一種基于降低吹雨試驗(yàn)中試驗(yàn)場環(huán)境非正常高溫的淋雨箱改造方法

孟春蕾，范廣露

（中國電子科技集團(tuán)公司第二十七研究所，鄭州 450047）

一種基于降低吹雨試驗(yàn)中試驗(yàn)場環(huán)境非正常高溫的淋雨箱改造方法

孟春蕾，范廣露

（中國電子科技集團(tuán)公司第二十七研究所，鄭州 450047）

本文提出了一種基于降低吹雨試驗(yàn)中試驗(yàn)場環(huán)境非正常高溫的淋雨箱改造方法。通過在淋雨箱頂部進(jìn)行切割散熱孔，及時排出風(fēng)機(jī)發(fā)動機(jī)散發(fā)的熱量，使吹雨試驗(yàn)中試驗(yàn)場環(huán)境的非正常高溫得到有效降低，試驗(yàn)嚴(yán)酷等級更加符合國軍標(biāo)的要求，避免試驗(yàn)中受試產(chǎn)品出現(xiàn)非必要損傷。

吹雨試驗(yàn)；試驗(yàn)場環(huán)境；非正常高溫；降低

引言

吹雨試驗(yàn)是軍用裝備經(jīng)常進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)之一，其目的是為了確定在吹雨的環(huán)境下防止水滲入裝備的保護(hù)罩、殼體和密封墊圈的有效性，裝備暴露于水中時以及暴露之后滿足其性能要求的能力，任何除水裝置的有效性與裝備包裝的有效性[1]。吹雨試驗(yàn)?zāi)壳笆褂玫脑O(shè)備為帶有吹風(fēng)功能的淋雨箱。在進(jìn)行吹雨試驗(yàn)時，淋雨箱內(nèi)所形成的試驗(yàn)場溫度GJB 150A-2009要求應(yīng)與場外環(huán)境溫度應(yīng)相一致，并且由于試件與雨水之間的溫差能影響淋雨試驗(yàn)的結(jié)果，對密封的試件，還要求在每個暴露周期開始時應(yīng)使時間溫度加熱到高于水溫10 ℃，使試件內(nèi)部產(chǎn)生負(fù)壓，可更好的檢驗(yàn)試件的水密性。然而，有統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，在現(xiàn)有淋雨箱內(nèi)進(jìn)行吹雨試驗(yàn)時，隨著試驗(yàn)時間的加長，淋雨箱內(nèi)試驗(yàn)場溫度會逐步高于場外環(huán)境溫度且在試驗(yàn)時間的末期形成一個明顯的溫差，這種情況不但不符合GJB 150A-2009的要求，且增加的非正常高溫對受試品也會產(chǎn)生額外損傷[2]。

本文結(jié)合工程實(shí)際，介紹一種基于降低吹雨試驗(yàn)中試驗(yàn)場環(huán)境非正常高溫的淋雨箱改造方法，該方法通過在現(xiàn)有淋雨箱頂部加開散熱孔對淋雨箱內(nèi)部試驗(yàn)場溫度進(jìn)行被動降溫，以使其溫度保持在合理范圍之內(nèi)。

1 試驗(yàn)場環(huán)境非正常高溫對受試品的損傷機(jī)理分析

吹雨試驗(yàn)中試驗(yàn)場高溫產(chǎn)生的濕熱水汽由受試品外殼間隙進(jìn)入受試品中，遇到冷的結(jié)構(gòu)件和電路板等部件，會在其表面形成細(xì)小凝露[3]。圖1為凝露成因的簡圖。電路板表面凝露會造成電路板短路、腐蝕等破壞[4]。

2 試驗(yàn)場環(huán)境非正常高溫影響因素分析

2．1 淋雨、吹雨試驗(yàn)場溫度比較

對淋雨、吹雨試驗(yàn)過程中試驗(yàn)場溫度進(jìn)行比較，比較結(jié)果如圖2所示。

由圖可知當(dāng)進(jìn)行吹雨試驗(yàn)時試驗(yàn)場溫度明顯比淋雨試驗(yàn)時高，吹雨試驗(yàn)與淋雨試驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)條件上唯一的區(qū)別是雨滴有無風(fēng)速要求，而風(fēng)速的形成主要依靠淋雨試驗(yàn)箱內(nèi)風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，由此可知風(fēng)機(jī)發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)熱是試驗(yàn)場溫升的一個影響因素。

