环境素对产品的影响是很大的,国内外很多资料表明,产品失效原因的大部分是由环境囚素造成的。美国空军总部曾对沿海基地使用的产品进行过故障调查和分析,发生故障的产品52%是由环境因素引起的,其中温度因素引起的故障占各环境因素引起的故障的4 0%。对同一机种1 75架飞机上3 1种产品连续两年的故障统计分析,总故障的52%与环境因素有关,其中温度引起的故障占诸环境素引起的55%。
我国某部曾对机载产品失效情况进行分析统汁,总故障中5 2.7%是环境因素引起的,其中温度因素引起的故障占诸环境因素的4 2%。由此町见环境因素对产品质量的影响确实是很大的。同时也证明了影响产品质量的各种环境因素中,温度因素对产品质量的影响更人,更突出。在温度因素中,温度变化因素比单一的高温因素或低温闪素对产品的影响要大的多。产品在使,储存和运输过程中会经常遇到这种环境因素。美国环境科学学会曾对各种环境应力的筛选做过统计分析,证明了温度环境的筛选产品的温度变化试验方法规定的t 2是2—3分钟,并规定采用闩动两箱法t 2可以少于30秒。第二种方法是具有规定温度变化速率的温度变化试验。这种方法除规定了TA、TB、t l外,还规定了升降温速率。如电子产品规定的升降温速率是5分钟内半均速率为:l±O.2℃/1 1 1ii 3:3±0.6℃/1 1 1ii 3;和5±1℃/1 1 1in三个等级。第三种方法是温度变化两液槽法。这种方法和第一种方法所规定参数基本相同,不同的是,这种试验是在两个不同温度的液槽中进行的。以三种方法的试验,标准中均规定了循环次数。
对于研制过程中新产品,如何确定循环次数,从统计规律中总结出来的经验说明,产品的故障率同温度的变化的循环次数有关,也同产品所含有的元器件、零部件的数量有l关。所含元件件数,设备所含元器件数量与故障率的关系大致可用下图1和图2表示:效率比其他任何环境应力的筛选效率都高的多。此许多产品,特别是机电、电T和电了产品的诸多标准中都有温度变化实验的检验项同。许多产品的上艺中也有同温度变化实验类似的温度循环筛选工艺。由于经济条件的限制许多中小企、I缺乏用f这项试验或筛选的设备,少数企业从眼前经济利益考虑不愿意进行这样的试验和筛选,甚至许多应用产品的标准中没有温度变化这个检验项目。这对保证和提高产品的质量是极为不利的。温度变化试验的方法有三种,一个是具有规定转换时间的两箱法试验,它是用一台低温箱和一一台高温箱进行的。根据产品标准规定的下限温度TA(低温),上限温度T B(高温),温度持续时间t l,高、低温转换时间t2进行试验。它的转换时间t2是固定的,如电子产品的温度变化试验方法规定的t 2是2—3分钟,并规定采用闩动两箱法t 2可以少于3O秒。第二种方法是具有规定温度变化速率的温度变化试验。这种方法除规定了TA、TB、t l外,还规定了升降温速率。如电子产品规定的升降温速率是5分钟内半均速率为:l±O.2℃/1 1 1ii 3:3±0.6℃/1 1 1ii 3;和5±1℃/1 1 1in三个等级。
第三种方法是温度变化两液槽法。这种方法和第一种方法所规定参数基本相同,不同的是,这种试验是在两个不同温度的液槽中进行的。以三种方法的试验,标准中均规定了循环次数。对于研制过程中新产品,如何确定循环次数,从统计规律中总结出来的经验说明,产品的故障率同温度的变化的循环次数有关,也同产品所含有的元器件、零部件的数量有l关。所含元件件数,设备所含元器件数量与故障率的关系大致可用下图1和图2表示:
从图1和图2可以看出,结构比较简单的元器件和含元器件、零部件较少的整机,一般选择5次循环就町以了。结构比较复杂,所用元器件、零部件较多的整机选择10次循环就可以将绝大部分故障因素暴露出来。为了设备、整机和仪器可靠性更高有时也可能选择20次到30次循环。如某些彩色电视机在定型试验时就选择了3 o7~循环。第一种方法和第三种方法操作都比较简单,有台低温箱,一台高温箱或一个冷水槽、一个热水槽就能完成这两种方法的试验。第二种方法存台试验箱中进行的,这种试验箱要具有低温功能,高温功能,还要保证其升降温速率不变,并能符合不同速率的要求。这种设备由于价格昂贵,一般中小企业足小具备的。我院十几年前从意大~I JAC s公司进口一台u Y l200C型温湿度试验箱,是进行这种试验比较理想的殴备。它的温度范围足一70℃到l80℃;相对湿度范围足10℃到98℃:箱内容积为l 200升。该设备具有完整、准确的显示系统,灵敏、可靠的保护系统和准确的微处理机拧制系统。该设备能设定5 O段程序,9 80O次循环。以电视机温度变化为例,介绍用这台设备进行该项试验的具体操作方法,并将用以期检验的温度变化试验的图形表示出来,如图3:
假设室温是l 5℃,降到一l0℃,我们将时间设定为:3O分钟,它的降温速率足: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。低温3h结束需要丌温,升温时间可设定为lh,它的升温速率: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高温3h结束需要将温度降到室温,它的降温速率:u=(40℃—l 5℃)/3 0I l li rl=0.83℃/I l li r l。用五段序就将个周期的温度和时间参数发定完毕。具体序如表l:
根据设备容积可在上下两层放置4到6台电视机,然后打开电源开关,温度开关,通风机开关,存微处理机上按下程序P RG开关,按简单循环CS键,通过数宁键盘输入l;按℃键,通过数字键盘输入一l0℃:按D键,通过数字键盘输入0.5h;再按℃键,通过数字键盘输入一l 0℃;再按D键,通过数字键盘输入3h;依次将第3、第4、第5段程序输入。以上步骤完成后再依次按下程序键、C s键、℃键、D键,检查所设程序是否正确,如果微处理器显示各段无差错,再一次按下程序键,将程序存入微处理机的存储器中。最后按下总循环计数键C C,通过键盘输入总循环数1 0,启动设备运行i~R UN,设备就可按所设程运行了,当第5段程序结束时,总循环数显示键由原来的1 O变为9,设备进入第二次循环。依次类推到第l O次循环结束,总循环数显示键将变成零。设备自动停机。设备在升降温过程中,温度显示键除示箱内实际温度外,按下该键将显示此时微处理机给出的指令温度值。随着箱内实际温度变化,它的指定温度也在变化,以此保证设备升降温速率不变。
彩色电视在定型试验时,下限温度T A是一3O℃,上限温度TB是4 5℃,循环3O次,并规定在低温持续时间和高温持续时f HJt l过程中,电视机要施加2 20V交流电,使电视机处于工作状态中。设备控制系统有4个继电器将电视机电源线的一一根与其中一个继电器相连,然后通过按附加输出键A,通过数健盘把与电视机相连的继电器序号输入。当设备运行进入这段程序时,微处理机附加输出指示灯中,该序号指示灯亮,表示该继电器接通电视机工作。我们如果让第一个继电器与箱内所有电视机相联,整个程序设定如表2。
实际操作步骤同前面所述的一l O℃一4 O℃的试验基本相同,只是每段程序输入温度值后要按A键,通过键盘在升降温度阶段输入0,在恒温阶段输入l,最后通过键盘将总循环数3 0输入,就可以投入运行了。从以上所述的实际操作,可以看出用这台设备进行规定度变化率的温度变化试验是很方便的。但这台试验箱也有不足,耗电最大总共率高达l 7Kw。噪声大,高达72分贝。还有一些缺点就不一一叙述了。用中日合资生产的SE WTH—Z一08 0进行温度循环筛选和温度变化试验也是非常方便的。该试验具有8立方米的容积,低温可达一6 5℃,高温可达8 O℃,其‘降温速率通过程序设计和输入足可控的。对于大型试验样品进行具有规定温度变化速率的温度变化试验来说,是一台比较理想的设备。彩色电视接收机温度变化试验规定的上限温度是4O℃,下限温度是一l O℃,高低温持续的时间是3d,时,温度下降和上升的速率是l±0.2℃/m i n,完成一个周期所需要的时间是8小时,循环次数规定为l 0次。它的程序模式可以这样设计,见表3,~l J表4:
