蔡良續(xù)，張 露，徐 良，杜海波，劉 佳

（1.中國(guó)航空綜合技術(shù)研究所，北京 100028；2.中航工業(yè)西安飛行自動(dòng)控制研究所，西安 710065）

溫度環(huán)境試驗(yàn)及其標(biāo)準(zhǔn)綜述（四）
溫度試驗(yàn)技術(shù)

蔡良續(xù)1，張 露2，徐 良1，杜海波1，劉 佳1

（1.中國(guó)航空綜合技術(shù)研究所，北京 100028；2.中航工業(yè)西安飛行自動(dòng)控制研究所，西安 710065）

(續(xù)上期)

1 溫度試驗(yàn)設(shè)備和輔助儀器

1.1 對(duì)溫度試驗(yàn)箱的要求

溫度試驗(yàn)設(shè)備包括高溫箱、低溫箱、高低溫箱、溫度沖擊箱和快速溫度變化箱。雖然都是用來(lái)產(chǎn)生溫度條件，不同的溫度試驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)溫度試驗(yàn)設(shè)備的要求有所不同。對(duì)試驗(yàn)箱的結(jié)構(gòu)和參數(shù)要求也略有區(qū)別（見(jiàn)表1）但不管什么試驗(yàn)箱，它們都應(yīng)能產(chǎn)生并保持試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的試驗(yàn)條件，并在規(guī)定的容差范圍，以確保試驗(yàn)結(jié)果的重現(xiàn)性。

1.2 對(duì)輔助設(shè)備和儀器的要求

溫度試驗(yàn)實(shí)施尚需一些輔助設(shè)施和測(cè)試儀表。輔助設(shè)施主要是試驗(yàn)箱內(nèi)放置受試產(chǎn)品的擱架。擱架應(yīng)當(dāng)是絕熱的，以避免將受試產(chǎn)品熱量傳送走。輔助儀器是指用于測(cè)量試驗(yàn)箱空氣溫度，受試產(chǎn)品響應(yīng)溫度和試驗(yàn)箱內(nèi)風(fēng)速的傳感器和信號(hào)傳輸線、信息處理、記錄和顯示系統(tǒng)。GJB 150A尤其強(qiáng)調(diào)要記錄箱內(nèi)風(fēng)速、受試產(chǎn)品周圍的溫度，受試產(chǎn)品響應(yīng)溫度，以獲得各種信息，用于各種目的，保證試驗(yàn)正確順利的實(shí)施和試驗(yàn)結(jié)果的重現(xiàn)性。

輔助測(cè)試系統(tǒng)可以作為試驗(yàn)箱組成部分，也可以單獨(dú)配置。但這些系統(tǒng)必須與試驗(yàn)箱的試驗(yàn)條件控制系統(tǒng)分開(kāi)，并且有相應(yīng)耐溫度環(huán)境的能力。

2 溫度試驗(yàn)技術(shù)

科學(xué)合理地進(jìn)行溫度試驗(yàn)，是確保溫度試驗(yàn)結(jié)果正

確性和重現(xiàn)性的關(guān)鍵。溫度試驗(yàn)技術(shù)包括受試產(chǎn)品溫度穩(wěn)定時(shí)間確定技術(shù)、試驗(yàn)溫度監(jiān)控技術(shù)、受試產(chǎn)品溫度響應(yīng)的測(cè)量技術(shù)、負(fù)載和冷卻措施模擬技術(shù)和試驗(yàn)設(shè)備的選用技術(shù)等。

表1 各種溫度試驗(yàn)箱的比數(shù)

2.1 受試產(chǎn)品溫度穩(wěn)定確定技術(shù)

1）溫度穩(wěn)定的定義和穩(wěn)定時(shí)間確定方法

受試產(chǎn)品在試驗(yàn)溫度下達(dá)到溫度穩(wěn)定是保證試驗(yàn)結(jié)果正確的關(guān)鍵，有關(guān)受試產(chǎn)品達(dá)到溫度穩(wěn)定的定義在GJB 150.1A《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》中有明確的闡述，分為不工作狀態(tài)溫度穩(wěn)定和工作狀態(tài)溫度穩(wěn)定兩種類型，分別用于受試產(chǎn)品兩種狀態(tài)，適用于不同標(biāo)準(zhǔn)中不同的試驗(yàn)要求。按照GJB 150/150A定義，應(yīng)當(dāng)用直接測(cè)量法確定溫度穩(wěn)定時(shí)間，即在受試產(chǎn)品內(nèi)部關(guān)鍵功能部件處布置溫度傳感器，進(jìn)行測(cè)量。溫度達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間為受試產(chǎn)品上各測(cè)量點(diǎn)中溫度變化最慢的點(diǎn)達(dá)到溫度穩(wěn)定日歷時(shí)間減去試驗(yàn)箱溫度到達(dá)設(shè)定溫度的時(shí)間。例如，假如試驗(yàn)溫度為60℃，試驗(yàn)箱空氣溫度（通常是指示溫度）到達(dá)此溫度的時(shí)間為9∶30分，各測(cè)量點(diǎn)中變化最慢的測(cè)量處溫度到達(dá)穩(wěn)定時(shí)間為11∶30分，則溫度穩(wěn)定時(shí)間為2h。需要指出的是，工作狀態(tài)和不工作狀態(tài)達(dá)到溫度穩(wěn)定時(shí)間是不一樣的，特別是產(chǎn)品在工作狀態(tài)會(huì)發(fā)熱時(shí)，需要增加產(chǎn)品發(fā)出的熱量與周圍空氣熱交換達(dá)到平衡所需的時(shí)間，因而會(huì)比不工作狀態(tài)時(shí)得到的時(shí)間長(zhǎng)。產(chǎn)品發(fā)熱量越小，則此時(shí)間越接近不工作狀態(tài)確定的溫度穩(wěn)定時(shí)間。

2）影響溫度穩(wěn)定時(shí)間的因素

雖然受試產(chǎn)品在某一溫度下達(dá)到穩(wěn)定所需的時(shí)間在理論上應(yīng)當(dāng)是一個(gè)確定的值，若確定溫度穩(wěn)定時(shí)所用試驗(yàn)箱的熱沉（改變溫度的能力），和試驗(yàn)箱溫度變化速率不同時(shí)，得到結(jié)果也不同。一般說(shuō)來(lái)，試驗(yàn)箱的發(fā)熱和致冷能力越強(qiáng)，達(dá)到溫度穩(wěn)定時(shí)間越短；試驗(yàn)箱升、降溫速率越大，受試產(chǎn)品熱滯后越大，達(dá)到溫度穩(wěn)定所需的時(shí)間越長(zhǎng)；試驗(yàn)箱內(nèi)的風(fēng)速加大，會(huì)加快熱交換過(guò)程，能縮短達(dá)到溫度穩(wěn)定所需的時(shí)間。因此在選用溫度試驗(yàn)箱溫度變化速率時(shí)，應(yīng)考慮盡量用與未來(lái)進(jìn)行此試驗(yàn)的試驗(yàn)箱的型號(hào)和變化速率相同的試驗(yàn)箱。

此外受試產(chǎn)品在不同的試驗(yàn)溫度下達(dá)到溫度穩(wěn)定的時(shí)間也不一樣。這是因?yàn)檫_(dá)到溫度平衡過(guò)程需進(jìn)行熱交換量不一樣，試驗(yàn)溫度高或低，則與試驗(yàn)室當(dāng)時(shí)溫度（15℃～35℃之間）差值會(huì)或大或小，因而達(dá)到溫度穩(wěn)定時(shí)間會(huì)不一樣。為此，最好對(duì)每一個(gè)試驗(yàn)溫度均采用直接測(cè)量法確定達(dá)到溫度穩(wěn)定的時(shí)間，而不能簡(jiǎn)單地對(duì)不同的試驗(yàn)溫度采用同一個(gè)溫度穩(wěn)定時(shí)間。

3）溫度穩(wěn)定測(cè)量時(shí)，測(cè)量點(diǎn)的選擇

GJB 150/150A中，對(duì)測(cè)量點(diǎn)選擇有原則性說(shuō)明，而且這一說(shuō)明越來(lái)越符合工程實(shí)踐，例如GJB 150.1《軍用裝備實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法 總則》中明確測(cè)量點(diǎn)應(yīng)是產(chǎn)品熱容量最大的部位，但不考慮結(jié)構(gòu)件和無(wú)源件，GJB 150A中進(jìn)一步明確為受試產(chǎn)品中的熱容量最大的關(guān)鍵功能部件。這一規(guī)定是非常合理的，但實(shí)際確定哪個(gè)部位是關(guān)鍵功能部件、哪個(gè)關(guān)鍵功能部件熱容量最大并不容易，需要和設(shè)計(jì)人員一起分析確定。由于工程實(shí)踐中常難以確定這一部件，可以在認(rèn)為要考慮的多個(gè)關(guān)鍵部件上均布傳感器，進(jìn)行響應(yīng)溫度測(cè)量，將實(shí)際測(cè)量得到的溫度變化最慢點(diǎn)對(duì)應(yīng)曲線用于確定為溫度穩(wěn)定時(shí)間。