2．2 吹雨試驗(yàn)中開、閉門試驗(yàn)場溫度比較

對吹雨試驗(yàn)中開、閉門試驗(yàn)場溫度進(jìn)行比較，比較結(jié)果如圖3所示。

由圖可知在吹雨試驗(yàn)中，關(guān)閉試驗(yàn)箱門比打開試驗(yàn)箱門時試驗(yàn)場溫度高。試驗(yàn)箱門的開、閉主要影響到試驗(yàn)場的散熱，由此可知試驗(yàn)箱的散熱狀況是影響試驗(yàn)場溫度的另一因素。

經(jīng)查設(shè)備說明書，風(fēng)機(jī)功率為45 Kw，為了保證淋雨設(shè)備運(yùn)行時風(fēng)速達(dá)到國軍標(biāo)的風(fēng)速要求，風(fēng)機(jī)功率不可調(diào)整。而由圖3可以看出在試驗(yàn)中關(guān)閉箱門比打開箱門時試驗(yàn)場環(huán)境溫度高出很多，因此有熱源情況下試驗(yàn)箱無散熱孔會使試驗(yàn)場環(huán)境溫度升高，此為造成試驗(yàn)場環(huán)境非正常高溫的要因。

同淋雨設(shè)備的生產(chǎn)廠家與同專業(yè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行交流、探討，發(fā)現(xiàn)淋雨設(shè)備在進(jìn)行帶風(fēng)速試驗(yàn)即吹雨試驗(yàn)時，試驗(yàn)場環(huán)境溫升是一個普遍現(xiàn)象，目前國內(nèi)外尚無成熟的解決方法。普遍認(rèn)為，試驗(yàn)場溫升無法完全消除，力求采用各種方法將試驗(yàn)場溫度降至GJB 150A要求的實(shí)驗(yàn)場所正常溫度范圍之內(nèi)。沈陽某研究所在進(jìn)行導(dǎo)彈的吹雨試驗(yàn)時將實(shí)驗(yàn)箱門打開，試驗(yàn)場溫度由+60 ℃降低至+55 ℃。

圖1 凝露成因簡圖

圖2 淋雨、吹雨試驗(yàn)場溫度比較

圖3 吹雨試驗(yàn)中開、閉門試驗(yàn)場溫度場比較

3 降低試驗(yàn)場環(huán)境非正常高溫目標(biāo)設(shè)定

GJB150A對試驗(yàn)場溫度要求為15 ℃至35 ℃，而在吹雨試驗(yàn)不閉門的情況下試驗(yàn)場溫度可以達(dá)到32 ℃，基于以上原因，為保證吹雨實(shí)驗(yàn)效果，我們認(rèn)為采取方法對淋雨箱進(jìn)行改造，將吹雨試驗(yàn)中試驗(yàn)場溫度由36 ℃降至30 ℃是可行的。

4 降低試驗(yàn)場環(huán)境非正常高溫對策制定

根據(jù)試驗(yàn)場環(huán)境非正常高溫影響因素分析的分析，確定了在有熱源情況下試驗(yàn)箱無散熱孔使試驗(yàn)場環(huán)境溫度不斷升高造成試驗(yàn)場環(huán)境非正常高溫的主要原因。針對該要因制定對策計劃表如表1所示。

表1 對策計劃表

5 降低試驗(yàn)場環(huán)境非正常高溫對策實(shí)施

參照設(shè)備說明書，本文采用在淋雨箱原有結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改動的方式，在設(shè)備頂部進(jìn)行切割，開了兩個散熱孔，以及時排出風(fēng)機(jī)發(fā)動機(jī)散發(fā)的熱量，達(dá)到降低試驗(yàn)場環(huán)境非正常高溫的目的。圖5為淋雨箱頂部開孔后實(shí)體照片。

圖4 目標(biāo)設(shè)定

圖5 散熱孔實(shí)體照片

6 降低試驗(yàn)場環(huán)境非正常高溫效果驗(yàn)證

開孔后，分別比較了吹雨試驗(yàn)中無散熱孔、1個散熱孔、2個散熱孔時試驗(yàn)場的溫度，比較結(jié)果如圖6所示。由圖可知，在試驗(yàn)箱上方切割出散熱孔后，試驗(yàn)場環(huán)境溫度明顯下降，在利用1個散熱孔時已經(jīng)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

為了鞏固成果，實(shí)驗(yàn)室編寫了新的吹雨試驗(yàn)操作規(guī)程，在以后的吹雨試驗(yàn)中，按照操作規(guī)程在試驗(yàn)中依照外部環(huán)境溫度打開1至2個散熱孔進(jìn)行試驗(yàn)（規(guī)定外部環(huán)境溫度在15 ℃至20 ℃之間時打開1個散熱孔，高于20 ℃時打開2個散熱孔）。

某設(shè)備進(jìn)行吹雨試驗(yàn)，試驗(yàn)條件為風(fēng)速18 m/s，

圖6 效果驗(yàn)證試驗(yàn)場溫度曲線

降雨量10 cm/h，降雨時間1 h。測量外部環(huán)境溫度為21.9℃，試驗(yàn)過程中開啟散熱孔1、2，并對試驗(yàn)場溫度進(jìn)行監(jiān)視，試驗(yàn)后統(tǒng)計實(shí)驗(yàn)過程中試驗(yàn)場溫度，其溫度變化趨勢如圖7所示。由圖可知，在該次吹雨試驗(yàn)中，由于風(fēng)機(jī)散熱，試驗(yàn)場依舊隨著時間的變化而不斷累積熱量，溫度不斷上升，但是由于在試驗(yàn)中開啟了兩個散熱孔對試驗(yàn)場進(jìn)行散熱，試驗(yàn)場溫度最終穩(wěn)定在25 ℃左右。

圖7 某次吹雨試驗(yàn)過程中試驗(yàn)溫度場溫度

7 結(jié)語

本方法通過采用在淋雨箱頂部進(jìn)行切割散熱孔，及時排出了風(fēng)機(jī)發(fā)動機(jī)散發(fā)的熱量，使吹雨試驗(yàn)中試驗(yàn)場環(huán)境的非正常高溫得到有效降低，試驗(yàn)嚴(yán)酷等級更加符合國軍標(biāo)的要求，避免了試驗(yàn)中受試設(shè)備的過試驗(yàn)損傷。

[1] GJB150.8A-2009軍用裝備實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法 第8部分：淋雨試驗(yàn)[S].

[2] GJB150.1A-2009軍用裝備實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法 第1部分：通用要求[S].

[3] 陳黟,吳味隆.熱工學(xué)[M].第3版.北京:高等教育出版社,2004.

[4] 韋生文.雷達(dá)電子設(shè)備的呼吸凝露作用及其預(yù)防[J].雷達(dá)科學(xué)與技術(shù) ,2010,8(6)：572.

A Rain Box Reformation Method Based on Reduce the Abnormal High Temperature in the Rain Text

MENG Chun-lei, FAN Guang-lu
(The 27th research institute of china electronics technology group corporation, Zhengzhou 450047)

The paper introduced a rain box reformation method. This can effectively reduce the abnormal high temperature in the rain text. By cutting the cooling holes at the top of the rain box, discharging the heat emitted by an engine in time and reducing the abnormal high temperature of the text ambient,and these can make the harsh classification on rain test accord with the military standard and avoid unnecessary damage to the tested product in the rain test.

rain tests；text ambient；abnormal high temperature；reduce

TP23

A

1004-7204(2017)04-0125-04

孟春蕾（1983- ），女，研究生/碩士，工程師，主要研究方向可靠性工程技術(shù)。

范廣露（1986- ），女，研究生/碩士，工程師，主要研究方向可靠性工程技術(shù)。