根据GB/T2423系列标准选择温湿度试验箱

natasha2008

1、 前言
GB/T2423系列标准是由国家质量监督检验检疫总局发布，等同或等效采用IEC相关标准，用于考核或确定国内生产销售的电工电子产品在各种环境条件下贮存和(或)使用的适应性。GB/T2423在国内具有一定的权威性，在电工电子行业具有普片的实用性。如果所谓的标准试验箱不能满足此标准的使用要求，就不是合格的产品。
与温湿度有关的试验，试验设备有高温试验箱、低温试验箱、高低温(交变)试验箱、湿热试验箱、温度冲击试验箱。除温度冲击试验箱，其余可组合成高低温(交变)湿热试验箱。在与用户接触中，也有用户提出把冲击试验箱也组合进去的，这在使用上是及不经济的，技术上也需要有所突破。
虽然目前市面上的试验箱从样本指标上看都能满足试验需要，台资企业还专门有行业划分的宣传。其实且不谈产品可靠性，就单从控制技术及配置上分析，还是有较大差别的。而这种差别非资深用户是不了解的。下面针对各项试验进行目标实现方法分析。
2、 GB/T2423.1-2001试验A：低温
低温试验分三种：
试验Aa：温度突变
试验Ab：温度渐变
试验Ad：散热试品的温度渐变(就是常说的发热负载)
对于散热试品与非散热试品的区分标准上有明确规定。
对于温度渐变标准上有明确规定：试验(箱)室内温度变化速率不大于1k/min(不超过5min时间的平均值)。对于温度突变，可以理解为只要温度变化速率大于温度渐变的值都算。标准建议突变试验的高效方式，试验箱到温后将试品放入，对于试验箱将是一个考验。
对于这个试验，试验箱需具备除指标外的一些功能有：
（1）控制仪表应该有温度斜率跟踪功能，能控制试验箱的降温速率按0.8k/min(5min平均值)降温；
（2）制冷的降温能力要满足从常温到目标温度不小于1k/min；
（3）在低温运行期间允许开门放置试品；
（4）有连续恒温4天的能力。
具有温度斜率跟踪功能的控制仪表，很好办到，市面上到处都有，各大公司的专机、专用软件都能实现。
制冷的降温能力要求只要用户提出使用目标值，有专业技术能力的公司进行计算配置没问题。
对于在低温运行期间允许开门及连续恒温4天，主要考虑蒸发器抗积霜能力，一般伟思富奇、环测、爱斯佩克等采用放大蒸发面积的方式，这就是为什么伟思富奇与爱斯佩克的200L试验箱没有覆叠机组配置，环测没有200L而是300L的试验箱。部分公司却对用户提出一些使用条件加以限制，比如“产品运行期间不能开关箱门”、“低温工作前要烘干工作室”等等貌似对用户负债，实际上是不合理的要求。当然也有好多中国式的解决方式，这些方式是各小公司赖以生存的技术，一般秘而不宣的。其实用户只要得到低温运行期间允许开门及连续恒温4天的保证就可以了。
还有一个涉及能耗的问题。一般用户订产品时考虑企业今后的发展，指标要求有所冗余，比如现在使用的是-25℃的严酷等级的指标，今后打算达到-55℃的指标，订货要求-60℃。用具有-60℃制冷能力的产品恒温-25℃显然是大马拉小车，具有技术能力的公司采用的是制冷剂智能(冷输出量PID控制)分流的方式控制工作室的换热量达到恒温目的(通俗地，就是制冷不加热，加热不制冷)，一般技术采用固定分流加热平衡的方式，部分低端公司只有大加热量平衡。其能耗相差不是一点半点的大，以200L的试验箱为例(约数)，冷输出PID控制的能耗基本就是制冷系统的功耗；部分分流的要加大约1.5kW的加热功率；大加热量平衡的要加大约3kW的加热功率。
3、 GB/T2423.2-2001试验B：高温
高温试验分四种：
试验Ba：温度突变
试验Bb：温度渐变
试验Bc：散热试品的温度突变(就是常说的发热负载)
试验Bd：散热试品的温度渐变(就是常说的发热负载)
散热试品与非散热试品，温度渐变与温度突变的定义与低温相同。
建议严酷等级高于155℃(包括)的用专用的高温试验箱做试验。控制要求同样要有斜率跟踪的仪表。
订货时要求供应商列出不同温度段的热补偿能力。有散热试品的散热量数据的要求用户满足补偿要求。
4、 GB/T2423.3-2006试验Cab：恒定湿热及GB/T2423.50-1999试验Cy：恒定湿热(主要用于元件的加速试验)
GB/T2423.3-2006试验Cab：恒定湿热
由于温度为30℃、40℃两个等级，不配制冷系统基本恒不了温。没有区分散热试品和非散热试品，因此应该要求供应商列出热补偿能力，由于制冷影响湿度，湿度试验的热补偿能力比温度试验的热补偿能力小。目前市面上的样本指标只有伟思富奇有湿度热补偿指标(400W)。
GB/T2423.50-1999试验Cy：恒定湿热(主要用于元件的加速试验)
常说的双85试验，有两个问题需要关注：1）首次到温湿度过冲需有手段克服。首次到温由于湿度滞后，到达后会持续升高，如果没有降湿措施，湿度会长时间高于目标值降不下来；2）长时间运行温漂需要克服。由于本试验需运行2000h，虽然现在大部分仪表的PID有抗饱和功能，但是试验箱壁的吸热饱和带来的温漂不通过制冷是消除不掉的，除非产品是专用产品，故意将保温做得差点。但是制冷运行的参与如果不是制冷剂智能(冷输出量PID控制)分流的方式会带来温湿度较大的波动。
5、 GB/T2423.4-2008试验Db：交变湿热(12h+12h循环)
试验要求的指标已经相当宽松，温湿度配置只要达到恒定湿热要求，基本上就能满足交变湿热的需要。
控制仪表需要可以进行试验程序编制的程控仪。由于试验时间较长(最长达56d)，各种提示、保护及报警等功能应尽量配齐。
6、 GB/T2423.22-2002试验Nb：规定温度变化速率的温度变化
GB/T2423.22-2002包括温度变化的三个试验方法：试验Na：规定转换时间的快速温度变化(俗称温度冲击试验)；试验Nb：规定温度变化速率的温度变化(线性升降温)；试验Nc：两液槽法温度快速变化。
这里只讨论试验Nb：规定温度变化速率的温度变化。标准规定变化速率的平均值为5min内，即温度变化需进行斜率跟踪。
对于升温，控制加热量输出即可。降温涉及到线性和能量消耗问题，简单的制冷系统，降温初期由于制冷输出量大，需消耗大量的加热量进行平衡，既浪费能源又影响温场。有部分制冷剂旁路的制冷系统，虽然能源浪费可以减少一点，但是在旁路切换点会出现一个波动，降温曲线不连贯。制冷剂智能(冷输出量PID控制)分流的方式制冷系统，可解决能耗浪费和降温曲线不连贯问题，但也有不足，在降温初期，即高温段，降温曲线呈现较明显的阶梯曲线，到温后有比加热平衡大的温度过冲及波动。
7、 GB/T2423.34-2005试验Z/AD：温度/湿度组合循环试验
标准对试验设备的要求中有一个陷阱：“在不超过30min内，温度能从(25±2℃)降至(-10±2℃)”，实际是从(93±3%RH)/ (25±2℃)降至(-10±2℃)并恒温3h，高湿状态下的降温与常规降温不是一回事，又涉及到蒸发器抗积霜能力。
因此，如果需要做GB/T2423.34-2005试验Z/AD的用户，在订购产品时除能满足前面几个试验方法外，一定要强调有“从(93±3%RH)/ (25±2℃)降至(-10±2℃)并恒温3h”的功能及能力。