節(jié)能快速溫變試驗(yàn)箱、線性溫變試驗(yàn)箱溫度變化速率

一般定義試驗(yàn)箱在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)，工作空間指示點(diǎn)的溫度連續(xù)上升或連續(xù)下降時(shí)，總的溫度變化值與完成該過程所需時(shí)間的比值為全程平均溫度變化速率，單位為℃/min。這個(gè)定義是對(duì)應(yīng)某個(gè)溫度范圍內(nèi)溫度的平均變化速率。如果定義為單位時(shí)間內(nèi)溫度的變化量（即*=dT/at），則給出的是溫度—時(shí)間變化曲線上某點(diǎn)的斜率，稱為瞬態(tài)溫度變化速率，單位也是℃/min。

節(jié)能快速溫變試驗(yàn)箱、線性溫變試驗(yàn)箱不同試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)溫（濕）度試驗(yàn)箱溫度變化速率的要求大相徑庭。設(shè)備環(huán)境試驗(yàn)方法GJB150系列標(biāo)準(zhǔn)中涉及與穩(wěn)態(tài)溫度相關(guān)的試驗(yàn)方法，如高溫試驗(yàn)、低溫試驗(yàn)、濕熱試驗(yàn)、霉菌試驗(yàn)等多數(shù)要求溫度變化速率不應(yīng)超過3℃/min，通常取1℃/min~2℃/min。在電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程GB/T 2423類似的試驗(yàn)中，多數(shù)規(guī)定變化速率不大于1℃/min。這是因?yàn)樵诜€(wěn)態(tài)性環(huán)境試驗(yàn)中（除溫度變化試驗(yàn)外）產(chǎn)品主要是在穩(wěn)態(tài)極限環(huán)境條件下進(jìn)行考核，要求溫度能浸透產(chǎn)品內(nèi)部。變溫（升溫和降溫）的過程只涉及試驗(yàn)進(jìn)程的快慢，不要求對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行溫差應(yīng)力場的考核，故通常取較低的變溫速率，既不至于對(duì)被試驗(yàn)產(chǎn)品產(chǎn)生過高的溫度應(yīng)力場的強(qiáng)烈激勵(lì)，也可以降低試驗(yàn)設(shè)備的投資成本。

可靠性試驗(yàn)中要求施加的環(huán)境應(yīng)力是隨機(jī)振動(dòng)+濕度+溫度循環(huán)的綜合環(huán)境應(yīng)力試驗(yàn)，每一個(gè)溫度循環(huán)剖面的要求是在較短時(shí)間內(nèi)模擬從冷狀態(tài)下的不工作（最冷）轉(zhuǎn)到在冷氣候條件下工作至熱狀態(tài)。從熱狀態(tài)下的不工作（最熱），轉(zhuǎn)到在熱氣候條件下工作至冷狀態(tài)，并重復(fù)進(jìn)行這種熱冷狀態(tài)循環(huán)，由于可靠性試驗(yàn)?zāi)M環(huán)境的基本原則是盡可能真實(shí)地再現(xiàn)產(chǎn)品的工作任務(wù)環(huán)境，故要求試驗(yàn)過程中有較高的變溫速率。如航空產(chǎn)品要求變溫速率5℃/min~30℃/min，一般地面用產(chǎn)品的變溫速率為5℃/min~10℃/min。

環(huán)境應(yīng)力篩選是一種工藝過程，選取高變溫速率的溫度循環(huán)加隨機(jī)振動(dòng)可以加速激發(fā)產(chǎn)品零部件、元器件固有的潛在缺陷發(fā)展成為故障，從而達(dá)到將潛在故障提前消滅在生產(chǎn)現(xiàn)場的目的，故環(huán)境應(yīng)力篩選要求較高的溫度變化速率，通常要求變溫速率為5℃/min，一般取10℃/min～15℃/min。近20年來隨著故障物理學(xué)累積疲勞損傷理論的發(fā)展，以更高的變溫速率30℃/min~80℃/min加六自由度隨機(jī)振動(dòng)的高加速應(yīng)力篩選（HASS）和高加速壽命試驗(yàn)（HALT）正日益為人們所重視。

試驗(yàn)箱的變溫速率越高，試驗(yàn)箱內(nèi)循環(huán)氣流對(duì)溫度快速響應(yīng)的能力越強(qiáng)，要求試驗(yàn)箱加熱系統(tǒng)和制冷機(jī)組的功率越大，試驗(yàn)箱的投資成本及維護(hù)修理費(fèi)用也越高。因此恰當(dāng)?shù)剡x擇變溫速率是節(jié)省成本及運(yùn)營費(fèi)用的關(guān)鍵之一。

這里所說的溫度變化速率是指圍繞產(chǎn)品周圍的空氣溫度的變化速率，不可理解為產(chǎn)品自身的溫度變化情況。在環(huán)境與可靠性試驗(yàn)中，產(chǎn)品表面的溫度狀況由產(chǎn)品對(duì)周圍空氣溫度的響應(yīng)而確定，而產(chǎn)品內(nèi)部的溫度響應(yīng)特性及其溫度應(yīng)力場則取決于產(chǎn)品自身的結(jié)構(gòu)、材料及組成。