冲进行冲击之功能，具备高低温试验机的功能。可独力当作高温箱或低温箱使用，一机三用。具备全自动，高精密系统回路、任一机件动作，完全有 P.L.C 锁定处理，全部采用 P.I.D 自动演算控制，温度控制精度高。先进科学的空气流通循环设计，使室内温度均匀，避免任何死角；完备的安全保护装置，避免了任何可能发生安全隐患，保证设备的长期可靠性。可设定循环次数及除霜次数自动（手动）除霜。出风口于回风口感知器检测控制，风门机构切换时间为 10 秒内完成，冷热冲击温度恢复时间为 5 分钟内完成。运转中状态显示及曲线显示，发生异常状况时，萤幕上即刻自动显示故障点及原因和提供排除故障的方法，并于发现输入电力不稳定时，具有紧急停机装置。冷冻系统采用复叠高效低温回路系统设计，冷冻机组采用欧美原装进口压缩机，并采用对臭氧系数为零的绿色环保（HFC）制冷剂 R507，R23。箱体内外部材质采用不锈钢板（SUS#304），外部材质有不同外箱材质可供选择。每个产品都根据客户的要求订做，保证了设备的高效节能，并在现场调试和验收，保证用户方的使用性能。
冷热冲击试验箱满足多种标准，如 GB/T2423.1.2-2001、GJB150.5、GB10592-89 等。其主要技术参数包括不同型号的两箱预冷区尺寸、三箱样品区尺寸、温度范围、温度波动、样品区承重、温度运行控制系统、加热系统、制冷系统、循环系统等。
二、工作原理
（一）制冷与加热系统协作
预冷期间，制冷系统通过蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀的协作，将试验箱温度降低到所需低温状态，制冷剂在蒸发器中蒸发吸收热量，被压缩机压缩成高温高压气体，经冷凝器释放热量，再经膨胀阀降压回到蒸发器继续运行。
冷热冲击试验箱在预冷阶段，其制冷系统发挥着关键作用。制冷剂首先在蒸发器中进行蒸发，这个过程会大量吸收周围的热量，从而使试验箱内的温度开始下降。接着，被蒸发的制冷剂气体被压缩机吸入并压缩，此时气体的温度和压力都急剧升高，形成高温高压气体。随后，这些高温高压气体进入冷凝器，在这里通过风冷或水冷等方式将热量散发出去，气体逐渐冷凝成液体。最后，制冷剂液体经过膨胀阀降压，压力和温度大幅下降，重新回到蒸发器，开始新一轮的循环。这个过程不断重复，持续降低试验箱的温度，直到达到所需的低温状态。
加热时，加热系统采用电加热元件，通过控制通电时间和电流大小使试验箱内温度升高。
当需要对试验箱进行加热时，加热系统开始工作。加热系统通常采用电加热元件，如加热管等。通过控制系统精确控制通电时间和电流大小，可以调节加热元件产生的热量。当通电时间较长或电流较大时，加热元件产生的热量较多，试验箱内的温度上升速度就会加快；反之，温度上升速度则会减慢。这样就可以根据不同的试验要求，精确地控制试验箱内的温度升高过程。
（二）两箱式与三箱式的差异
两箱式有高温区和低温区，试验样品通过提篮在两区之间来回移动实现冷热冲击。
两箱式冷热冲击试验箱主要由高温区和低温区组成。在试验过程中，试验样品放置在提篮里。当需要进行高温冲击时，提篮被提升到高温区，样品在高温环境中受到热冲击。而当需要进行低温冲击时，提篮则下降到低温区，样品在低温环境中经受冷冲击。通过这种方式，试验样品在高温区和低温区之间来回移动，快速实现被测元件在高低温室间的温度冲击。两箱式冷热冲击试验箱的优点是结构相对简单，成本较低，并且温度转换速度较快。但是，由于样品在移动过程中处于动态状态，可能会对测试的均匀度和准确度产生一定的影响。
三箱式分为三层，上下为高温区和低温区，中间层放置试验样品，通过阀门开关使气体流动完成温度冲击。
