страница - 66
постепенных и внезапных отказов изделий. Поскольку повышение температуры происходит под воздействием внешних и внутренних факторов, то важное значение приобретает состояние изделия. Состояние изделия определяется тем, является ли оно тепловыделяющим (теплорассеивающим) или нетепловыделяющим (нетеплорассеивающим). Температура тепловыделяющего изделия зависит не только от условий окружающей среды, но и от количества рассеиваемой им теплоты, что следует учитывать при испытании.
Воспроизведение условий испытаний, близких к реальным, возможно в климатических испытательных камерах, габаритные размеры которых во много раз превышают габаритные размеры изделия. В этом случае в камере создаются условия, примерно аналогичные свободному обмену воздуха в пространстве. Однако реализация таких испьгганий весьма затруднительна, поэтому широкое распространение получили камеры с принудительной циркуляцией воздуха, что существенно облегчает установление и поддержание определенного температурного режима.
Нагрев (термостатирование) камер может осуществляться двумя основными способами: прямым (непосредственным) и косвенным.
Прямой нагрев воздуха в камере может осуществляться за счет расположения электронагревателей за внутренней стенкой (за рубашкой) камеры, окружающей ее рабочий объем со всех сторон (рис. 2.5.1), а также за счет принудительной циркуляции воздуха, предварительно нагретого электронагревателями, расположенными внутри камеры со специальным экраном (рис. 2.5.2).
В первом случае обеспечиваются равномерность пространственного распределения температуры и высокая ее стабильность при сравнительно небольшой скорости движения
Сигнал на охлаждение
В 6
Сигнал на нагреВ
воздуха, что создает условия, близкие к свободному обмену воздуха в камере. Высокая равномерность нагрева обеспечивается за счет большой поверхности нагрева и достаточно большой мощности электронагревательных элементов, обеспечивающих получение высокой температуры.
К достоинствам данных камер можно отнести минимальное время достижения предельных температур и восстановления температурного режима камеры после помещения в нее испытуемых изделий. Однако необходимость при большом объеме иметь большую мощность нагревателей ограничивает применение данного способа нагрева. В связи с этим получили применение камеры с принудительной циркуляцией воздуха.
Осуществление прямого нагрева за счет циркуляции воздуха, предварительно нагретот* электронагревателями, расположенными внутри камеры, несколько упрощает конструкцию камеры. В этом случае для получения однородного потока воздуха вентилятор, создающий повышенное давление, размещают в фор-камере, откуда выход воздуха может осуществляться через фильтр (например, из стекловолокна).
Практически достаточная для всех случаев скорость воздушного потока составляет 0,5 мС"1. Однако при одновременном испытании группы изделий в одной камере следует уделять большее внимание выбору скорости и направления воздушного потока.
К недостаткам данной конструкции камеры можно отнести большую продолжительность нагрева и большой потребляемый объем воздуха.
Существуют камеры, сочетающие циркуляцию и нагрев воздуха в пространстве за рубашкой камеры.
Рис. 2.5.1. Испытательная камера тепла в холода с прямым нагревом (охлаждением) электронагревателями (испарителями), размещенными за внутренней металлической стенкой (рубашкой) камеры: 1 - контрольный датчик температуры; 2 - рубашка камеры; 3 - вентилятор; 4 - регулятор температуры; 5 - холодильная установка; 6 - электронагреватель
Рве. 2.5.2. Испытателыия камера тепла в холода с прямым нагревом в охлаждением за счет циркуляцив воздуха:
- контрольный датчик температуры; 2 - вентилятор; 3 - регулятор температуры; 4 - охладитель (испаритель); 5 - электронагреватель; 6 - канал циркуляции воздуха; 7 - холодильная установка
Сигнал на охлаждение
2 J Сигнал на нагрев
Рис. 2.5.3. Испытательная камера тепла с косвенным нагревом за счет циркуляции термоносятеля в "зарубашечном" пространстве:
1 - контрольный датчик температуры; 2 - вентилятор; 3 - регулятор температуры; 4 - нагреватель; 5 - циркуляционный насос; 6 - нагреватель;
7- термостат (емкость с термоносителем)
К преимуществам камер с прямым способом нагрева можно отнести их относительную простоту и невысокую стоимость. Однако у них имеются и существенные недостатки:
-наличие больших колебаний температуры за счет ее скачков при включении и выключении нагрева регулятором;
-необходимость частых включений, вызванных низкой теплоемкостью воздуха;
-трудность точной установки заданной температуры.
