據國外某基地對所使用的產品統計，因溫度濕度導致的失效比例高達59 % ，因此，高低溫濕熱試驗是驗證產品環境適應性測試的一個重要環節。而在環境試驗開展過程中，由于試驗設備故障或試驗準備不足等原因造成的問題嚴重影響了試驗工作的順利開展。為進一步優化環境試驗保障條件，本文針對高低溫濕熱試驗中存在的典型問題進行分析，并提出改進建議。

    1、高低溫試驗常見問題

    環境試驗是考驗受試產品質量特性的一項重要手段，因此，開展環境試驗已經成為軍工產品等電子產品的硬性要求，在產品的設計定型、批生產、驗收等階段必須通過實驗室或外場試驗來驗證產品是否達到了技術要求。電子產品常見的環境試驗有高溫試驗、低溫試驗、濕熱試驗等項目，需要進行多項試驗。由于周期長，成本高，涉及范圍廣等因素 ，如果試驗過程中發 生問題，會造成較為嚴重的影響，如由于試驗實施錯誤造成受試產品故障，極端情況下需要重新生產產品重新開展試驗；如產品在試驗過程中，高低溫濕熱試驗箱發生過程，已經開展的試驗是否有效需要論證是否有效，如無效也需要重新開展。

    基于氣候環境試驗過程中問題的影響較大，本文梳理了高低溫濕熱試驗過程中常見問題，并選擇對產品影響較大的凝露、高低溫濕熱試驗箱內溫度均勻度偏差較大、氣候環境試驗箱常見故障等三個方面進行了闡述，分析了問題出現的原因，并給出了解決方案，常見問題如圖1所示。

    2、問題描述

    2.1 凝露
    在軍用電子設備在開展低溫、溫度循環等環境試驗時，在升降溫過程中，由于受試產品與試驗箱內空氣相比，存在-定的熱慣性，受試產品的溫度會滯后于周圍空氣溫度。如果受試產品表面的溫度低于周圍空氣的露點溫度，空氣中的水分就會在受試產品表面凝結，形成凝露。凝露現象形成的水分會通過腐蝕或電化學反應等對受試產品表面造成不良后果，在加電測試時，產品上的水分會對造成漏電、短路和絕緣電阻下降等問題，進而影響產品的測試結果網。
    2.2 均勻度
    試驗箱內空氣通過在試驗箱工作室以及空氣調節單元內循環，實現箱內空氣溫濕度保持在一定的范圍內。但根據筆者長時間的環境與可靠性試驗經驗，在試驗箱正常運行時，試驗箱內的空氣也會存在均勻度異常的情況，尤其是對于大型試驗箱或受試產品占據箱內空間較大時，試驗箱內均勻度受影響程度更為嚴重。
    2.3 設備故障
    隨著產品的環境與可靠性試驗的驗證需求越來越大，試驗設備在質量保證體系中發揮的作用越來越突出。試驗設備資源運行過程中的各類故障，-直以來都是制約試驗驗證能力滿足需求的瓶頸。
    設備發生故障，會對試驗造成較為嚴重的影響。試驗條件超過允差的設備故障，會使受試產品承受其設計極限溫度的應力，造成受試產品損壞或試驗結果不可信。對于周期較長的環境試驗，如過程中因設備發生中斷，需要進行中斷處理，并依據試驗具體情況確定處理措施，會造成試驗周期的延長。
    如按GJB150.9A-2009《軍用裝備實驗室環境試驗方法第9部分:濕熱試驗》開展10個循環的交變濕熱試驗，如在第7個循環第20小時發生欠試驗中斷，則需要從第7循環的開始點重新開始試驗。受試產品額外經歷了近20h的濕度應力，影響了驗證效果、試驗周期和試驗成本。

