一種基于降低吹雨試驗中試驗場環境非正常高溫的淋雨箱改造方法

孟春蕾，范廣露

（中國電子科技集團公司第二十七研究所，鄭州 450047）

一種基于降低吹雨試驗中試驗場環境非正常高溫的淋雨箱改造方法

孟春蕾，范廣露

（中國電子科技集團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中試驗場環境非正常高溫的淋雨箱改造方法。通過在淋雨箱頂部進行切割散熱孔，及時排出風機發動機散發的熱量，使吹雨試驗中試驗場環境的非正常高溫得到有效降低，試驗嚴酷等級更加符合國軍標的要求，避免試驗中受試產品出現非必要損傷。

吹雨試驗；試驗場環境；非正常高溫；降低

引言

吹雨試驗是軍用裝備經常進行的實驗室試驗之一，其目的是為了確定在吹雨的環境下防止水滲入裝備的保護罩、殼體和密封墊圈的有效性，裝備暴露于水中時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]。吹雨試驗目前使用的設備為帶有吹風功能的淋雨箱。在進行吹雨試驗時，淋雨箱內所形成的試驗場溫度GJB 150A-2009要求應與場外環境溫度應相一致，并且由于試件與雨水之間的溫差能影響淋雨試驗的結果，對密封的試件，還要求在每個暴露周期開始時應使時間溫度加熱到高于水溫10 ℃，使試件內部產生負壓，可更好的檢驗試件的水密性。然而，有統計數據表明，在現有淋雨箱內進行吹雨試驗時，隨著試驗時間的加長，淋雨箱內試驗場溫度會逐步高于場外環境溫度且在試驗時間的末期形成一個明顯的溫差，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受試品也會產生額外損傷[2]。

本文結合工程實際，介紹一種基于降低吹雨試驗中試驗場環境非正常高溫的淋雨箱改造方法，該方法通過在現有淋雨箱頂部加開散熱孔對淋雨箱內部試驗場溫度進行被動降溫，以使其溫度保持在合理范圍之內。

1 試驗場環境非正常高溫對受試品的損傷機理分析

吹雨試驗中試驗場高溫產生的濕熱水汽由受試品外殼間隙進入受試品中，遇到冷的結構件和電路板等部件，會在其表面形成細小凝露[3]。圖1為凝露成因的簡圖。電路板表面凝露會造成電路板短路、腐蝕等破壞[4]。

2 試驗場環境非正常高溫影響因素分析

2．1 淋雨、吹雨試驗場溫度比較

對淋雨、吹雨試驗過程中試驗場溫度進行比較，比較結果如圖2所示。

由圖可知當進行吹雨試驗時試驗場溫度明顯比淋雨試驗時高，吹雨試驗與淋雨試驗在實驗條件上唯一的區別是雨滴有無風速要求，而風速的形成主要依靠淋雨試驗箱內風機的運轉，由此可知風機發動機的運轉發熱是試驗場溫升的一個影響因素。

2．2 吹雨試驗中開、閉門試驗場溫度比較

對吹雨試驗中開、閉門試驗場溫度進行比較，比較結果如圖3所示。

由圖可知在吹雨試驗中，關閉試驗箱門比打開試驗箱門時試驗場溫度高。試驗箱門的開、閉主要影響到試驗場的散熱，由此可知試驗箱的散熱狀況是影響試驗場溫度的另一因素。

經查設備說明書，風機功率為45 Kw，為了保證淋雨設備運行時風速達到國軍標的風速要求，風機功率不可調整。而由圖3可以看出在試驗中關閉箱門比打開箱門時試驗場環境溫度高出很多，因此有熱源情況下試驗箱無散熱孔會使試驗場環境溫度升高，此為造成試驗場環境非正常高溫的要因。

同淋雨設備的生產廠家與同專業實驗室進行交流、探討，發現淋雨設備在進行帶風速試驗即吹雨試驗時，試驗場環境溫升是一個普遍現象，目前國內外尚無成熟的解決方法。普遍認為，試驗場溫升無法完全消除，力求采用各種方法將試驗場溫度降至GJB 150A要求的實驗場所正常溫度范圍之內。沈陽某研究所在進行導彈的吹雨試驗時將實驗箱門打開，試驗場溫度由+60 ℃降低至+55 ℃。

圖1 凝露成因簡圖

圖2 淋雨、吹雨試驗場溫度比較

圖3 吹雨試驗中開、閉門試驗場溫度場比較

3 降低試驗場環境非正常高溫目標設定

GJB150A對試驗場溫度要求為15 ℃至35 ℃，而在吹雨試驗不閉門的情況下試驗場溫度可以達到32 ℃，基于以上原因，為保證吹雨實驗效果，我們認為采取方法對淋雨箱進行改造，將吹雨試驗中試驗場溫度由36 ℃降至30 ℃是可行的。

4 降低試驗場環境非正常高溫對策制定

根據試驗場環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箱無散熱孔使試驗場環境溫度不斷升高造成試驗場環境非正常高溫的主要原因。針對該要因制定對策計劃表如表1所示。

表1 對策計劃表

5 降低試驗場環境非正常高溫對策實施

參照設備說明書，本文采用在淋雨箱原有結構上進行改動的方式，在設備頂部進行切割，開了兩個散熱孔，以及時排出風機發動機散發的熱量，達到降低試驗場環境非正常高溫的目的。圖5為淋雨箱頂部開孔后實體照片。

圖4 目標設定

圖5 散熱孔實體照片

6 降低試驗場環境非正常高溫效果驗證

開孔后，分別比較了吹雨試驗中無散熱孔、1個散熱孔、2個散熱孔時試驗場的溫度，比較結果如圖6所示。由圖可知，在試驗箱上方切割出散熱孔后，試驗場環境溫度明顯下降，在利用1個散熱孔時已經達到預期目標。

為了鞏固成果，實驗室編寫了新的吹雨試驗操作規程，在以后的吹雨試驗中，按照操作規程在試驗中依照外部環境溫度打開1至2個散熱孔進行試驗（規定外部環境溫度在15 ℃至20 ℃之間時打開1個散熱孔，高于20 ℃時打開2個散熱孔）。

某設備進行吹雨試驗，試驗條件為風速18 m/s，

圖6 效果驗證試驗場溫度曲線

降雨量10 cm/h，降雨時間1 h。測量外部環境溫度為21.9℃，試驗過程中開啟散熱孔1、2，并對試驗場溫度進行監視，試驗后統計實驗過程中試驗場溫度，其溫度變化趨勢如圖7所示。由圖可知，在該次吹雨試驗中，由于風機散熱，試驗場依舊隨著時間的變化而不斷累積熱量，溫度不斷上升，但是由于在試驗中開啟了兩個散熱孔對試驗場進行散熱，試驗場溫度最終穩定在25 ℃左右。

圖7 某次吹雨試驗過程中試驗溫度場溫度

7 結語

本方法通過采用在淋雨箱頂部進行切割散熱孔，及時排出了風機發動機散發的熱量，使吹雨試驗中試驗場環境的非正常高溫得到有效降低，試驗嚴酷等級更加符合國軍標的要求，避免了試驗中受試設備的過試驗損傷。

[1] GJB150.8A-2009軍用裝備實驗室環境試驗方法 第8部分：淋雨試驗[S].

[2] GJB150.1A-2009軍用裝備實驗室環境試驗方法 第1部分：通用要求[S].

[3] 陳黟,吳味隆.熱工學[M].第3版.北京:高等教育出版社,2004.

[4] 韋生文.雷達電子設備的呼吸凝露作用及其預防[J].雷達科學與技術 ,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。

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。