溫濕度三綜合振動試驗箱(以下簡稱“三綜合試驗箱”)是一種集溫度、濕度、振動三種環(huán)境應力于一體的可靠性測試設備，可模擬產品在運輸、存儲或使用過程中可能遇到的復雜環(huán)境(如高溫高濕+振動、低溫低濕+隨機振動等)，用于驗證產品的耐久性、結構強度、功能穩(wěn)定性及失效機理。其選型需緊密結合產品特性(如尺寸、重量、材料、工作狀態(tài))與測試目標(如標準合規(guī)性、失效模式、環(huán)境條件)，以下從核心參數(shù)、關鍵考量因素及選型步驟展開說明。
一、明確核心測試需求：產品特性與測試目標
選型前需首先明確兩個核心問題：
1. 產品特性?
物理參數(shù)：產品尺寸(長×寬×高)、重量(決定試驗箱的承載與振動臺負載能力)、重心位置(影響振動均勻性)；
材料與結構：是否含精密電子元件(怕潮、怕振)、脆性材料(怕沖擊)、柔性結構(易共振)；
工作狀態(tài)：測試中是否需要通電(如帶負載測試)、是否產生熱量(需額外散熱設計)；
環(huán)境敏感性：對溫度/濕度的耐受極限(如芯片的工作溫度范圍-40℃~85℃，濕度敏感等級MSL1~6)。
2. 測試目標?
標準合規(guī)性：需滿足哪些行業(yè)標準(如GJB150(裝備)、IEC60068(電工電子)、ISO16750(汽車零部件)、MIL-STD-810(美軍標))；
失效模式：關注哪種失效？(如焊點疲勞斷裂需高頻振動+溫變循環(huán)，涂層脫落需濕熱老化+振動)；
環(huán)境條件：需模擬的溫濕度范圍(如-70℃~150℃，10%~98%RH)、振動類型(正弦/隨機/混合)、振動量級(位移/速度/加速度)、持續(xù)時間(如1000小時耐久測試)。
二、三綜合試驗箱的核心參數(shù)與選型要點
三綜合試驗箱的性能由溫濕度系統(tǒng)、振動系統(tǒng)、綜合控制能力三大模塊決定，需逐一匹配需求。
(一)溫濕度系統(tǒng)：溫度、濕度范圍與均勻性
溫濕度系統(tǒng)是模擬環(huán)境的基礎，需重點關注以下參數(shù)：
| |
| 需覆蓋產品的使用/存儲溫度（如航空電子設備需-55℃~125℃，普通消費電子-40℃~85℃）。注意“有效工作溫度范圍”（非極限值，需保證溫變速率）。 |
| 通常10%~98%RH（部分機型可達5%~99%RH），需注意“露點溫度”（低溫下濕度上限受限于冷凝，如-40℃時最大濕度約30%RH）。 |
| 關鍵指標（如10℃/min、20℃/min），影響測試效率（如快速溫變測試需≥15℃/min）。需確認是“平均速率”還是“峰值速率”（實際測試中多為平均）。 |
| 均勻性越好（如±0.5℃/±2%RH），測試結果越可靠。需參考廠商提供的校準報告（通常在空載/滿載條件下測試）。 |
| 精密測試（如材料老化）需高精度（±1%RH以內），普通可靠性測試±3%RH即可。 |
(二)振動系統(tǒng)：振動類型、量級與負載能力
振動系統(tǒng)是模擬機械應力的核心，需根據產品的振動敏感特性選擇：
| |
| - 正弦振動：模擬單一頻率的持續(xù)激勵（如旋轉機械的穩(wěn)態(tài)振動），適合共振點查找；
- 隨機振動：模擬真實環(huán)境中的復合振動（如車輛行駛、航空運輸），更接近實際工況；
- 沖擊/碰撞：短時間高能量激勵（如跌落、碰撞），需額外沖擊模塊（部分三綜合箱集成）。 |
| 覆蓋產品可能遇到的振動頻率（如汽車零部件通常5Hz~2000Hz，航空航天設備可能擴展至5000Hz）。需注意低頻段（≤20Hz）的位移能力（大振幅）和高頻段（≥1000Hz）的加速度能力（小位移）。 |
| - 位移：通常0~51mm（正弦振動）；
- 加速度：通常0~100g（隨機振動功率譜密度PSD需匹配標準，如GJB150.16A規(guī)定飛機設備的PSD曲線）；
- 需確認“額定推力”（振動臺的出力，與負載重量正相關：推力=負載重量×加速度）。 |
| 需≥產品重量（含工裝夾具），且預留10%~20%余量（避免過載導致振動臺損壞）。若產品重心偏移，需校核“傾覆力矩”（振動臺需具備抗偏載能力）。 |
| 可選單軸（X/Y/Z）、雙軸或三軸振動（三軸更接近實際多維振動環(huán)境，但成本更高）。 |
(三)綜合控制能力：同步性、編程與擴展性
三綜合試驗的關鍵是
溫度、濕度、振動的同步控制(如溫變與振動同時啟停，避免時序偏差導致的測試誤差)，需關注：
| |
| 溫度、濕度、振動的啟動/停止/變化需嚴格同步（如±0.1s級），否則無法模擬真實耦合環(huán)境（如汽車過減速帶時的顛簸+高溫）。 |
| 需支持復雜測試程序編寫（如先溫變循環(huán)→再隨機振動→最后濕熱保持），可設置條件觸發(fā)（如溫度達到85℃時啟動振動）。 |
| 需集成傳感器（溫度、濕度、振動加速度/位移）實時監(jiān)控，支持數(shù)據記錄與導出（符合標準要求的測試報告格式）。 |
| 是否支持加裝額外功能（如鹽霧、沙塵、光照）、與外部設備聯(lián)動（如產品供電電源、信號采集儀）。 |
三、其他關鍵考量因素
1. 樣品尺寸與安裝方式?
試驗箱內腔尺寸需≥樣品尺寸(含夾具)，預留至少10cm操作空間(方便接線、觀察)；
振動臺臺面尺寸需匹配樣品夾具(如圓形/方形臺面，是否需T型槽固定)；
若樣品需通電測試，需確認箱內是否有足夠的引線孔(直徑、數(shù)量)及防凝露設計(避免線纜進水汽短路)。
2. 安全與合規(guī)性?
電氣安全：符合CE、UL等認證，具備過溫保護、過壓保護、漏電保護；
機械安全：振動臺有急停按鈕、防夾手設計；
環(huán)保要求：制冷劑是否符合RoHS(如無氟環(huán)保冷媒)。
3. 成本與服務?
預算：三綜合試驗箱價格較高(數(shù)十萬至數(shù)百萬)，需平衡性能與成本(如非必要不選三軸振動)；
售后：廠商需提供校準服務(溫濕度、振動傳感器的定期標定)、故障響應時間(如24小時內上門)；
能耗：關注制冷/加熱功率、振動臺功耗(長期運行電費成本高)。
四、選型步驟總結
明確需求：梳理產品的物理參數(shù)、環(huán)境敏感特性，以及測試目標(標準、失效模式、環(huán)境條件)；
匹配參數(shù)：根據需求篩選溫濕度范圍、振動類型/量級、負載能力等核心參數(shù)；
驗證兼容性：確認樣品尺寸、安裝方式與試驗箱的內腔/臺面匹配，評估同步控制與編程能力是否滿足測試序列；
考察廠商與服務：選擇有行業(yè)案例(如軍工、汽車、電子)的廠商，核查校準報告與售后支持；
測試驗證：條件允許時，要求廠商用類似樣品演示測試流程，驗證數(shù)據準確性與控制穩(wěn)定性。
示例：某車載導航儀的選型場景
產品特性：尺寸200×150×50mm，重量1kg，含PCB板(對溫度-30℃~70℃敏感，濕度≤85%RH)，需模擬汽車行駛中的振動(5Hz~500Hz，隨機振動PSD=0.02g²/Hz)；
測試目標：符合ISO16750-3(道路車輛電氣電子設備環(huán)境試驗)，驗證高溫高濕+振動下的屏幕顯示穩(wěn)定性。
選型方案：
溫濕度范圍：-40℃~100℃(覆蓋-30℃~70℃)，10%~95%RH(露點溫度驗證-40℃時濕度≤30%RH)；
振動系統(tǒng)：隨機振動5Hz~500Hz，最大加速度10g(推力≥1kg×10g=98N，選100N推力振動臺)，臺面尺寸300×300mm(適配導航儀夾具)；
綜合控制：支持溫濕度與振動同步編程(如40℃/85%RH保持2h→隨機振動4h→-20℃/60%RH循環(huán))，內腔尺寸≥400×400×400mm(預留夾具空間)。
結論：三綜合試驗箱的選型需以“產品特性為基礎，測試目標為導向”，重點匹配溫濕度范圍、振動量級與同步控制能力，并綜合考慮樣品適配性、安全與服務，才能確保測試的有效性與可靠性。