4）縮短溫度穩(wěn)定時(shí)間的方法

在GJB 150.1/150.1A中均提出可以用溫度過(guò)沖的辦法來(lái)縮短受試產(chǎn)品達(dá)到溫度穩(wěn)定的時(shí)間。這一方法的最大問(wèn)題是必須保證受試產(chǎn)品不因經(jīng)受此溫度過(guò)沖而損壞。GJB 150.1中規(guī)定經(jīng)受過(guò)沖溫度為5℃時(shí)間不得超過(guò)5min，但無(wú)法保證受試產(chǎn)品不受損壞，因而這一方法很難采用；GJB 150.1A進(jìn)行了修正，明確溫度過(guò)沖不得超過(guò)受試產(chǎn)品應(yīng)力極限，此時(shí)產(chǎn)品自然就不會(huì)損壞。這一方法的前提是要先通過(guò)步進(jìn)溫度試驗(yàn)確定其溫度極限，但標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有明確在過(guò)沖溫度下的保持時(shí)間，具體時(shí)間要自行掌握。

5）存在問(wèn)題

我國(guó)軍工產(chǎn)品研制過(guò)程中，溫度穩(wěn)定時(shí)間一直使用重量法或相似產(chǎn)品法確定。所謂重量法是根據(jù)產(chǎn)品重量大小確定溫度穩(wěn)定時(shí)間，如HB 6-71-76中規(guī)定：受試產(chǎn)品2kg以下為1h；10kg以下為2h；……不同材料的熱容

量不同，不同產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)不同，導(dǎo)致傳熱方式和路線不同，因而傳熱效率不同。若使用了隔熱材料，則更影響熱交換速度，所以這一方法是不科學(xué)的；而采用相似產(chǎn)品的溫度穩(wěn)定時(shí)間，雖然看起來(lái)有充分依據(jù)，但由于相似產(chǎn)品溫度穩(wěn)定時(shí)間來(lái)源于重量法和拍腦袋，本身就不正確，這并不是好的選擇。GJB 150.1A中已明確規(guī)定要在受產(chǎn)品內(nèi)部布置傳感器進(jìn)行直接測(cè)量。

長(zhǎng)期以來(lái)，直接測(cè)量法不被應(yīng)用的一個(gè)重要原因是在受試產(chǎn)品設(shè)計(jì)定型或技術(shù)鑒定時(shí)，有些產(chǎn)品可以在其內(nèi)部安裝傳感器和布線測(cè)量溫度而不破壞其技術(shù)狀態(tài)，有些產(chǎn)品是密封的，無(wú)法這樣做，不可能為安裝傳感器和布線而在產(chǎn)品外殼上打洞，破壞其技術(shù)狀態(tài)。在這種情況下，建議將確定溫度穩(wěn)定的時(shí)機(jī)提前到工程研制階段。在環(huán)境適應(yīng)性研制試驗(yàn)中，最好是在環(huán)境響應(yīng)特性調(diào)查試驗(yàn)時(shí)進(jìn)行這一工作，獲取達(dá)到溫度穩(wěn)定的時(shí)間這一數(shù)據(jù)，供后續(xù)試驗(yàn)使用或作為估算的依據(jù)。

2.2 溫度試驗(yàn)箱的選用技術(shù)

溫度試驗(yàn)箱的選用首先必須遵循GJB 150.1/150.1A中規(guī)定的經(jīng)過(guò)檢定，且測(cè)量精度小于等于被測(cè)參數(shù)容差1/3的原則。在溫度箱的選用時(shí)，許多人并不仔細(xì)研究各種溫度試驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)試驗(yàn)箱的具體要求，以為能產(chǎn)生和保持所需溫度等試驗(yàn)條件的試驗(yàn)箱就可選用，從而導(dǎo)致試驗(yàn)無(wú)效。例如，進(jìn)行高低溫恒溫工作試驗(yàn)時(shí)許多人選用了環(huán)境應(yīng)力篩選箱（ESS箱）或綜合試驗(yàn)用的快速溫度變化箱。溫度試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目中對(duì)試驗(yàn)箱要求是風(fēng)速要小于1.7m/s，以防止產(chǎn)生不符合實(shí)際情況的熱傳導(dǎo)，而ESS箱和快速溫度變化箱的風(fēng)速通常在4m/s以上，因而用這兩種試驗(yàn)箱做高、低溫工作試驗(yàn)，會(huì)造成試驗(yàn)結(jié)果不真實(shí)。溫度試驗(yàn)試驗(yàn)箱規(guī)定風(fēng)速小于1.7m/s，已經(jīng)是為了實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)箱內(nèi)溫度均勻采取的不得已的折衷措施。還有一些單位用快速溫度變化箱進(jìn)行溫度沖擊試驗(yàn)，其理由是一些標(biāo)準(zhǔn)中指出10℃/min已經(jīng)可以看作是熱沖擊，這也是不恰當(dāng)?shù)?。溫度沖擊試驗(yàn)一般應(yīng)使用兩箱法或一箱兩室法進(jìn)行，兩箱或兩室分別保持在溫度沖擊所需的高溫和低溫上，使受試產(chǎn)品輪流進(jìn)入這兩個(gè)試驗(yàn)箱內(nèi)實(shí)現(xiàn)溫度沖擊，顯然這種溫度沖擊比10℃/ min變化嚴(yán)酷得多。也有些單位使用一個(gè)試驗(yàn)箱內(nèi)輸流注入熱氣和冷氣的方法對(duì)受試產(chǎn)品進(jìn)行熱沖擊，這一方法雖然簡(jiǎn)便，不需要移動(dòng)受試產(chǎn)品，且可以方便地監(jiān)測(cè)受試產(chǎn)品功能性能，但往往造成能量浪費(fèi)，而且溫度沖擊試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中并不要求轉(zhuǎn)換過(guò)程測(cè)量性能。