三箱式冷热冲击试验箱分为三层，上下两层分别为高温区和低温区，中间层是放置试验样品的区域。在试验过程中，当需要进行高温冲击时，高温区的门打开，低温区的门关闭，热空气通过阀门流入中间的样品区，对样品进行高温冲击。反之，当需要进行低温冲击时，高温区的门关闭，低温区的门打开，冷空气流入样品区，使样品受到低温冲击。与两箱式相比，三箱式冷热冲击试验箱由于多了一个分区，在体积上相对较大，造价也会略高。但是，三箱式的优点在于样品在试验过程中保持静止不动，减少了因样品移动对测试精度造成的影响。同时，三箱式可以接一些敏感电信号监测线，更便于对一些特殊样品进行测试。
（三）精确控制系统
PID+SSR 精确控制，根据设定的温度范围和变化速率自动调节制冷和加热系统输出功率，监测并记录试验过程参数。
冷热冲击试验箱采用 PID+SSR 精确控制技术，能够实现对试验过程的高精度控制。控制系统可以根据设定的温度范围和变化速率，自动调节制冷系统和加热系统的输出功率。例如，当需要快速降温时，控制系统会加大制冷系统的输出功率，使制冷剂在蒸发器中蒸发吸收更多的热量，从而加快试验箱的降温速度。而当需要升温时，控制系统则会增加加热系统的通电时间和电流大小，提高加热元件的输出功率，使试验箱内的温度迅速升高。同时，控制系统还会实时监测并记录试验过程中的各种参数，如温度、时间、压力等。这些参数可以为后续的数据分析和处理提供依据，帮助用户更好地了解产品在冷热冲击环境下的性能表现。
三、作用
（一）测试材料性能
冷热冲击试验箱在材料性能测试方面发挥着至关重要的作用。它可以用于测试金属、塑料、橡胶、电子等多种材料在瞬间极高温及极低温连续环境下所能忍受的程度。通过模拟这种极端的温度变化，能够检测出材料因热胀冷缩而引起的化学变化或物理伤害。
例如，对于金属材料而言，在冷热冲击的环境下，可能会出现金属疲劳、裂纹扩展等问题。而塑料和橡胶材料则可能会发生脆化、软化、变形等现象。对于电子元件来说，冷热冲击可能会导致焊点开裂、元件性能下降等情况。
通过冷热冲击试验箱的测试，可以提前发现材料在实际使用过程中可能出现的问题，为材料的研发、生产和质量控制提供重要的依据。
（二）满足标准规范
冷热冲击试验箱可满足多项标准规范，为产品的质量检测提供了可靠的保障。
其中，可满足的标准包括 GB-2423.1-2008、GB-2423.2-2008、GJBl50.3 -2009 等。这些标准涵盖了不同领域和行业对产品在温度冲击环境下的性能要求。
例如，GB-2423.1-2008《电工电子产品环境试验 第 2 部分：试验方法 试验 A：低温》和 GB-2423.2-2008《电工电子产品环境试验 第 2 部分：试验方法 试验 B：高温》规定了电工电子产品在低温和高温环境下的试验方法和要求。而 GJBl50.3 -2009 则是针对军用装备在温度冲击环境下的试验标准。
满足这些标准规范，意味着冷热冲击试验箱能够为不同行业的产品提供准确、可靠的测试结果，确保产品在各种恶劣环境下的性能和质量。
四、使用方法
（一）样品预处理
把试验样品放在正常试验大气条件下，直至温度稳定。这一步骤是为了让样品在进入试验箱之前，处于一个相对稳定的状态，以便更好地进行后续的测试。这样可以减少因样品初始状态不稳定而对试验结果产生的误差。
（二）初始检测
对照试验标准，将符合要求的样品放进试验箱。在进行初始检测时，需要仔细核对样品的各项参数是否符合试验标准的要求。只有符合要求的样品才能进入试验箱进行测试，以确保试验结果的准确性和可靠性。
（三）试验过程
放置样品，升温至设置温度并稳定。
将样品按照标准要求放置在试验箱内，然后启动试验箱的加热系统，将温度升高到设置的温度。在升温过程中，需要密切关注温度的变化情况，确保温度能够稳定在设置的温度值。
当温度达到设置值并稳定后，需要保持一段时间，让样品充分适应高温环境，以便更好地进行后续的测试。
进行高温到低温的转换，持续时间按产品要求。
在高温阶段结束后，需要在规定的时间内（通常为 5 分钟）将试验箱的温度转换到低温冲击温度。这个过程需要快速而准确地进行，以确保样品能够在最短的时间内受到低温冲击。
低温持续时间应根据产品的要求进行设置，不同的产品可能需要不同的低温持续时间。在低温阶段，需要密切关注样品的状态，观察是否有因低温而产生的物理或化学变化。
