高低温交变湿热试验机表面结霜原因分析
高低温交变湿热试验机制冷压缩机是将低气压气体提升为高压的一种从动的流体机械,是制冷系统的心脏,它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体,通过电机运转带动活塞对其进行压缩后,向排气管排出高温高压的制冷剂气体,为制冷循环提供动力。在该设备做低温测试时偶尔会发现压缩机结冰的现象,这是什么原因造成的呢?
(1)设备工艺管长期搁置:高低温试验箱的工艺管打开后,未密封或未及时修理。长期搁置的冰霜加上频繁开机,空气中的水分就会从管口外带入机内。
(2)缩机未密封:据悉,未密封长期放置的压缩机,未经干燥处理就换到冰霜上去使用,也会造成结冰。
(3)制冷蒸发器破损:据了解,制冷蒸发器破损后,长期开机而将冷冻(藏)室中的水分子,连带空气中的水蒸气一并带入压缩机内(开机时蒸发器内产生负压,大气压力就将潮湿空气中的水分子带入机内),也会造成结冰现象。
(4)蒸发器通风不良:另外,高低温试验箱的蒸发器如果通风不良,冷量带不走也会使蒸发器结霜或结冰,从而导致低压压力过低,就会造成压缩机外壳结霜。
(5)制冷剂缺少:由于冷媒量偏少,蒸发器蒸发压力低导致蒸发温度低,也会逐步导致蒸发器结露形成隔热层而将膨胀点转移到压缩机回气处导致压缩机回气结霜。
(6)制冷剂过多:系统中制冷剂过多时,冷凝器中的液位较高,冷凝换热面积减少,使冷凝压力升高,即膨胀阀前的压力增大,流入蒸发器的制冷剂量就增多,液态制冷剂在蒸发器中不能完全蒸发,因此压缩机吸入湿蒸汽,缸头发冷甚至结霜,并可能造成“液击”,同时蒸发压力也会偏高。
(7)误将水蒸气压缩成水:另外,如果高低温试验箱压缩机在加压时漏将空气中的水蒸气压缩成水,注入管道内也会造成结冰。
总的来说,正确的操作方式以及定期的维护管理对于减少设备发生故障和异常情况,以及对于延长设备的寿命都有很大的帮助。另外,高低温试验箱在研发制造的过程中,应注重设计的合理性。
1、温度选择
(1)采用产品实际安装平台的环境温度和诱发温度。就平台环境温度而言,应考虑以下因素:
了解产品的使用地域的气候区;
产品是否暴露于太阳辐射环境或发热装置附近;
周围空气、太阳辐射以及发热装置向产品传热的途径;
产品的实际技术状态(敞开状态或遮蔽状态)。
(2)采用相似产品的温度。相似产品是指具有相似用途、性能和安装位置的产品,如更新换代产品。
(3)采用标准中提供的数据。例如对存储温度,可采用+85℃和+71℃两个温度;对工作温度,通常是采用高工作环境温度。
对用于电子元器件和微电子器件的高温存储试验(不加电应力)、寿命试验(加电应力)、老练试验和失效率试验,可直接采用相应标准中的温度。
2、试验持续时间
下面给出确定试验时间的一些原则。值得注意的是:在进行温度试验时,样品在严酷的高温条件下的总时间不能超过产品寿命的总时间。
(1)高温存储
恒温存储:样品在高温环境中达到温度稳定(内部元器件、组件、模块、部件等的温度也真正达到稳定)后,再保持至少2h,长可为48h。如果存储时间采用48h,将包含温度稳度时间。
循环存储:至少7个循环(24h为一个循环)。若要重点考核“关键材料”或"高温敏感材料”受高温环境的影响,应适当增加循环数。
(2)高温工作
恒温工作:样品在高温工作环境中达温度稳定(判定方法:样品内部热容量大的功能部件或关键部件每小时温度变化不超过2℃ ,若内部元(部)件的温度无法测量,则应根据热分析确定温度时间,以确保整个样品的温度都达到稳定)后,再保持至少2h,然后让样品工作,并使其在规定的工作温度上重新达到稳定,开始进行功能和性能的检测。检测完成后,样品停止工作,将箱内空气温度调节到标准大气条件,并在标准大气条件下达到稳定后,进行全面的外观、功能和性能检测。
循环工作:至少3个循环,多7个循环,但无论3个循环还是7个循环,均要达到高响应温度(由于样品的热滞后效应,高温度响应时段与温度循环的高温度时段可能不一致)。一般情况下,3个循环足以使样品达到其高响应温度。高峰值响应温度的判定方法为:后一循环峰值响应温度和前一循环峰值响应温度相差在2℃之内。
(3)电子和电气元器件和微电子器件
对电子和电气元器件和微电子器件的存储试验、寿命试验老炼试验、失效率试验等的时间按标准和规范中的等级要求来确定。
3、温度变化速率
为避免造成温度冲击,温度变化速率不应超过3℃/min,如果样品大而复杂,一般可相对慢一些,如1℃/min或以下;对小而简单的样品,可以相对快一些,如2~3℃/min。
4、试验顺序
对于高温试验的试验顺序,有三个可以遵循的原则:
(1)为使一个样品能做多个试验,可首先施加使样品损伤小的环境应力,根据这一原则,高温试验可安排在其他试验的前面进行。
(2)为大限度地显示叠加效应的影响,高温试验应在振动和冲击等力学环境试验之后进行。
(3)在研制试验中,为尽量多地暴露问题,以便将产品设计得更好,高温试验可在低气压试验前进行,因为高温会显著影响密封产品的低气压试验的结果。
5、温度监控
在对试验温度进行监测时,温度传感器的位置应确保其所受到的热扩散的影响小到可以不计,并应注意避免受热辐射的影响。
6、相对湿度
高温试验通常不需要控制相对湿度,如温度在+70℃上稳定后,其相对湿度大约为14%。若使用环境中会遇到极低的相对湿度,并且这种极低的相对湿度会影响装备的某些特殊性能,试验时就应控制相对湿度,具体要求可按标准和规范中的要求进行。
7、试验过程中的温度稳定
样品工作以外的任何动作,如打开箱门,会引起样品温度或试验箱温度产生显著变化(大于2℃) ,则继续试验前应使样品重新稳定到规定的温度。
若15min内不能完成样品工作性能检测,则继续检测之前应使样品的温度(必要包含湿度)恢复到规定的条件。