2.3 溫度試驗(yàn)設(shè)定點(diǎn)選用技術(shù)

溫度試驗(yàn)中，試驗(yàn)箱的溫度設(shè)定點(diǎn)一般應(yīng)是試驗(yàn)溫度。實(shí)際試驗(yàn)操作中，常常會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，造成過(guò)試驗(yàn)或欠試驗(yàn)。許多試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)或試驗(yàn)大綱中，常常有“將試驗(yàn)箱的溫度升到60℃±2℃”的步驟，這一類描述方法，使試驗(yàn)操作人員誤認(rèn)為試驗(yàn)箱設(shè)定溫度可以在58℃到62℃中選擇任何一個(gè)值，而且往往把58℃作為設(shè)定溫度，這種做法導(dǎo)致欠試驗(yàn)。60℃±2℃是試驗(yàn)條件中的規(guī)定，試驗(yàn)溫度應(yīng)是60℃，但最低不能低于58℃。最高不能高于62℃，即受試產(chǎn)品各部分經(jīng)受的溫度應(yīng)在58℃～62℃之間。試驗(yàn)條件容差±2℃是一個(gè)工程處理方法，由于試驗(yàn)箱內(nèi)溫度場(chǎng)受其結(jié)構(gòu)向外界散熱和風(fēng)速不一的影響不可能保持在一個(gè)溫度下，標(biāo)準(zhǔn)中給出了4℃范圍，作為試驗(yàn)箱溫度場(chǎng)均勻性設(shè)計(jì)目標(biāo)。±2℃是試驗(yàn)箱溫度場(chǎng)檢定用的符合性指標(biāo)。如果將試驗(yàn)溫度設(shè)定在58℃，則由于試驗(yàn)箱內(nèi)溫度的不均勻性，其實(shí)際溫度范圍在56℃到60℃之間，受產(chǎn)品的部分地方經(jīng)受到的溫度會(huì)低于58℃，造成欠試驗(yàn)。這是指溫度箱檢定時(shí)，其最高最低溫度對(duì)稱分布在試驗(yàn)溫度上下限的情況，如檢定溫度為60℃；檢定結(jié)果最低溫度為58℃，最高為62℃。往往出現(xiàn)不對(duì)稱分布的情況，例如檢定溫度為60℃，其最低溫度為57℃，最高溫度為61℃在這種情況下，進(jìn)行60℃的高溫工作試驗(yàn)，對(duì)其設(shè)定溫度必須進(jìn)行修正，才能避免出現(xiàn)經(jīng)受57℃的欠試驗(yàn)溫度，即將設(shè)定溫度改在61℃，此時(shí)最低溫度為58℃，最高溫度為62℃，從而實(shí)現(xiàn)了60℃高溫試驗(yàn)的要求。低溫試驗(yàn)則剛好相反，即若-55℃檢定時(shí)，其最低溫度為-58℃、最高溫度-54℃，則55℃的低溫試驗(yàn)設(shè)定溫度應(yīng)為-54℃。檢定單位在這種情況下應(yīng)給出代表各試驗(yàn)溫度的設(shè)定溫度值，即試驗(yàn)溫度的修正值作為試驗(yàn)設(shè)定溫度。

2.4 確保經(jīng)受的試驗(yàn)條件準(zhǔn)確的技術(shù)

環(huán)境的試驗(yàn)條件控制取決于試驗(yàn)設(shè)備的能力和試驗(yàn)技術(shù)人員操作兩個(gè)方面。試驗(yàn)設(shè)備首先應(yīng)具備產(chǎn)生和保持試驗(yàn)大綱中規(guī)定的試驗(yàn)條件，這可通過(guò)試驗(yàn)設(shè)備選用和試驗(yàn)設(shè)備的定期檢定和嚴(yán)格按照檢定證書(shū)規(guī)定的試驗(yàn)溫度范圍使用溫度箱來(lái)實(shí)現(xiàn)，試驗(yàn)操作人員實(shí)施過(guò)程不當(dāng)，即使是正確選用了溫度箱，并不能保證受試產(chǎn)品經(jīng)受的溫度和試驗(yàn)時(shí)間滿足規(guī)定的要求，主要有以下幾個(gè)方面。

2.4.1 安裝不當(dāng)造成過(guò)試驗(yàn)或欠試驗(yàn)

受試產(chǎn)品在溫度箱內(nèi)放置不當(dāng)會(huì)使其經(jīng)受的試驗(yàn)溫度低于或高于規(guī)定的試驗(yàn)溫度，導(dǎo)致過(guò)試驗(yàn)和欠試驗(yàn)。溫度試驗(yàn)箱一般只有一半的容積可用于進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、熱交換和氣流流動(dòng)方式和方向決定了即便是在空箱情況下，不可能保證試驗(yàn)箱內(nèi)每一位置的溫度都在規(guī)定容差范圍。一般來(lái)說(shuō)，離開(kāi)箱壁一定距離范圍內(nèi)（常見(jiàn)的數(shù)據(jù)是箱壁長(zhǎng)度的六分之一到十分之一）的溫度都不能滿足要求。特別是方形試驗(yàn)箱的四個(gè)角，這四個(gè)角是空氣流動(dòng)的死角。因此一些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)受試產(chǎn)品的體積和溫度箱的容積比作出了規(guī)定，一般規(guī)定是發(fā)熱的試驗(yàn)樣品體積不大于試驗(yàn)箱容積的十分之一，不發(fā)熱的試驗(yàn)樣品不大于五分之一。GJB 150A中規(guī)定受試產(chǎn)品應(yīng)盡量安裝在試驗(yàn)設(shè)備的中央，被安裝的試驗(yàn)樣品之間，試驗(yàn)樣品與試驗(yàn)箱箱底和箱壁之間應(yīng)有適當(dāng)間隙，并將此間隙規(guī)定為不小于15cm，以使空氣能夠自由流動(dòng)。

然而試驗(yàn)人員實(shí)際操作中，往往忽視這些要求，常見(jiàn)的錯(cuò)誤做法如下：

1）因受試產(chǎn)品較重，直接將其放在溫度箱的箱底。

2）為了提高生產(chǎn)率，多個(gè)受試產(chǎn)品放在同一個(gè)箱中，且彼此之間間隙小于15cm嚴(yán)重影響空氣流動(dòng)。

3）受試產(chǎn)品緊貼溫度箱箱壁，不在試驗(yàn)箱有效容積范圍內(nèi)。

4）小型受試產(chǎn)品在擱架上放置時(shí)，在擱架上放一塊墊板，受試產(chǎn)品不直接放在金屬擱架上，防止通過(guò)擱架傳熱是正確的，但墊板不宜太大，以致影響了箱內(nèi)空氣自由流動(dòng)和受試產(chǎn)品底部直接與箱內(nèi)空氣進(jìn)行熱交換的效率。

5）受試產(chǎn)品放置方向，其長(zhǎng)的一面垂直于箱氣流流動(dòng)方向，而不是順著氣流方向，阻止了箱內(nèi)空氣自由流動(dòng)。

由于以往標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的一些原則和要求常被忽視，不能切實(shí)保證受試產(chǎn)品各部位經(jīng)受的溫度處于溫度容差范圍。GJB 150.3A中明確規(guī)定要在受試產(chǎn)品周圍布置傳感器，以測(cè)量其周圍空氣溫度。通過(guò)這種測(cè)量才能真正了解到受試產(chǎn)品是否經(jīng)受了規(guī)定的試驗(yàn)條件。GJB 150.3A在試驗(yàn)準(zhǔn)備中提出的這一要求是否實(shí)施可按技術(shù)文件規(guī)定，表明這不是GJB 150A的硬性規(guī)定，具體由有關(guān)文件決定。但如果執(zhí)行這一規(guī)定，就可以杜絕以往的一切不規(guī)范安裝的行為。

2.4.2 試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間計(jì)算不當(dāng)

