三箱式冷热冲击箱

一、 核心工作原理

其核心原理是“样品移动，温度场固定"。设备内部被划分为三个独立的腔室：

1. 高温箱： 内置独立加热系统，可长期保持一个稳定的高温环境（如+150°C, +200°C）。

2. 低温箱： 内置独立制冷系统，可长期保持一个稳定的低温环境（如-40°C, -55°C, -65°C）。

3. 测试箱（样品区）： 这是放置样品的区域，位于高低温箱之间。内部有一个由气缸或电机驱动的吊篮，样品就固定在这个吊篮上。

工作过程：

• 待机状态： 吊篮停留在测试箱内，测试箱通常处于常温或预置温度。

• 高温冲击： 吊篮在极短时间内（通常几秒到十几秒）从测试箱移动至高温箱，并开始计时。样品在高温箱中承受设定的高温持续时间。

• 恢复/转换： 高温测试结束后，吊篮迅速从高温箱返回测试箱。这个短暂的停留可以让样品温度有一个短暂的稳定，并防止高温箱的热气直接冲入低温箱。

• 低温冲击： 吊篮再次在极短时间内从测试箱移动至低温箱，并开始计时。样品在低温箱中承受设定的低温持续时间。

• 循环： 上述过程重复进行，以完成设定的循环次数。

关键点： 由于高低温箱始终处于预设的稳定温度，因此在转换过程中，温度恢复时间极短，能够实现真正意义上的“温度冲击"。

二、设备结构与组成

1. 箱体结构：

• 三箱式设计： 核心特征，三个腔室相互独立又通过风道/阀门关联。

• 内胆材料： 通常采用高级不锈钢（如SUS304），耐高低温、耐腐蚀。

• 外壳材料： 优质冷轧钢板经过静电喷塑处理，或不锈钢板。

• 保温层： 高强度聚氨酯发泡或超细玻璃棉，确保优异的隔热性能，节能并保证外部安全。

2. 制冷系统：

• 核心部件： 采用法国“泰康"或德国“比泽尔"等品牌的全封闭压缩机。

• 制冷方式： 复叠式制冷，通常分为高温级和低温级循环，以达到-55°C甚至更低的温度。

• 制冷剂： 环保型制冷剂（如R404A, R23）。

• 节流装置： 毛细管或膨胀阀。

3. 加热系统：

• 加热器： 镍铬合金电热丝，通常安装在风道中，通过风机循环实现高效、均匀的加热。

• 控制： 由固态继电器进行PID精确控制，升温速率快。

4. 风道与循环系统：

• 长轴电机： 驱动多翼式离心风叶，保证箱内空气的强制对流，使温度均匀。

• 独特风道： 科学设计的风道确保箱内温度均匀度达到最佳。

5. 样品吊篮与传动系统：

• 吊篮： 用于承载样品，通常由不锈钢制成，坚固轻便。

• 传动机构： 采用高精度气缸或伺服电机+丝杆，确保移动平稳、快速、定位准确。

6. 控制系统：

• 控制器： 采用彩色触摸屏人机界面，如韩国“三元"或中国台湾“威伦通"等，操作直观。

• 编程功能： 可设置高低温停留时间、循环次数、转换时间等参数，并具备自动运行功能。

• 数据记录： 内置实时曲线和历史曲线显示，可连接电脑导出数据。

• 安全保护： 多重安全装置，包括超温保护、压缩机过载保护、漏电保护、风机过载保护等。

三、 核心优势与特点

1. 冲击恢复时间极短： 由于高低温区预冷预热，转换时温度稳定，测试样品承受的温度冲击变化率非常高，通常可达15°C/min至20°C/min以上。

2. 温度控制精确稳定： 三个箱体独立控温，避免了相互干扰，温控精度和均匀度都很好。

3. 测试效率高： 预冷和预热与测试过程可同时进行，减少了等待时间，适合大批量、高频率的测试。

4. 样品无功耗测试： 在测试过程中，样品可以处于不通电状态（静态测试），也可以设计为在测试区停留期间通电工作（动态测试）。

5. 对样品负载不敏感： 冲击温度主要由预存的箱体温度决定，受样品热容量影响较小。

6. 寿命长，故障率低： 避免了二箱式设备中高温废气直接排入低温箱对制冷系统造成的负担，制冷系统工作更稳定。
   四、 主要应用领域

• 航空航天： 航天器、卫星零部件在高空与外层空间环境下的适应性测试。

• 汽车电子： 车载电脑、传感器、连接器在发动机舱和寒冷地区的可靠性测试。

• 半导体与集成电路： 芯片、晶圆、封装器件的可靠性筛选和失效分析。

• PCB/PCBA： 电路板焊接点、过孔在热胀冷缩下的疲劳寿命测试。

• 金属材料： 研究材料在热应力下的物理性能变化和裂纹产生。

• 通讯设备： 手机、基站设备在不同地域气候下的适应性。

五、 主要技术参数参考

六、 标准操作流程简述

1. 准备： 将样品牢固安装在吊篮上，连接好必要的测试线缆。

2. 设置： 在控制器上设定高温值、低温值、高温停留时间、低温停留时间、循环次数等。

3. 预热/预冷： 启动设备，高低温箱开始升温/降温至设定点并稳定。

4. 开始测试： 启动测试程序，设备自动按设定流程进行高低温冲击循环。

5. 监控： 实时观察设备运行状态、样品状态及数据曲线。

6. 结束： 测试完成后，设备自动停止，吊篮通常停留在测试区。取出样品。

7. 恢复： 样品在标准大气条件下恢复一段时间后，进行外观、电气性能检测。

七、 选购要点

1. 温度范围： 根据测试标准（如MIL-STD-810, JESD22-A104）确定所需的高温和低温极限。

2. 内箱尺寸： 根据样品的大小和数量，选择合适的容积，并留有余量。

3. 负载能力： 确认样品的总重量是否在吊篮的承重范围内。

4. 转换时间与恢复时间： 这是核心指标，需明确是“样品实测温度"的转换时间还是“风道温度"的恢复时间。

5. 控制系统与功能： 是否需要远程控制、数据导出、程式编辑等功能。

6. 品牌与售后： 选择信誉良好的品牌，并确保有完善的技术支持和售后服务。

7. 符合标准： 确认设备是否符合您需要遵循的行业或国家测试标准。

总结来说，三箱式冷热冲击箱以其高效、稳定、精确的特点，成为了环境可靠性测试领域中的重要设备。 它能够最真实地模拟产品在运输、存储和使用过程中可能遇到的剧烈温度变化，为提升产品质量和可靠性提供了强有力的保障。