8камере с косвенным нагревом (рис. 2.5.3) (термостатированием) для осуществления интенсивного теплообмена, при котором происходит передача тепла от одной среды к другой, используется специальная промежуточная среда, обеспечивающая перенос теплоты от нагревателя к нагреваемому телу или от охлаждаемого тела к охладителю, называемая теплоносителем (в камерах теплоты - теплоносителем, а в камерах холода - холодоносителем).
Термоносители могут быть жидкими и газообразными веществами. В испытательных камерах в основном применяются жидкие термоносители. В камерах теплоты или комбинированных камерах нагреватель располагается в теплообменном аппарате - термостате, в котором происходит нагрев термонреителя.
Термостат представляет собой бак с расположенным в нем радиатором нагревателя. Применяемый способ изготовления внутренних стенок камер с косвенным нагревом обеспечивает образование в них системы каналов, служащих теплообменником для термоносителя, что обеспечивает хорошее распределение температуры в рабочем объеме камеры. Наружную поверхность стенок камеры часто полируют.
Для поддержания определенного температурного режима внутри камеры и для исключения влияния окружающей темпера-
1----i Л | к . | —1 \vs(t) | ||
\ | /су | к | 1 | |
u(t) |
0)
u(t)
Ряс. 2.5.4. Структурные схемы САР температуры воздуха в испытательной камере:
а - замкнутая; б - разомкнутая; в - комбинированная с алгебраическим суммированием
туры на ее работу между стенками камеры располагают термоизоляционный материал с малым коэффициентом теплопроводности (X «0,035 + 0,14 Вт-м-1-К"1) й малой плотностью (р = 25 + 300 кг • м-3).
Принудительная циркуляция воздуха в камере зависит от ее аэродинамики, определяемой местом расположения вентилятора и конструкцией воздуховодов.
В конструкциях камер предусматривается внутреннее освещение, специальные проходные отверстия для подведения по проводам (кабелям) сигналов и питающих напряжений к испытуемым изделиям.
В камере размещаются чувствительные элементы (ЧЭ) - термопреобразователи, сигналы с которых подаются к системе автоматического регулирования (САР) (рис. 2.5.4). САР температуры воздуха в основном состоит из объекта управления (ОУ) и управляющего устройства (УУ).
Возможны три основных типа САР температуры воздуха в камере:
при установке контрольного термопреобразователя (чувствительного элемента ЧЭ) воздуха в камере (после теплообменника) -замкнутая система регулирования (рис. 2.5.4, а)\
при установке контрольного термопреобразователя в воздуховоде - разомкнутая систе-
ма регулирования, так как изменение температуры в камере не вызывает изменений в управляющем устройстве (рис. 2.5.4, б);
при установке двух контрольных термопреобразователей в местах, соответствующих указанным в рассмотренных выше системах, -комбинированная система с последующим алгебраическим суммированием воздействий (рис. 2.5.4, в).
2.5.2.2. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА В КАМЕРАХ
Температура воздуха в испытательных камерах измеряется с помощью термометров. Она характеризует как качественную, так и количественную сторону процесса теплообмена. Непосредственно измерить температуру нельзя, но можно определить ее значение по однозначному изменению некоторых физических параметров тела. Такими параметрами, зависящими от температуры, являются, например, объем, длина, электрическое сопротивление, термоэлектродвижущая сила, энергетическая яркость излучения и др.
Температуру измеряют с помощью термоизмерительных преобразователей (датчиков), которые получили название термометров. Термометры предназначены для выработки сигнала в форме, удобной для восприятия наблюдателем, автоматической обработки, передачи и использования в автоматических системах управления.
Термопреобразователи кладофицяруются по ряду признаков.
1.По физическому явлению, положенному в основе принципа действия, различают термометры расширения, термометры сопротивления, термоэлектрические термометры, пирометры и т.д.
2.По связи с объектом измерения термопреобразователи могут быть контактными и бесконтактными.
3.По классу точности термопреобразователи определяются пределами допустимых основных и дополнительных погрешностей, а также другими влияющими на точность измерения свойствами, значения которых устанавливаются специальными стандартами.
