2.7 三综合试验箱主要技术要素
1. 试验箱的类型
三综合试验箱是试验箱的一种，区别于传统试验箱的是其与振动台的配合方式。而配合振动台分为两种：垂直振动台及水平垂直振动台。
1）垂直振动台
垂直振动台配合的三综合试验箱，由于仅仅配合垂直振动台使用，仅限于一个面，所以箱内底板多采用固定式或抽屉型底板，与振动台的轴配合。
2）水平垂直振动台
水平垂直振动台配合的三综合试验箱，比垂直振动台多了水平振动，因此固定底板通常不能使用，而采用更换底板的方式，与振动台配合。
三综合试验箱由于形态与标准试验箱不同，主体下方为振动台，而且也有不需振动单独试验的状况，因此，绝大多数的三综合试验箱都是平面移动采用轨道方式、升降移动采用电动方式制作的，占地面积较一般试验箱为大，高度也较高，通常在厂房一楼使用。
2. 试验箱的组成
三综合试验箱由以下几部分组成：试验箱箱体、控制系统、制冷/除湿系统、电控柜、风道系统、电动移动系统（液压系统）。整体式试验箱前上部为试验箱箱体，往后为制冷/除湿系统，后部为电控柜，控制面板置于右侧；前下部空出，为振动台位置；箱体下部装有电动移动机构，可使箱体沿轨道水平移动。
1）试验箱箱体
外壁材料：常用1.5mm的冷轧钢板静电双面喷塑，颜色一般为定制，也可以采用拉丝不锈钢。
内壁材料：常用1.0mm以上的SUS304不锈钢板，通常采用接缝TIG连续焊接，目的是确保长期试验后不出现泄漏现象。内箱外壁需要焊接，主要位置补强。
绝热材料：常用100mm以上的非危废类环保型玻璃纤维保温层。
门：常见单开门或双开门，带观察窗。门、窗上如做低温试验，必须增加门窗加热装置，防止结露。窗上需要带灯。窗通常由耐压钢化玻璃+多层中空电热防霜玻璃组成。
支撑架：通常为选用件。如果选用，则需调节高度。
2）控制系统
控制器常用液晶触摸式可编程温度控制系统，其控制显示器通常采用彩色液晶触摸控制，该控制器一般用中文操作显示界面显示，可显示和设定试验参数、曲线、总运行时间、段总运行时间、加热器工作状态及日历时间等。控制程序的编制常采用人机对话方式，通常仅需设定温湿度就可以实现制冷机的自动运行功能。
控制系统常用智能化控制软件系统，通常可以自动组合制冷、加热等子系统，从而保证在整个温湿度范围内的高精度控制，并达到节能、降耗的目的。完善的检测装置能自动进行详细的故障显示、报警，而当试验箱发生异常时，控制器可用中文显示故障状态。控制系统通常具备历史数据表趋势图及历史故障记录的储存功能。
系统设定精度：温度0.1℃，湿度0.1%。
程序容量：常见30×50段程序，循环次数为999次。
运行方式：常见程序运行或恒定运行。
通信接口：通常采用标准的RS232/RS485计算机通信口、USB接口或网线接口。
运行历史记录功能：通常采用曲线、报表形式显示，触摸屏自动记录运行结果。
3）制冷/除湿系统
• 采用单级制冷系统或复叠制冷系统。
• 采用风冷冷凝器或水冷冷凝器。
• 需要使用不被Montreal公约或伦敦修正案禁止的环保型制冷剂R404A和R23（不含CFC）。
• 采用蒸发器凝露法除湿。
• 通常采取减震、降噪措施。
4）电控柜
电控柜结构包括门锁、控制开关、熔丝、电机热保护装置等。电源板和电路单元需按照EN规范设置。
5）风道系统
风道系统包括风机、加热器、蒸发器和温度传感器。
6）电动移动系统（液压系统）
电动移动，含轨道，试验箱可沿轨道水平移动和垂直升降。
3. 试验箱的基本工作原理
通常参照GB 10592—1989《高低温试验箱技术条件》、GB 10586—1989《湿热试验箱技术条件》设计制造，与振动台连接做高低温、湿热及振动试验。与单一因素作用相比，更能真实地反映电工电子样品在运输和实际使用过程中对温湿度及振动复合环境变化的适应性，暴露样品的缺陷，是新样品研制、样机试验、样品合格鉴定试验全过程必不可少的重要试验手段。
4. 试验箱对环境的要求
• 外界温度：5～35℃。
• 相对湿度：≤90%RH。
• 外界压力：标准大气压。
• 电源：380V±10%，50Hz+零线+接地线。
• 冷却水温度：≤+28℃。
• 接地电阻：≤4Ω。
• 冷却水压力：0.2～0.4MPa，水流量为 60t/h。
• 压缩空气：0.5～0.8MPa。
• 地面平整度：<3mm/m（至少安装轨道的范围内务必保证）。
• 通风良好，不含易燃、易爆、腐蚀性气体和粉尘，附近没有强电磁辐射源。
5. 试验箱示意图
试验箱示意图如图2-21所示。
图2-21 试验箱示意图
6. 试验箱技术要求
1）配置与组成
温湿度试验箱的配置与组成如表2-39所示。
表2-39 温湿度试验箱的配置与组成
2）关键参数和说明
温湿度试验箱的关键参数和说明如表2-40所示。
表2-40 温湿度试验箱的关键参数和说明
3）安全
（1）符合安全标准要求
温湿度试验箱是实验室用仪器，必须符合GB 4793.1—2007《测量、控制和实验室用电气设备的安全要求 第1部分：通用要求》的要求。