高低溫工作試驗(yàn)中，有些受試產(chǎn)品進(jìn)行中間檢測(cè)。由于涉及到施加負(fù)載和操作上的限制，必須打開(kāi)箱門(mén)或拿出箱外進(jìn)行檢測(cè)。此時(shí)引起試驗(yàn)箱溫度或受試產(chǎn)品溫度產(chǎn)生顯著變化（大于2℃），若15min內(nèi)不能完成工作性能檢測(cè)，必須使試件回到規(guī)定的試驗(yàn)溫度，再開(kāi)箱或出箱進(jìn)行檢測(cè)。在繼續(xù)試驗(yàn)前應(yīng)使試件重新穩(wěn)定到規(guī)定的溫度。開(kāi)箱或出箱檢測(cè)和檢測(cè)完后恢復(fù)到規(guī)定溫度的時(shí)間不能計(jì)入試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間。

在溫度沖擊試驗(yàn)中，試件從一個(gè)箱轉(zhuǎn)入另外一個(gè)箱中時(shí)，必然由于打開(kāi)箱門(mén)而造成試驗(yàn)箱溫度降低，從受試產(chǎn)品入箱到試驗(yàn)箱恢復(fù)到規(guī)定溫度（其時(shí)間超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定）的時(shí)間不能計(jì)入試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間，否則也會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間不足。

2.5 測(cè)量受試產(chǎn)品溫度響應(yīng)技術(shù)

GJB 150.3A/4A中提出，可按有關(guān)文件規(guī)定，在試件內(nèi)和試件上安裝溫度傳感器，以測(cè)量受試產(chǎn)品的響應(yīng)溫度和確定受試產(chǎn)品達(dá)到溫度穩(wěn)定的時(shí)間。GJB 150.3A/4A提出這一做法是很有意義的，用直接測(cè)量方法確定受試產(chǎn)品溫度穩(wěn)定時(shí)間是標(biāo)準(zhǔn)本身的要求。測(cè)量受試產(chǎn)品表面和內(nèi)部響應(yīng)溫度，有利于掌握受試產(chǎn)品試驗(yàn)時(shí)有關(guān)部位經(jīng)受的溫度情況和溫度分布，便于進(jìn)行熱分析和故障

定位。這一工作不是所有產(chǎn)品和所有階段的試驗(yàn)時(shí)都能進(jìn)行的。有些產(chǎn)品在設(shè)計(jì)定型或技術(shù)鑒定時(shí)，無(wú)法安裝傳感器確定溫度穩(wěn)定時(shí)間，此時(shí)須考慮在研制中期開(kāi)展環(huán)境響應(yīng)特性調(diào)查試驗(yàn)，確定達(dá)到溫度穩(wěn)定時(shí)間這一信息，或者用熱分析法確定這一時(shí)間。

2.6 試驗(yàn)中斷及處理

溫度試驗(yàn)過(guò)程中會(huì)由于試驗(yàn)設(shè)備故障和受試設(shè)備故障導(dǎo)致試驗(yàn)的意外中斷或人為中斷。此時(shí)應(yīng)按GJB 150.1A中基本原則進(jìn)行處理，溫度試驗(yàn)除滿足GJB 150.1A規(guī)定外，還有一些特殊要求。

第一，關(guān)于研究生國(guó)際合作的論文，主要有：譚敏的《我國(guó)研究生國(guó)際合作培養(yǎng)現(xiàn)狀及其質(zhì)量保障研究》；何勇靈的《研究生國(guó)際合作教學(xué)模式研究和實(shí)踐》；殷允杰、王潮霞的《我國(guó)研究生國(guó)際合作與聯(lián)合培養(yǎng)新模式探索》。

2.6.1 高溫試驗(yàn)意外中斷特殊要求

1）欠試驗(yàn)中斷

①循環(huán)試驗(yàn)

若高溫循環(huán)試驗(yàn)在進(jìn)行過(guò)程中發(fā)生意外中斷，使得試驗(yàn)條件向標(biāo)準(zhǔn)大氣條件溫度下降并超出允差，則應(yīng)從上一次成功完成的循環(huán)結(jié)束點(diǎn)恢復(fù)試驗(yàn)。

②恒定溫度試驗(yàn)

若恒定溫度試驗(yàn)在進(jìn)行過(guò)程中出現(xiàn)意外中斷，使得試驗(yàn)條件向標(biāo)準(zhǔn)大氣條件溫度下降并超出允差，則應(yīng)使試件重新穩(wěn)定到規(guī)定的試驗(yàn)溫度，并從試驗(yàn)條件偏離點(diǎn)開(kāi)始繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)。中斷期間溫度超出允差的時(shí)間不計(jì)入總試驗(yàn)時(shí)間。應(yīng)記錄中斷前和中斷后試驗(yàn)段的持續(xù)時(shí)間。

2）過(guò)試驗(yàn)中斷（例如試驗(yàn)箱失控）

①物理檢查和性能檢測(cè)

若循環(huán)試驗(yàn)或恒定試驗(yàn)的中斷，使得試件暴露于比產(chǎn)品規(guī)范要求的更為嚴(yán)酷的環(huán)境中時(shí)，則應(yīng)在中斷之后進(jìn)行全面的物理檢查和工作性能檢測(cè)（如可能），然后根據(jù)檢查和測(cè)量結(jié)果決定是否繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)。

②安全、性能和材料問(wèn)題

當(dāng)過(guò)試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)安全、性能和材料問(wèn)題時(shí)，最好的措施是結(jié)束這次試驗(yàn)，并用新的試件重新進(jìn)行試驗(yàn)。若不這樣做而在余下的試驗(yàn)中試件出現(xiàn)故障，則會(huì)因過(guò)試驗(yàn)條件而認(rèn)為此試驗(yàn)結(jié)果無(wú)效。若沒(méi)有發(fā)現(xiàn)安全、性能和材料問(wèn)題，應(yīng)按以下辦法處理：

對(duì)于恒溫試驗(yàn)，則應(yīng)恢復(fù)中斷之前的條件，并從試驗(yàn)允差超出點(diǎn)繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)中斷期間的時(shí)間計(jì)入總的試驗(yàn)時(shí)間；對(duì)于循環(huán)溫度試驗(yàn)，應(yīng)從上一次成功完成的循環(huán)結(jié)束點(diǎn)恢復(fù)試驗(yàn)，過(guò)試驗(yàn)中斷時(shí)的循環(huán)（不完整的循環(huán)）不計(jì)入總的循環(huán)數(shù)。

2.6.2 低溫試驗(yàn)意外中斷特殊要求

1）欠試驗(yàn)中斷

對(duì)于使試驗(yàn)溫度向周圍環(huán)境溫度變化并超出允差范圍的試驗(yàn)中斷，應(yīng)對(duì)試件進(jìn)行全面的物理檢查和工作性能測(cè)量（若可能的話）。若沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，則使試件重新穩(wěn)定在試驗(yàn)溫度，并從中斷點(diǎn)開(kāi)始繼續(xù)試驗(yàn)。由于未遇到極端條件，出現(xiàn)任何問(wèn)題均應(yīng)認(rèn)為是試件本身的問(wèn)題。中斷期間溫度超出允差的時(shí)間不計(jì)入總的試驗(yàn)時(shí)間。

2）過(guò)試驗(yàn)中斷

對(duì)于使試件暴露于比產(chǎn)品規(guī)范要求的更為嚴(yán)酷的條件下的試驗(yàn)中斷，在繼續(xù)試驗(yàn)之前應(yīng)對(duì)試件進(jìn)行全面的物理檢查和工作性能檢測(cè)（若可能的話）。若存在安全問(wèn)題時(shí)（如彈藥），尤其需要這樣做。若發(fā)現(xiàn)有問(wèn)題，最好的辦法是結(jié)束此次試驗(yàn)，用新的試件重新做，否則在后續(xù)試驗(yàn)期間試件失效時(shí)，由于出現(xiàn)過(guò)過(guò)試驗(yàn)條件，可定為試驗(yàn)結(jié)果無(wú)效；若沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，則恢復(fù)中斷前的試驗(yàn)條件繼續(xù)試驗(yàn)。試驗(yàn)中斷期間的時(shí)間計(jì)入總的試驗(yàn)時(shí)間。

2.6.3 溫度沖擊試驗(yàn)意外中斷特殊要求

1）欠試驗(yàn)中斷

若在保溫期間發(fā)生意外的試驗(yàn)中斷，使試驗(yàn)條件向標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度偏離并超出允差，則應(yīng)從中斷點(diǎn)開(kāi)始重新試驗(yàn)，并使試件重新處在試驗(yàn)條件下。若在轉(zhuǎn)換期間發(fā)生中斷，應(yīng)使試件重新處在轉(zhuǎn)換前的溫度下，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)換。欠試驗(yàn)期間的時(shí)間不計(jì)入試驗(yàn)時(shí)間。

2）過(guò)試驗(yàn)中斷

在導(dǎo)致試件暴露于比裝備規(guī)范要求更為極端的溫度下的任何中斷發(fā)生后，只要可能，應(yīng)在繼續(xù)試驗(yàn)之前立即對(duì)試件進(jìn)行全面的物理檢查和工作性能測(cè)量。在可能存在安全問(wèn)題的情況下，例如對(duì)彈藥進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，尤其應(yīng)如此。若發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，最好的辦法是停止試驗(yàn)，并且用新試件重新開(kāi)始試驗(yàn)。若不這樣做，而且在隨后的試驗(yàn)中試件再次出