2.5.2.3. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ НА ВОЗДЕЙСТВИЕ ПОВЫШЕННОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ
Целью испытаний является определение пригодности изделий к эксплуатации или хранению при воздействии повышенной температуры. В условиях воздействия повышенной температуры и (или) после пребывания в указанных условиях проводят проверку значений параметров и (или) внешнего вида изделий для установления их соответствия требованиям. Метод испытаний зависит от того, яв-
ляется ли изделие тепловыводящим или нет, а также от того, находится ли оно под электрической нагрузкой. Существуют определенные различия в методах и температурных режимах испьгганий радиоэлектронной аппаратуры (средств измерений) и ее элементов.
Испытания изделий проводят в термокамерах, обеспечивающих воспроизведение температурных режимов, предусмотренных НТД. В соответствии с требованиями стандартов при испытаниях рекомендуется выбирать значения повышенных температур из следующего ряда:
200, 175, 155, 125, 100, 85, 70, 55, 40, 30 °С с
допустимым отклонением ± 2 °С .
При значениях температур выше 200° С отклонение температуры от нормированных значений также не должно превышать ±2%.
Продолжительность выдержки при испытаниях элементов РЭА должна составлять 16 ч, а при испытаниях аппаратуры на хранение -96 ч и при испытаниях на функционирование - не менее 2 ч. Во время данных испьгганий абсолютная влажность воздуха в камере не должна превышать значения, соответствующего нормальным климатическим условиям.
В процессе установления (повышения) в камере заданной температуры скорость ее изменения не должна превышать 1°С "мин"1, причем берется среднее значение температуры за период не более 5 мин.
Метод испытаний тепловыводяпщх и не-тепловыводяпщх изделий без электрической нагрузки. После выдержки изделия в нормальных климатических условиях проводят его осмотр и первоначальные измерения значений параметров. Изделие помещают в камеру, в которой устанавливают заданную повышенную температуру. В зависимости от требований стандартов и ТУ повышенная температура в камере может быть установлена заранее или в процессе последующего нагрева. Продолжительность выдержки изделия при заданной температуре определяется с момента установления стационарного температурного режима в камере. После достижения теплового равновесия изделие выдерживают в камере при заданной температуре в течение установленного времени, По окончании выдержки проводят заключительные измерения значений параметров изделий.
Указанные измерения можно проводить Непосредственно в камере, а если это невозможно, то изделие извлекают из камеры и выполняют измерения. В ряде случаев оговаривается время, в течение которого должны быть проведены указанные измерения, или температура изделия, при которой они должны быть проведены. Возможны случаи, когда осмотр и измерение значений параметров осуществляют после выдержки изделия в тече-
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41] [стр.42] [стр.43] [стр.44] [стр.45] [стр.46] [стр.47] [стр.48] [стр.49] [стр.50] [стр.51] [стр.52] [стр.53] [стр.54] [стр.55] [стр.56] [стр.57] [стр.58] [стр.59] [стр.60] [стр.61] [стр.62] [стр.63] [стр.64] [стр.65] [стр.66] [стр.67] [стр.68] [стр.69] [стр.70] [стр.71] [стр.72] [стр.73] [стр.74] [стр.75] [стр.76] [стр.77] [стр.78] [стр.79] [стр.80] [стр.81] [стр.82] [стр.83] [стр.84] [стр.85] [стр.86] [стр.87] [стр.88] [стр.89] [стр.90] [стр.91] [стр.92] [стр.93] [стр.94] [стр.95] [стр.96] [стр.97] [стр.98] [стр.99] [стр.100] [стр.101] [стр.102] [стр.103] [стр.104] [стр.105] [стр.106] [стр.107] [стр.108] [стр.109] [стр.110] [стр.111] [стр.112] [стр.113] [стр.114] [стр.115] [стр.116] [стр.117] [стр.118] [стр.119] [стр.120] [стр.121] [стр.122] [стр.123] [стр.124] [стр.125] [стр.126] [стр.127] [стр.128] [стр.129] [стр.130] [стр.131] [стр.132] [стр.133] [стр.134] [стр.135] [стр.136] [стр.137] [стр.138] [стр.139] [стр.140] [стр.141] [стр.142] [стр.143] [стр.144] [стр.145] [стр.146] [стр.147] [стр.148] [стр.149] [стр.150] [стр.151]