再从低温转换到高温，持续时间同样按产品要求，根据不同产品循环特定次数。
低温阶段结束后，同样在规定的时间内（通常为 5 分钟）将试验箱的温度转换到高温冲击温度。这个过程也需要快速而准确地进行，以确保样品能够及时受到高温冲击。
高温持续时间同样应根据产品的要求进行设置。根据不同产品的要求，可能需要进行特定次数的循环，以充分测试样品在冷热冲击环境下的性能表现。
（四）试验恢复
试验完成后在实验大气环境下恢复，通常恢复时间为 2h 不等，具体参照标准要求。试验结束后，样品不能马上进行检测，需要在正常的实验大气环境下进行恢复。恢复时间通常为 2 小时左右，但具体的恢复时间需要参照标准要求进行设置。在恢复过程中，样品会逐渐回到稳定的状态，以便进行最后的检测。
（五）最后检测
对照测试标准中的受损程度和检测方法，查看样品是否符合要求。在恢复完成后，需要对照测试标准中的受损程度和检测方法，对样品进行最后的检测。通过检测，可以确定样品在冷热冲击试验过程中是否受到了物理或化学伤害，以及是否符合测试标准的要求。根据检测结果，可以对样品的性能进行评估，并为产品的研发、生产和质量控制提供重要的依据。
五、维护保养
（一）操作前清理
在操作冷热冲击试验箱之前，必须先清除内部杂物，确保试验箱内部干净整洁。同时，要保持机身底部及周围地面清洁，避免大量灰尘被吸入机组内，从而引发意外事故或降低设备性能。
（二）部件维护
保护门封和胶边，避免与物品接触受损。在开关门或从炉内取测试物时，一定要注意不得让物品与门上的胶边接触，以防胶边被破坏，缩短其使用寿命。
定期检查水路，排除漏水堵水现象。水路之水管是易堵易漏之器件，建议定期检查是否出现漏水堵水之现象，若存在问题应及时排除或通知相关专业人员进行处理。
清洁配电盘，每年至少一次，利用吸尘器和肥皂水擦拭。配电盘之大电流接点，配电室内每年至少清洁检修一次以上。清洁时，可利用吸尘器将室内灰尘吸除，再用肥皂水擦拭配电盘。接点的松动会使整个设备处于危险工作状态，轻则烧坏组件，重则发生火灾、报警、人身伤害等严重危险。
保养冷冻机组散热器，定期清洁灰尘。冷冻机组之散热器（冷凝器）应定期保养，保持清洁。灰尘粘糊冷凝器会使压缩机高压开关跳脱而产生误报警，因此冷凝器应定期每月保养，可利用真空吸尘器将冷凝器散热网片上附着之灰尘吸除，或开机后使用质硬的毛刷刷之，或用高压气嘴吹干净灰尘。
注意超温保护器设定值，勿随意调试。配电箱内的两个超温保护器设定值在出厂时已调好，请勿随便调试。此保护开关是保护加热管空焚和警报之用，设定点 = 温度设定点 20℃~30℃。
取放产品时在关机状态下，工作人员戴好干燥、防电、耐温手套。当试验产品时间到达后取产品时，必须在关机状态下进行操作，且工作人员一定要戴好干燥、防电、耐温手套，以确保安全。
六、品牌推荐
（一）冠军品牌
高天试验设备作为国内出名的可靠性试验设备制造商，拥有完整的研发团队，在试验设备行业深耕多年。他们专注于可靠性试验已有 10 余年，是一家拥有自主知识产权的高新技术企业。高天生产的设备种类众多，涵盖了各种不同规格和功能的冷热冲击试验箱，同时拥有实用新型专利证书，销售范围覆盖全国，为国内外数百家企业提供过优质的试验设备和服务。
高天试验设备能为顾客提供完善的技术方案，以帮助广大客户在确保其产品品质的前提下，有效降低经营成本，提升经营竞争优势。其冷热冲击试验箱具有先进的技术和可靠的性能，能够满足不同行业对产品在极端温度变化条件下的测试需求。
（二）亚军品牌
东莞环仪仪器是集研发、设计、生产、销售高低温湿热交变试验箱，冷热冲击试验箱等环境测试设备于一体的专业环境测试设备企业。
该公司现已发展成为环境试验设备领域的龙头企业之一，逐步形成了领先的技术核心，在国内市场享有良好的声誉。东莞环仪仪器的冷热冲击试验箱具有以下特点：首先，其设备在温度控制方面表现出色，温度范围广泛，能够满足不同材料和产品的测试需求。其次，在温度转换时间上较短，能够快速实现从高温到低温或从低温到高温的切换，提高测试效率。此外，设备的噪音较低，不会对工作环境造成过多干扰。