    3、問題分析

    3.1 凝露原因分析
    高低溫濕熱試驗箱空氣處理單元中分布有蒸發器、空氣循環裝置、電加熱器、除濕蒸發器等，為保證工作室內溫度滿足試驗要求，蒸發器溫度會低于工作室內空氣溫度。試驗過程中蒸發器由于持續低溫會結霜，在低溫保持結束后升至高溫或升至常溫的過程中，霜會變成水，水會通過空氣處理單元底部的泄水孔流出試驗箱， 但由于工作，室底部結構原因，會存在部分水分無法通過泄水孔流出，會氣化為水蒸氣進入到試驗箱內。
    為滿足受試產品測試需求，試驗箱均留有測試孔，通過測試電纜后，用棉質堵洞來封堵。在高低溫試驗時，整個試驗箱相當于一個密封而不氣密的腔體，會發生呼吸效應。試驗箱進行低溫試驗室，試驗箱內空氣溫度降低，壓力隨之降低，外界濕度含量較大的空氣會通，過密封而不氣密的縫隙進入到試驗箱內，在蒸發器上結霜。
    3.2 均勻度異常原因
    試驗箱內空氣通過風機驅動在試驗箱內循環，依次通過蒸發器、加熱絲、出風口、工作室、產品等，然后通過回風口重新進入空氣調節單元進行循環。在受試產品過多過大時，會影響空氣在工作室內的循環，造成局部空氣循環不暢，不能達到試驗箱設置的溫度，而距離出風口等位置較近的位置，空氣流通順暢，溫度與試驗箱設置溫度--致，因此，造成溫度均勻度異常的問題。此外，還與受試產品熱容量以及試驗箱工作室結構等有一定關系，熱容大的產品周邊空氣溫度與遠離產品的位置相比會有一定差距，形體結構高或長的試驗箱，受風速影響，也容易出現均勻度異常問題。
    3.3 設備故障原因分析
     高低溫濕熱試驗箱主要制冷系統、加熱系統、控濕系統、控制系統、保護系統和箱體結構等部分組成，常見故障為控制系統故障、電路故障、制冷系統故障、加熱系統故障等。故障出現的原因有電氣故障和機械故障兩大類，設備長時間使用造成電子器件老化等易出現電氣故障，如設備的控制系統；機械結構的頻繁動作易發生機械故障，如電磁閥。

    4、解決措施

    4.1 凝露減低措施

    本文根據環境試驗流程，針對試驗前、試驗中、試驗后以及試驗中斷等異常情況下降低凝露的措施進行分析，可采取的措施有環境溫濕度控制、降低箱內水分、濕空氣物理隔離、干空氣置換、吸附除濕、機械除濕、恢復控制、高溫烘干和產品防護等方式，如圖2所示。

    試驗前，通過高溫烘干使試驗箱內部蒸發器、風道等部位的所有水分變成水蒸氣，再通過通入干風將工作室內空氣置換出來。加強測試孔密封和在箱底放置保溫材料，能夠使箱底與試驗箱內空氣隔離，減少凝露造成的水分積聚。此外，在外界濕度較大時應利用除濕機或空氣調節系統進行低濕度控制。
    試驗中，可通過向試驗箱內通入含濕暈低的空氣，將試驗箱內濕空氣置換出來，是目前環境試驗常用的濕度控制方式。在試驗箱內放置親水性強的活性炭、硅膠等干燥劑，對試驗箱內的水分進行吸附。或利用試驗箱空氣處理單元中布有除濕蒸發器，用于試驗箱內空氣濕度控制，能夠起到一定程度的除濕作用。 此外，對濕度特別敏感的產品可以通過防護罩的方式開展環境試驗。

    試驗后，降低升溫速率，縮小受試產品溫度與試驗箱內空氣的露點溫度之間的差值，能夠明顯降低受試產品表面凝露。特殊情況時，可以采用低升溫速率和階梯式升溫結合的方式，該方式能夠更大程度的降低產品凝露間，如圖3所示。

    高溫烘干:即使降低升溫速率，產品仍然后出現一定程度的凝露，進行烘干，能夠盡快將產品表面的凝露消除，減少凝露對受試產品造成進一步的影響。高溫烘干溫度不得超過高溫工作或高溫貯存溫度，推薦低于10℃ ，時間應不低于產品溫度穩定時間， 如產品具有半密封結構，應適當延長時間。
    4.2 均勻度異常避免措施
    為防止受試產品和箱體本身的熱量及體積對空氣循環產生影響， GB 150A、GB 2423等環境試驗標準，對受試產品的擺放以及產品與箱壁相互間的距離做出明確的要求5間。根據要求得知，在進行高低溫濕熱試驗時，為避免產品之間以及箱壁對產品的影響，產品與箱壁之間、產品與產品之間應留有-定的間距，以便于空氣流通，防止空氣流通不暢造成均勻度異常。將產品放置于絕緣墊板上，并利用試驗架等結構將受試產品支起，在受試產品底部形成空氣流通。此外，對于占據試驗箱空間較大的產品，應盡量選擇面積小的面對應試驗箱出風口，減少受試產品對空氣循環造成的阻力。
    4.3 設備故障減少措施
    減少高低溫濕熱試驗箱故障有效的辦法是采取預防性維修， 主要措施包括檢修箱體結構、控制及配電系統、制冷系統和定期更換易損件等，減少機械和電氣故障發生的次數。
    此外，為保證設備的使用壽命及減少設備使用過程中發生的故障次數，應定期對設備進行維護保養，保養內容應涵蓋設備內外及電氣部分清潔、機械結構檢查及清理、制冷系統檢修和濕熱系統檢修等部分。

    5總結

    隨著環境試驗在各類產品研制過程中發揮的作用越來越重要，如何保證環境試驗實施的正確性已經成為了需要特別重視的--個問題。梳理各類環境試驗執行過程中存在的問題，并采取相關措施，減少異常問題對試驗造成的負面影響，保證環境試驗的順利進行。