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高低溫試驗箱全解析資料：類型、原理與應用場景

時間：2025-4-30閱讀：25

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廣東皓天檢測儀器有限公司
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一、高低溫試驗箱類型

（一）按溫度范圍劃分

高溫試驗箱：主要聚焦于模擬高溫環(huán)境，其溫度范圍通常設定在 +50℃ ～ +200℃區(qū)間。在該溫度范疇內(nèi)，可有效測試材料的耐熱性能，例如塑料制品在高溫下是否會發(fā)生變形、老化，電子元器件在高溫工況下能否穩(wěn)定工作，像電腦 CPU 在長時間高負載運行產(chǎn)生高溫時的性能表現(xiàn)，就可借助此類試驗箱進行模擬測試。

低溫試驗箱：側重于模擬低溫環(huán)境，溫度范圍多處于 -20℃ ～ -70℃ ?？捎糜跈z驗材料的耐寒性，如橡膠在低溫下的柔韌性變化，電子元器件在低溫時的啟動性能及參數(shù)穩(wěn)定性等。像北方冬季戶外使用的電子設備，其元器件就需通過低溫試驗箱測試低溫性能。

高低溫交變試驗箱：能模擬產(chǎn)品在高低溫交替變化的復雜環(huán)境，溫度跨度較大，一般在 -70℃ ～ +200℃ 。該類型試驗箱可全面考驗產(chǎn)品在溫差條件下的可靠性與穩(wěn)定性，如航空電子設備在飛機起飛、巡航、降落過程中面臨的劇烈溫度變化，就可通過此類試驗箱模擬測試。

（二）按結構形式分類

臺式試驗箱：體積小巧，適合放置在實驗室桌面使用。因空間有限，主要用于小型樣品或元器件的測試，如小型集成電路板、微型傳感器等。

立式試驗箱：體積較大且結構穩(wěn)固，內(nèi)部空間寬敞，適合大型樣品或整件產(chǎn)品的測試。其具備良好的溫度均勻性，可對如汽車發(fā)動機缸體模型、大型電器外殼等進行高低溫測試。

步入式試驗箱：屬于大型環(huán)境試驗設備，人員能夠進入內(nèi)部操作。適用于大型產(chǎn)品或整件設備的測試，像汽車整車在不同溫度環(huán)境下的性能測試，航空航天領域中大型設備部件的高低溫可靠性驗證等。

（三）按控制方式分類

簡易型試驗箱：配備簡單的溫濕度控制器，操作便捷，但在精度和穩(wěn)定性方面表現(xiàn)欠佳。適用于對測試精度要求不高的一般性測試場景，如普通工業(yè)產(chǎn)品的初步溫度耐受性篩選。

高精度試驗箱：運用溫濕度控制系統(tǒng)與高精度傳感器技術，具備精度和穩(wěn)定性。常用于科研實驗、精密制造等對測試數(shù)據(jù)準確性要求嚴苛的領域，如芯片研發(fā)過程中的高低溫性能測試。

可編程試驗箱：搭配可編程控制器與觸摸屏界面，用戶可根據(jù)需求自定義溫濕度變化曲線和詳細測試程序。適用于復雜的測試場景和多步驟的測試任務，如電子產(chǎn)品在不同溫度階段需進行多種性能指標測試的情況。

二、高低溫試驗箱工作原理

高低溫試驗箱主要由制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、空氣循環(huán)系統(tǒng)等部分構成。

（一）制冷系統(tǒng)

當需要低溫環(huán)境時，制冷系統(tǒng)啟動。以常見的壓縮式制冷為例，壓縮機將氣態(tài)制冷劑壓縮成高溫高壓氣體，通過冷凝器散熱后變成液態(tài)，經(jīng)膨脹閥節(jié)流降壓，進入蒸發(fā)器。在蒸發(fā)器中，液態(tài)制冷劑迅速汽化，吸收周圍熱量，使試驗箱內(nèi)溫度降低，實現(xiàn)制冷效果。對于需獲取 -20℃以下低溫的試驗箱，常采用復疊式制冷循環(huán)系統(tǒng)，利用中溫制冷劑與低溫制冷劑的配合，滿足更低溫度需求。

（二）加熱系統(tǒng)

當需要升溫時，控制系統(tǒng)發(fā)出指令，加熱裝置開始工作。一般采用電加熱絲作為加熱元件，電流通過加熱絲產(chǎn)生熱量，熱量通過空氣循環(huán)系統(tǒng)均勻散布在試驗箱內(nèi)，提升箱內(nèi)溫度，達到設定的高溫值。

（三）控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)猶如試驗箱的 “大腦"，通過傳感器實時監(jiān)測試驗箱內(nèi)的溫度。當溫度偏離設定值時，控制系統(tǒng)會根據(jù)預設的控制算法，調(diào)整制冷系統(tǒng)或加熱系統(tǒng)的工作狀態(tài)，使溫度穩(wěn)定在設定范圍內(nèi)。例如，當溫度低于設定值時，控制系統(tǒng)加大加熱功率；當溫度高于設定值時，啟動制冷系統(tǒng)或降低加熱功率。

（四）空氣循環(huán)系統(tǒng)

試驗箱內(nèi)部設有風扇等裝置，促使箱內(nèi)空氣均勻流動。一方面，可將加熱或制冷產(chǎn)生的熱量或冷量快速、均勻地傳遞到各個角落，保證箱內(nèi)溫度均勻性；另一方面，能使試驗樣品周圍的空氣不斷更新，模擬更真實的環(huán)境條件，確保測試結果的準確性。

三、高低溫試驗箱應用場景

（一）電子電器行業(yè)

電子元器件、線路板及整機產(chǎn)品需在高低溫環(huán)境下進行性能測試，確保其在不同溫度條件下的可靠性與穩(wěn)定性。如手機需通過高低溫試驗，檢驗在炎熱夏季戶外高溫和寒冷冬季戶外低溫環(huán)境下，電池續(xù)航能力、屏幕顯示效果、信號接收穩(wěn)定性等是否正常。

（二）材料科學領域

用于研究新材料在高低溫條件下的性質(zhì)變化，如熱膨脹特性、韌性、硬度等，助力科研人員開發(fā)性能更優(yōu)的材料。像新型合金材料在高溫高壓下的強度變化研究，就可通過高低溫試驗箱模擬工況進行測試，為其在航空航天、汽車制造等領域的應用提供數(shù)據(jù)支撐。

（三）汽車制造行業(yè)

汽車零部件需在特殊溫度下進行耐受性測試，保證其在不同氣候條件下正常工作。發(fā)動機在高溫環(huán)境下的散熱性能、低溫環(huán)境下的啟動性能，車身材料在高低溫交替時的抗疲勞性能，汽車電子設備在溫度下的工作穩(wěn)定性等，都需借助高低溫試驗箱測試，確保汽車在不同氣候區(qū)域都能可靠運行。

（四）航空航天領域

航空航天設備需在溫度環(huán)境下保持高可靠性。高低溫試驗箱用于測試飛行器的電子設備、發(fā)動機部件、結構材料等在高溫、低溫及熱循環(huán)條件下的性能，驗證其在高空低溫、發(fā)動機高溫等特殊環(huán)境下能否正常工作，保障飛行安全。

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