環(huán)境素對(duì)產(chǎn)品的影響是很大的,國(guó)內(nèi)外很多資料表明,產(chǎn)品失效原因的大部分是由環(huán)境囚素造成的。美國(guó)空軍總部曾對(duì)沿海基地使用的產(chǎn)品進(jìn)行過故障調(diào)查和分析,發(fā)生故障的產(chǎn)品52%是由環(huán)境因素引起的,其中溫度因素引起的故障占各環(huán)境因素引起的故障的4 0%。對(duì)同一機(jī)種1 75架飛機(jī)上3 1種產(chǎn)品連續(xù)兩年的故障統(tǒng)計(jì)分析,總故障的52%與環(huán)境因素有關(guān),其中溫度引起的故障占諸環(huán)境素引起的55%。
我國(guó)某部曾對(duì)機(jī)載產(chǎn)品失效情況進(jìn)行分析統(tǒng)汁,總故障中5 2.7%是環(huán)境因素引起的,其中溫度因素引起的故障占諸環(huán)境因素的4 2%。由此町見環(huán)境因素對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響確實(shí)是很大的。同時(shí)也證明了影響產(chǎn)品質(zhì)量的各種環(huán)境因素中,溫度因素對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響更人,更突出。在溫度因素中,溫度變化因素比單一的高溫因素或低溫閃素對(duì)產(chǎn)品的影響要大的多。產(chǎn)品在使,儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中會(huì)經(jīng)常遇到這種環(huán)境因素。美國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)曾對(duì)各種環(huán)境應(yīng)力的篩選做過統(tǒng)計(jì)分析,證明了溫度環(huán)境的篩選產(chǎn)品的溫度變化試驗(yàn)方法規(guī)定的t 2是2—3分鐘,并規(guī)定采用閂動(dòng)兩箱法t 2可以少于30秒。第二種方法是具有規(guī)定溫度變化速率的溫度變化試驗(yàn)。這種方法除規(guī)定了TA、TB、t l外,還規(guī)定了升降溫速率。如電子產(chǎn)品規(guī)定的升降溫速率是5分鐘內(nèi)半均速率為:l±O.2℃/1 1 1ii 3:3±0.6℃/1 1 1ii 3;和5±1℃/1 1 1in三個(gè)等級(jí)。第三種方法是溫度變化兩液槽法。這種方法和第一種方法所規(guī)定參數(shù)基本相同,不同的是,這種試驗(yàn)是在兩個(gè)不同溫度的液槽中進(jìn)行的。以三種方法的試驗(yàn),標(biāo)準(zhǔn)中均規(guī)定了循環(huán)次數(shù)。
對(duì)于研制過程中新產(chǎn)品,如何確定循環(huán)次數(shù),從統(tǒng)計(jì)規(guī)律中總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)說明,產(chǎn)品的故障率同溫度的變化的循環(huán)次數(shù)有關(guān),也同產(chǎn)品所含有的元器件、零部件的數(shù)量有l關(guān)。所含元件件數(shù),設(shè)備所含元器件數(shù)量與故障率的關(guān)系大致可用下圖1和圖2表示:效率比其他任何環(huán)境應(yīng)力的篩選效率都高的多。此許多產(chǎn)品,特別是機(jī)電、電T和電了產(chǎn)品的諸多標(biāo)準(zhǔn)中都有溫度變化實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)項(xiàng)同。許多產(chǎn)品的上藝中也有同溫度變化實(shí)驗(yàn)類似的溫度循環(huán)篩選工藝。由于經(jīng)濟(jì)條件的限制許多中小企、I缺乏用f這項(xiàng)試驗(yàn)或篩選的設(shè)備,少數(shù)企業(yè)從眼前經(jīng)濟(jì)利益考慮不愿意進(jìn)行這樣的試驗(yàn)和篩選,甚至許多應(yīng)用產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)中沒有溫度變化這個(gè)檢驗(yàn)項(xiàng)目。這對(duì)保證和提高產(chǎn)品的質(zhì)量是極為不利的。