（三）其他品牌
广州五所环境仪器有限公司，是工业和信息化部电子第五研究所直属全资公司。1996 年 1 月 1 日成立，主要从事可靠性与环境模拟试验设备的研究、开发、制造、销售及售后服务。
广州五所环境仪器有限公司是国内最早从事环境试验仪器设备研制的厂家之一，有着悠久的历史和丰富的经验。老一辈专家早在 1958 年就研制了国内第一批潮热箱、海雾箱、工业气体箱。1995 年至 2012 年，与国外企业进行了 17 年的合资合作，2012 年 11 月电子五所回购合资公司 50％股份，将公司名更改为 “广五所”，并启用了全新的 “GWS” 品牌。
广五所以工信部电子五所的强大雄厚综合优势为支撑，传承历代技术管理团队积累的精湛设计生产技术、先进的质量管理体系和优质的服务理念，近 60 年来，始终致力于为广大用户提供世界先进、国内一流的高可靠、高质量的产品和服务，历年来销售额稳居国内同行前列，出口量逐年提升，在国内外用户中拥有良好口碑。
目前，公司搭乘 “中国制造 2025” 的东风，正在积极探索 “两化融合” 与 “智能制造”，期望通过设计、制造工艺技术的全面提升，为广大客户提供 “质量更好、服务更优 “的高端可靠性与环境试验适应性试验仪器设备。
广州斯派克环境仪器，专注可靠性试验十余年，产品符合各种测试标准，客户涉及多个行业领域。
广州斯派克环境仪器有限公司是一家集研发设计、生产、销售、售后为一体的高新技术企业，秉承 “规格严格，功夫到家” 理念，20 年专注军工品质环境可靠性试验系统解决方案，10000 + 客户案例，参与多个国家 “863 计划” 航空航天、军工、国防等重大科技项目。SHIPAC 斯派克掌握 “工业制冷及控制” 核心技术，拥有自主发明专利，产品和服务已得到航空航天研究所、高校研究所、产品质量检验中心、国家省部级计量检测站、格力、比亚迪等知名企事业单位及研究机构的广泛认可。
伟思富奇环境试验仪器（太仓）有限公司，德国伟思环境技术有限公司在中国的独资子公司，在环境模拟等领域享有盛名。
德国伟思环境技术有限公司成立于 1941 年，主要以模拟环境技术、工业用空调技术和热能技术为三大支柱产业，是 SCHUNK 集团的下属企业，该集团在全世界有 7000 多名员工。伟思环境技术有限公司是欧洲专门从事环境试验设备和测试装置的大制造商。
2004 年 6 月，德国伟思在中国江苏省太仓经济开发区设立伟思富奇环境试验仪器（太仓）有限公司，主要开发、设计、生产各类环境试验检测设备和相关系统部件，销售公司自产产品，提供相关技术咨询和售后服务。
伟思富奇环境试验仪器（太仓）有限公司实行总经理负责制，配合业务需要设立管理部和制造部，旨在大力拓展中国大陆市场。德国品质中国制造，已经在这个行业里有 80 年的历史。
广东环瑞测试设备有限公司，集研发、设计、生产、销售于一体，产品广泛应用于多个行业。
广东环瑞测试设备有限公司是集研发、设计、生产、销售恒温恒湿箱，冷热冲击箱于一体的专业环境测试设施公司。公司拥有外国一流的机械加工设施，高精度激光切割机，日本 AMADA 数控折弯机等现代化的钣金加工及环境设施组装生产线。设施采用行业领先的 IBM 三维设计软件及 PDM 管理软件 SMARTEAM，可实现产品电子样机化，充分知足客户定制个性化要求。成套 SPS 公司钣金加工设施（含激光切割机、数控剪板机、数控液压折弯机、数控冲床等），独立完整的德国全自动涂装生产线。具备了高品质气候环境试验设施的加工制造能力。业界抢先经过 ISO9001 质量管理体系、ISO14001 环境管理体系安全管理体系认证。具备完善的检测手段，保证产品质量及检测可靠性。珠三角地域权威性比较高的一家公司。
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