現(xiàn)故障，則由于試驗(yàn)中曾出現(xiàn)過(guò)過(guò)試驗(yàn)條件，此試驗(yàn)結(jié)果無(wú)效。若沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)重新恢復(fù)中斷前的條件繼續(xù)試驗(yàn)。過(guò)試驗(yàn)期間的時(shí)間計(jì)入試驗(yàn)時(shí)間。

2.6.4 受試產(chǎn)品出現(xiàn)故障后的人為中斷

受試產(chǎn)品試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)故障，必須中斷試驗(yàn)，進(jìn)行故障分析和定位，并決定是否中止試驗(yàn)。從環(huán)境適應(yīng)性驗(yàn)證試驗(yàn)的角度，出現(xiàn)故障就可判為試驗(yàn)失敗。工程實(shí)踐中，出現(xiàn)故障必須要采取糾正措施，并進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)故障歸零，而后重新進(jìn)行該項(xiàng)試驗(yàn)。若該項(xiàng)試驗(yàn)通過(guò)，則考慮繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)，但分兩種情況，先應(yīng)分析采取故障糾正措施后，產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)變化是否影響前面已進(jìn)行并通過(guò)的試驗(yàn)項(xiàng)目的結(jié)論的有效性。若認(rèn)為這一更改不會(huì)影響以前試驗(yàn)的結(jié)果，則可繼續(xù)進(jìn)行余下的試驗(yàn)項(xiàng)目，但必須提交分析報(bào)告，說(shuō)明前面進(jìn)行過(guò)的試驗(yàn)的有效性；若認(rèn)為這一更改會(huì)影響以前試驗(yàn)的結(jié)論或無(wú)把握，則應(yīng)從頭開(kāi)始進(jìn)行所有的試驗(yàn)。

3 其他技術(shù)

GJB 150.3A/4A中還規(guī)定，進(jìn)行高低溫工作試驗(yàn)時(shí)試驗(yàn)步驟中應(yīng)包括功耗和負(fù)載、電壓變化和冷卻等方面的要求。

1）應(yīng)包括功耗最大（產(chǎn)生的熱量最多）的工作狀態(tài)。

2）電壓改變會(huì)影響試件的熱耗或溫度響應(yīng)(如動(dòng)力的產(chǎn)生和風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速)時(shí)，應(yīng)包括所需要的輸入電壓條件的變化范圍。

3）應(yīng)引入使用期間通常使用的冷卻介質(zhì)（如強(qiáng)迫的冷卻空氣或冷卻液）。使用冷卻介質(zhì)時(shí)應(yīng)考慮冷卻介質(zhì)入口處的溫度和流量，以反映典型情況和最壞情況下的溫度及流量條件。

4 結(jié)論

本文從溫度對(duì)裝備的影響、試驗(yàn)程序、試驗(yàn)條件及其剪裁、試驗(yàn)技術(shù)四個(gè)方面系統(tǒng)闡述了溫度環(huán)境試驗(yàn)及其標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)、主要技術(shù)內(nèi)容和應(yīng)用方法等，并著重針對(duì)軍品研制中對(duì)溫度試驗(yàn)的錯(cuò)誤理解和操作，提出了具體解決方法和建議。

[1] GJB 150-1986,軍用設(shè)備環(huán)境試驗(yàn)方法[S].

[2] GJB 150A-2009,軍用裝備實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法[S].

[3] GB/T 2423.1-2001,電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法 試驗(yàn)A；低溫[S].

[4] GB/T 2423.2-2001,電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法 試驗(yàn)B：高溫[S].

[5] GB/T 2423.22-2002,電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法 試驗(yàn)N：溫度變化[S].

[6] 祝耀昌. 產(chǎn)品環(huán)境工程概論[M].北京：航空工業(yè)出版社, 2003.

[7] 祝耀昌.產(chǎn)品環(huán)境工程論文集[C].北京：航空綜合環(huán)境航空 科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 2009.

蔡良續(xù)，1978年生，黑龍江省哈爾濱市人，北京航空航天大學(xué)材料學(xué)博士，高級(jí)工程師，現(xiàn)主要從事裝備環(huán)境和可靠性試驗(yàn)技術(shù)研究。

Review of Temperature Tests and Their Standards (Part Four) Temperature Test Technique

CAI Liang-xu1, ZHANG Lu2, XU Liang1, DU Hai-bo1, LIU Jia1
（1. China Aero-Polytechnology Establishment,beijing 100028 2.Avic Xi’an Flight Automatic Control Research Institute,xi'an 710065）

V416.6

A

1004-7204（2015）02-0077-06