（2）液压系统的安全
液压系统应设有液压锁、单向节流阀，液压锁与液压缸之间不允许存在软管连接。下降过程若上箱体下缘遇到大于50N的阻力，设备应自动停止下降并锁止。温湿度试验箱升降机构除了配备液压锁外，还应配备机械卡齿锁止，保证在锁止状态没有人为干预的情况下不会下降。
（3）安全标示与棱角处理
所有危险操作部位都需有醒目的警告标示，如剪刀口；箱外部所有的棱角都需钝化处理，以避免操作人员发生磕碰。
4）质量
（1）系统符合质量标准要求
系统必须符合JJF 1101—2003《环境试验设备温度、湿度校准规范》各项指标中的要求。
（2）持续运行能力
在-50～150℃温度范围内，系统可持续运行时间大于100h。
（3）防止与防护
① 防腐蚀：蒸发器需使用不锈钢材质，防止乙二醇及甲醇对蒸发器的腐蚀。
② 冷凝水防护：控制柜及温湿度试验箱体内、外部的所有冷却管路都需要有保温棉或其他保护，以防止温湿度试验箱工作时冷却管路产生冷凝水和滴漏，同时还要防止温湿度试验箱底板处有冷凝水滴落影响振动台体或水平滑台。
③ 泄漏防护：不可出现试验介质泄漏或挥发直接导致温湿度试验箱无法正常使用的状况。
5）其他相关问题
（1）环境
温湿度试验箱所使用的制冷剂应该为环保型制冷剂，禁止使用国家明令禁止的制冷剂，如氟氢烃制冷剂。
（2）配合
温湿度试验箱可实现与振动垂直台/水平台的配合，并且要密封，不会导致三综合试验在高低温交换时外部的湿气进入温湿度试验箱内部。
（3）联动
温湿度试验箱可实现与振动系统、样品加载等设备的信号对接和联动。
（4）干涉
温湿度试验箱应在振动台处于垂直方向并安装了试验装置后能自由地从振动台上移走或移入，确保处于垂直方向的振动台、温湿度试验箱、行吊的使用不会相互干涉。
（5）操作
① 使用环保型制冷剂：箱体内样品发生严重泄漏后，能够收集泄漏的试验介质并在达到一定的泄漏量时报警，同时给出干接点信号触发外围设备停止工作，可采用集液杯。
② 计算机控制：温湿度试验箱可以连接计算机，在计算机上记录试验数据。但是温湿度试验箱可以脱离计算机独立运行，其运行不依赖于计算机的运行。要求在温湿度试验箱上显示温度值和温湿度试验箱运行状况。
③ 计算机数据传输：箱体上的触摸屏有数据存储困难，传输数据死机，垂直、水平方向的操作高度等问题，因此需要采用计算机进行控制和传输数据。
（6）外观
温湿度试验箱外形美观、结构良好、油漆无瑕疵、门把手等表面光洁。
温湿度试验箱上如有金属棱角、金属壁孔折弯等，则需做硅胶等防护处理，以避免试验中磨损样品加载线缆和加速度传感器线缆。温湿度试验箱上金属棱角的处理如图2-22所示。
图2-22 温湿度试验箱上金属棱角的处理
7. 试验箱的安装
设备供应商必须事先到现场了解情况，以便更好地进行安装、调试。
1）试验箱对环境与动力设施的要求
温湿度试验箱对环境与动力设施的要求如表2-41所示。
表2-41 温湿度试验箱对环境与动力设施的要求
2）安装任务
温湿度试验箱安装任务如表2-42所示。
表2-42 温湿度试验箱安装任务
3）安装要求
① 合适的摆放位置：温湿度试验箱是与振动系统配对使用的，底座与地面的配合需符合用户公司提供的地平图纸和安装位置尺寸要求，并不会出现在振动台体左右侧摆放位置错误的情况。
② 设备线缆、冷却水管的布置：要求设备所有连接线缆、冷却水管布置合理、整洁，必要时增加走线槽或套管。线缆走线不允许有交叉、与其他物品发生摩擦和经过设备的导轨等情况发生。
③ 冷凝水的防护：温湿度试验箱内、外所有的冷却水管等低温部件的外部都需要包上保温棉，以防止温湿度试验箱在工作中产生冷凝水。
8. 验收要素
1）预验收
① 验收地点：原则上在供应商处进行。
② 验收参与：设备供应商、用户公司技术人员。
③ 技术指标：按上述第1～5项逐个验收，要求设备所有的生产制造环节全部完成，设备所有的功能都能够实现。
2）终验收
① 验收地点：在用户公司现场安装、调试完成后进行验收。
② 验收参与：有标定资质的标定机构、用户公司技术人员、设备供应商。
③ 设备标定：由有标定资质的标定机构根据JJF 1101—2003《环境试验设备温度、湿度校准规范》各项指标中的要求进行验收，所有的性能参数需达到要求。
④ 技术指标：由用户公司技术人员、设备供应商根据上述第1～5项和安装要求的内容逐个验收，以确保系统是符合使用要求的。
⑤ 必要时设备供应商应对用户公司的操作人员进行相关培训。
⑥ 资料：系统供应商需提供给用户的资料如表2-43所示。
表2-43 系统供应商需提供给用户的资料
9. 售后服务
系统提供免费的保修期，保修期自计量合格起开始计算。
当温湿度试验箱系统出现故障时，供应商应能快速做出反应和解决故障。
在设备的整个使用期内，设备供应商必须提供终身的修理、维护服务。
本技术要求可作为合同的附件执行，所述指标要求若高于国家标准，则按本技术要求执行；若低于国家标准，则按国家标准执行。