孟春蕾，范廣露

（中國(guó)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(chǎng)環(huán)境非正常高溫的淋雨箱改造方法

孟春蕾，范廣露

（中國(guó)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(chǎng)環(huán)境非正常高溫的淋雨箱改造方法。通過(guò)在淋雨箱頂部進(jìn)行切割散熱孔，及時(shí)排出風(fēng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)散發(fā)的熱量，使吹雨試驗(yàn)中試驗(yàn)場(chǎng)環(huán)境的非正常高溫得到有效降低，試驗(yàn)嚴(yán)酷等級(jí)更加符合國(guó)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(chǎng)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(shí)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(shí)，淋雨箱內(nèi)所形成的試驗(yàn)場(chǎng)溫度GJB 150A-2009要求應(yīng)與場(chǎng)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(duì)密封的試件，還要求在每個(gè)暴露周期開(kāi)始時(shí)應(yīng)使時(shí)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(jì)數(shù)據(jù)表明，在現(xiàn)有淋雨箱內(nèi)進(jìn)行吹雨試驗(yàn)時(shí)，隨著試驗(yàn)時(shí)間的加長(zhǎng)，淋雨箱內(nèi)試驗(yàn)場(chǎng)溫度會(huì)逐步高于場(chǎng)外環(huán)境溫度且在試驗(yàn)時(shí)間的末期形成一個(gè)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(duì)受試品也會(huì)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(chǎng)環(huán)境非正常高溫的淋雨箱改造方法，該方法通過(guò)在現(xiàn)有淋雨箱頂部加開(kāi)散熱孔對(duì)淋雨箱內(nèi)部試驗(yàn)場(chǎng)溫度進(jìn)行被動(dòng)降溫，以使其溫度保持在合理范圍之內(nèi)。

1 試驗(yàn)場(chǎng)環(huán)境非正常高溫對(duì)受試品的損傷機(jī)理分析

吹雨試驗(yàn)中試驗(yàn)場(chǎng)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(huì)在其表面形成細(xì)小凝露[3]。圖1為凝露成因的簡(jiǎn)圖。電路板表面凝露會(huì)造成電路板短路、腐蝕等破壞[4]。

2 試驗(yàn)場(chǎng)環(huán)境非正常高溫影響因素分析

2．1 淋雨、吹雨試驗(yàn)場(chǎng)溫度比較

對(duì)淋雨、吹雨試驗(yàn)過(guò)程中試驗(yàn)場(chǎng)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(shí)試驗(yàn)場(chǎng)溫度明顯比淋雨試驗(yàn)時(shí)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(wú)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(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)熱是試驗(yàn)場(chǎng)溫升的一個(gè)影響因素。

2．2 吹雨試驗(yàn)中開(kāi)、閉門試驗(yàn)場(chǎng)溫度比較

對(duì)吹雨試驗(yàn)中開(kāi)、閉門試驗(yàn)場(chǎng)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(kāi)試驗(yàn)箱門時(shí)試驗(yàn)場(chǎng)溫度高。試驗(yàn)箱門的開(kāi)、閉主要影響到試驗(yàn)場(chǎng)的散熱，由此可知試驗(yàn)箱的散熱狀況是影響試驗(yàn)場(chǎng)溫度的另一因素。

經(jīng)查設(shè)備說(shuō)明書，風(fēng)機(jī)功率為45 Kw，為了保證淋雨設(shè)備運(yùn)行時(shí)風(fēng)速達(dá)到國(guó)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(kāi)箱門時(shí)試驗(yàn)場(chǎng)環(huán)境溫度高出很多，因此有熱源情況下試驗(yàn)箱無(wú)散熱孔會(huì)使試驗(yàn)場(chǎng)環(huán)境溫度升高，此為造成試驗(yàn)場(chǎng)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(shí)，試驗(yàn)場(chǎng)環(huán)境溫升是一個(gè)普遍現(xiàn)象，目前國(guó)內(nèi)外尚無(wú)成熟的解決方法。普遍認(rèn)為，試驗(yàn)場(chǎng)溫升無(wú)法完全消除，力求采用各種方法將試驗(yàn)場(chǎng)溫度降至GJB 150A要求的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所正常溫度范圍之內(nèi)。沈陽(yáng)某研究所在進(jìn)行導(dǎo)彈的吹雨試驗(yàn)時(shí)將實(shí)驗(yàn)箱門打開(kāi)，試驗(yàn)場(chǎng)溫度由+60 ℃降低至+55 ℃。

圖1 凝露成因簡(jiǎn)圖

圖2 淋雨、吹雨試驗(yàn)場(chǎng)溫度比較

圖3 吹雨試驗(yàn)中開(kāi)、閉門試驗(yàn)場(chǎng)溫度場(chǎng)比較

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

GJB150A對(duì)試驗(yàn)場(chǎng)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(chǎng)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(duì)淋雨箱進(jìn)行改造，將吹雨試驗(yàn)中試驗(yàn)場(chǎng)溫度由36 ℃降至30 ℃是可行的。

4 降低試驗(yàn)場(chǎng)環(huán)境非正常高溫對(duì)策制定

根據(jù)試驗(yàn)場(chǎng)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(wú)散熱孔使試驗(yàn)場(chǎng)環(huán)境溫度不斷升高造成試驗(yàn)場(chǎng)環(huán)境非正常高溫的主要原因。針對(duì)該要因制定對(duì)策計(jì)劃表如表1所示。

表1 對(duì)策計(jì)劃表

5 降低試驗(yàn)場(chǎng)環(huán)境非正常高溫對(duì)策實(shí)施

參照設(shè)備說(shuō)明書，本文采用在淋雨箱原有結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改動(dòng)的方式，在設(shè)備頂部進(jìn)行切割，開(kāi)了兩個(gè)散熱孔，以及時(shí)排出風(fēng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)散發(fā)的熱量，達(dá)到降低試驗(yàn)場(chǎng)環(huán)境非正常高溫的目的。圖5為淋雨箱頂部開(kāi)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(chǎng)環(huán)境非正常高溫效果驗(yàn)證

開(kāi)孔后，分別比較了吹雨試驗(yàn)中無(wú)散熱孔、1個(gè)散熱孔、2個(gè)散熱孔時(shí)試驗(yàn)場(chǎng)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(chǎng)環(huán)境溫度明顯下降，在利用1個(gè)散熱孔時(shí)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(kāi)1至2個(gè)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(shí)打開(kāi)1個(gè)散熱孔，高于20 ℃時(shí)打開(kāi)2個(gè)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(chǎng)溫度曲線

降雨量10 cm/h，降雨時(shí)間1 h。測(cè)量外部環(huán)境溫度為21.9℃，試驗(yàn)過(guò)程中開(kāi)啟散熱孔1、2，并對(duì)試驗(yàn)場(chǎng)溫度進(jìn)行監(jiān)視，試驗(yàn)后統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中試驗(yàn)場(chǎng)溫度，其溫度變化趨勢(shì)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(chǎng)依舊隨著時(shí)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(kāi)啟了兩個(gè)散熱孔對(duì)試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行散熱，試驗(yàn)場(chǎng)溫度最終穩(wěn)定在25 ℃左右。

圖7 某次吹雨試驗(yàn)過(guò)程中試驗(yàn)溫度場(chǎng)溫度

7 結(jié)語(yǔ)

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