是一种用于测试材料、产品等在瞬间高温和瞬间低温度的环境交替变化下的耐受性的设备。以下是对其工作原理的深入理解:
制冷系统是实现低温度的环境的关键部分。它主要由压缩机、冷凝器、节流装置(如毛细管或膨胀阀)和蒸发器组成。压缩机将制冷剂气体压缩,使其温度和压力升高。高温度高压力的制冷剂气体进入冷凝器,通过风冷或水冷的方式将热量散发出去,凝结成液体。然后,制冷剂液体通过节流装置,压力和温度急剧下降,进入蒸发器。在蒸发器中,制冷剂液体吸收周围环境的热量而汽化,以此来降低试验箱低温室的温度。
机将加热后的空气均匀地吹向各个角落,使整个高温环境的温度差异控制在较小的范围内。
控制系统是冷热冲击试验箱的 “大脑”。它可以设定试验的温度范围、气温变化速率、循环次数等参数。通过温度传感器实时监测各个工作室的温度,并根据设定值控制制冷系统、加热系统和风门的开闭。例如,当测试室需要从高温环境快速转换到低温度的环境时,控制管理系统会关闭高温室与测试室之间的风门,打开低温室与测试室之间的风门,同时调节制冷系统的功率,使测试室的温度迅速下降。
当进行高温冲击试验时,控制管理系统首先开启加热系统,加热管开始工作,加热室内的空气。循环风机将热空气在高温室内充分循环,使温度均匀。然后,风门打开,热空气快速进入测试室,对放置在测试室中的样品进行高温冲击。在这样的一个过程中,热量主要是通过热对流的方式从高温空气传递给样品。样品吸收热量后,其自身的温度迅速升高,材料的物理和化学性质可能会发生相应的变化,如膨胀、软化等。
在低温冲击阶段,制冷系统使低温室保持在设定的低温状态。当有必要进行低温冲击时,相应的风门打开,低温空气进入测试室。低温空气与测试室内的样品接触,热量从样品传递给低温空气,使样品的温度迅速下降。这样的一个过程也是热对流起最大的作用。同时,由于温度的急剧降低,样品有极大几率会出现收缩、脆化等现象,从而能够测试产品在低温度的环境下的性能。
冷热冲击试验箱可以在一定程度上完成快速的温度转换,重点是风门的快速开闭和制冷、加热系统的高效配合。风门一般都会采用特殊的隔热材料和快速驱动装置,能够在极短的时间内打开或关闭通道。例如,当从高温冲击转换到低温冲击时,控制管理系统会立即关闭高温室与测试室之间的风门,防止热空气继续进入测试室,同时迅速打开低温室与测试室之间的风门,让低温空气涌入。同时,制冷系统会加大功率,以确保测试室的温度能快速下降到设定的低温值。