溫度變化試驗(yàn)的方法有三種,一個(gè)是具有規(guī)定轉(zhuǎn)換時(shí)間的兩箱法試驗(yàn),它是用一臺(tái)低溫箱和一一臺(tái)高溫箱進(jìn)行的。根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的下限溫度TA(低溫),上限溫度T B(高溫),溫度持續(xù)時(shí)間t l,高、低溫轉(zhuǎn)換時(shí)間t2進(jìn)行試驗(yàn)。它的轉(zhuǎn)換時(shí)間t2是固定的,如電子產(chǎn)品的溫度變化試驗(yàn)方法規(guī)定的t 2是2—3分鐘,并規(guī)定采用閂動(dòng)兩箱法t 2可以少于3O秒。第二種方法是具有規(guī)定溫度變化速率的溫度變化試驗(yàn)。這種方法除規(guī)定了TA、TB、t l外,還規(guī)定了升降溫速率。如電子產(chǎn)品規(guī)定的升降溫速率是5分鐘內(nèi)半均速率為:l±O.2℃/1 1 1ii 3:3±0.6℃/1 1 1ii 3;和5±1℃/1 1 1in三個(gè)等級(jí)。
第三種方法是溫度變化兩液槽法。這種方法和第一種方法所規(guī)定參數(shù)基本相同,不同的是,這種試驗(yàn)是在兩個(gè)不同溫度的液槽中進(jìn)行的。以三種方法的試驗(yàn),標(biāo)準(zhǔn)中均規(guī)定了循環(huán)次數(shù)。對(duì)于研制過程中新產(chǎn)品,如何確定循環(huán)次數(shù),從統(tǒng)計(jì)規(guī)律中總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)說明,產(chǎn)品的故障率同溫度的變化的循環(huán)次數(shù)有關(guān),也同產(chǎn)品所含有的元器件、零部件的數(shù)量有l關(guān)。所含元件件數(shù),設(shè)備所含元器件數(shù)量與故障率的關(guān)系大致可用下圖1和圖2表示:
從圖1和圖2可以看出,結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的元器件和含元器件、零部件較少的整機(jī),一般選擇5次循環(huán)就町以了。結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,所用元器件、零部件較多的整機(jī)選擇10次循環(huán)就可以將絕大部分故障因素暴露出來。為了設(shè)備、整機(jī)和儀器可靠性更高有時(shí)也可能選擇20次到30次循環(huán)。如某些彩色電視機(jī)在定型試驗(yàn)時(shí)就選擇了3 o7~循環(huán)。第一種方法和第三種方法操作都比較簡(jiǎn)單,有臺(tái)低溫箱,一臺(tái)高溫箱或一個(gè)冷水槽、一個(gè)熱水槽就能完成這兩種方法的試驗(yàn)。第二種方法存臺(tái)試驗(yàn)箱中進(jìn)行的,這種試驗(yàn)箱要具有低溫功能,高溫功能,還要保證其升降溫速率不變,并能符合不同速率的要求。這種設(shè)備由于價(jià)格昂貴,一般中小企業(yè)足小具備的。我院十幾年前從意大~I JAC s公司進(jìn)口一臺(tái)u Y l200C型溫濕度試驗(yàn)箱,是進(jìn)行這種試驗(yàn)比較理想的毆備。它的溫度范圍足一70℃到l80℃;相對(duì)濕度范圍足10℃到98℃:箱內(nèi)容積為l 200升。該設(shè)備具有完整、準(zhǔn)確的顯示系統(tǒng),靈敏、可靠的保護(hù)系統(tǒng)和準(zhǔn)確的微處理機(jī)擰制系統(tǒng)。該設(shè)備能設(shè)定5 O段程序,9 80O次循環(huán)。以電視機(jī)溫度變化為例,介紹用這臺(tái)設(shè)備進(jìn)行該項(xiàng)試驗(yàn)的具體操作方法,并將用以期檢驗(yàn)的溫度變化試驗(yàn)的圖形表示出來,如圖3:
假設(shè)室溫是l 5℃,降到一l0℃,我們將時(shí)間設(shè)定為:3O分鐘,它的降溫速率足:u=[1 5℃一(一l 0℃)]/30 I l li r l一0 83℃/I l lj r l符合l±0.5℃/m in的要求。低溫3h結(jié)束需要丌溫,升溫時(shí)間可設(shè)定為lh,它的升溫速率:u=[40℃一(一l0℃)]/60 I l li r l=5 0℃/6 O I l li r l=0.8 3℃/I l li rl高溫3h結(jié)束需要將溫度降到室溫,它的降溫速率:u=(40℃—l 5℃)/3 0I l li rl=0.83℃/I l li r l。用五段序就將個(gè)周期的溫度和時(shí)間參數(shù)發(fā)定完畢。具體序如表l:
根據(jù)設(shè)備容積可在上下兩層放置4到6臺(tái)電視機(jī),然后打開電源開關(guān),溫度開關(guān),通風(fēng)機(jī)開關(guān),存微處理機(jī)上按下程序P RG開關(guān),按簡(jiǎn)單循環(huán)CS鍵,通過數(shù)寧鍵盤輸入l;按℃鍵,通過數(shù)字鍵盤輸入一l0℃:按D鍵,通過數(shù)字鍵盤輸入0.5h;再按℃鍵,通過數(shù)字鍵盤輸入一l 0℃;再按D鍵,通過數(shù)字鍵盤輸入3h;依次將第3、第4、第5段程序輸入。以上步驟完成后再依次按下程序鍵、C s鍵、℃鍵、D鍵,檢查所設(shè)程序是否正確,如果微處理器顯示各段無差錯(cuò),再一次按下程序鍵,將程序存入微處理機(jī)的存儲(chǔ)器中。最后按下總循環(huán)計(jì)數(shù)鍵C C,通過鍵盤輸入總循環(huán)數(shù)1 0,啟動(dòng)設(shè)備運(yùn)行i~R UN,設(shè)備就可按所設(shè)程運(yùn)行了,當(dāng)?shù)?/FONT>5段程序結(jié)束時(shí),總循環(huán)數(shù)顯示鍵由原來的1 O變?yōu)?/FONT>9,設(shè)備進(jìn)入第二次循環(huán)。依次類推到第l O次循環(huán)結(jié)束,總循環(huán)數(shù)顯示鍵將變成零。設(shè)備自動(dòng)停機(jī)。設(shè)備在升降溫過程中,溫度顯示鍵除示箱內(nèi)實(shí)際溫度外,按下該鍵將顯示此時(shí)微處理機(jī)給出的指令溫度值。隨著箱內(nèi)實(shí)際溫度變化,它的指定溫度也在變化,以此保證設(shè)備升降溫速率不變。
彩色電視在定型試驗(yàn)時(shí),下限溫度T A是一3O℃,上限溫度TB是4 5℃,循環(huán)3O次,并規(guī)定在低溫持續(xù)時(shí)間和高溫持續(xù)時(shí)f HJt l過程中,電視機(jī)要施加2 20V交流電,使電視機(jī)處于工作狀態(tài)中。設(shè)備控制系統(tǒng)有4個(gè)繼電器將電視機(jī)電源線的一一根與其中一個(gè)繼電器相連,然后通過按附加輸出鍵A,通過數(shù)健盤把與電視機(jī)相連的繼電器序號(hào)輸入。當(dāng)設(shè)備運(yùn)行進(jìn)入這段程序時(shí),微處理機(jī)附加輸出指示燈中,該序號(hào)指示燈亮,表示該繼電器接通電視機(jī)工作。我們?nèi)绻尩谝粋(gè)繼電器與箱內(nèi)所有電視機(jī)相聯(lián),整個(gè)程序設(shè)定如表2。
實(shí)際操作步驟同前面所述的一l O℃一4 O℃的試驗(yàn)基本相同,只是每段程序輸入溫度值后要按A鍵,通過鍵盤在升降溫度階段輸入0,在恒溫階段輸入l,最后通過鍵盤將總循環(huán)數(shù)3 0輸入,就可以投入運(yùn)行了。從以上所述的實(shí)際操作,可以看出用這臺(tái)設(shè)備進(jìn)行規(guī)定度變化率的溫度變化試驗(yàn)是很方便的。但這臺(tái)試驗(yàn)箱也有不足,耗電最大總共率高達(dá)l 7Kw。噪聲大,高達(dá)72分貝。還有一些缺點(diǎn)就不一一敘述了。用中日合資生產(chǎn)的SE WTH—Z一08 0進(jìn)行溫度循環(huán)篩選和溫度變化試驗(yàn)也是非常方便的。該試驗(yàn)具有8立方米的容積,低溫可達(dá)一6 5℃,高溫可達(dá)8 O℃,其‘降溫速率通過程序設(shè)計(jì)和輸入足可控的。對(duì)于大型試驗(yàn)樣品進(jìn)行具有規(guī)定溫度變化速率的溫度變化試驗(yàn)來說,是一臺(tái)比較理想的設(shè)備。彩色電視接收機(jī)溫度變化試驗(yàn)規(guī)定的上限溫度是4O℃,下限溫度是一l O℃,高低溫持續(xù)的時(shí)間是3d,時(shí),溫度下降和上升的速率是l±0.2℃/m i n,完成一個(gè)周期所需要的時(shí)間是8小時(shí),循環(huán)次數(shù)規(guī)定為l 0次。它的程序模式可以這樣設(shè)計(jì),見表3,~l J表4:
