高低溫兩箱式冷熱沖擊試驗箱 環(huán)境模擬設(shè)備 可靠性測試儀器 簡戶儀器

新規(guī)實施！GB/T 2423.22-2025 冷熱沖擊試驗標(biāo)準(zhǔn)解讀與設(shè)備適配指南——上海簡戶儀器科普分享

上海簡戶儀器設(shè)備有限公司是一家高科技合資企業(yè),專業(yè)生產(chǎn)銷售鹽霧箱、恒溫恒濕機(jī)、冷熱沖擊機(jī)、振動試驗機(jī)、機(jī)械沖擊機(jī)、跌落試驗機(jī)的環(huán)境試驗儀器的公司，是一家具有研發(fā)生產(chǎn)銷售經(jīng)營各類可靠性環(huán)境試驗設(shè)備的公司。經(jīng)驗豐富，并得到許多國內(nèi)外廠商的信賴與支持。現(xiàn)在我們成為許多品牌的供應(yīng)商。

摘要

本文聚焦于 GB/T 2423.22-2025《環(huán)境試驗 第 2 部分：試驗方法 試驗 N：溫度變化》的新規(guī)解讀，詳細(xì)剖析其較舊版的關(guān)鍵修訂點(diǎn)，包括溫度偏差、均勻度、濕度控制等指標(biāo)的更新。同時，結(jié)合電子、汽車、航空航天等多行業(yè)需求，闡述冷熱沖擊試驗箱在設(shè)備精度、溫變速率、結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面的適配要點(diǎn)與優(yōu)化策略，為企業(yè)合規(guī)開展試驗、提升產(chǎn)品可靠性提供理論與實踐依據(jù)。

一、引言

隨著科技的飛速發(fā)展，電子、汽車、航空航天等行業(yè)的產(chǎn)品面臨著更為復(fù)雜嚴(yán)苛的使用環(huán)境。冷熱沖擊試驗作為評估產(chǎn)品在溫度交替環(huán)境下可靠性的關(guān)鍵手段，其標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性與適用性至關(guān)重要。GB/T 2423.22-2025 的發(fā)布實施，對冷熱沖擊試驗方法、設(shè)備要求等進(jìn)行了系統(tǒng)性修訂，旨在進(jìn)一步規(guī)范試驗流程，提高測試結(jié)果的準(zhǔn)確性與可比性，為各行業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量提升提供有力支撐。

二、GB/T 2423.22-2025 關(guān)鍵修訂內(nèi)容解讀

（一）溫度精度指標(biāo)的細(xì)化

1.溫度偏差：新規(guī)將溫度偏差要求從舊版的±2℃收緊至 ±1.5℃（空載）與 ±2℃（滿載）。這意味著試驗箱在設(shè)定溫度點(diǎn)的實際溫度偏離范圍更小，對設(shè)備溫控系統(tǒng)的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性提出了更高挑戰(zhàn)。例如，在電子元器件測試中，微小的溫度偏差可能導(dǎo)致其電氣性能測試結(jié)果出現(xiàn)較大誤差，影響產(chǎn)品質(zhì)量判定。

2.溫度均勻度：標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定試驗箱工作室內(nèi)溫度均勻度應(yīng)≤1.5℃（空載），滿載時≤2.5℃。相較于舊版，均勻度要求更為嚴(yán)格。以汽車電子控制單元測試為例，不均勻的溫度場會使不同部位的元件承受不同熱應(yīng)力，導(dǎo)致測試結(jié)果無法真實反映產(chǎn)品整體可靠性。

（二）濕度控制的強(qiáng)化

在一些對濕度敏感的產(chǎn)品測試中，如通信設(shè)備、精密儀器等，濕度對產(chǎn)品性能影響顯著。GB/T 2423.22-2025 新增濕度控制條款，要求在試驗過程中，若有濕度要求，濕度偏差應(yīng)控制在 ±5% RH 以內(nèi)，且濕度均勻度≤3% RH。這有助于更真實地模擬產(chǎn)品在實際使用中的溫濕度復(fù)合環(huán)境。

（三）試驗程序的優(yōu)化

1.快速溫度變化（冷熱沖擊）：新規(guī)對樣品在高溫箱與低溫箱之間的轉(zhuǎn)移時間做出更精準(zhǔn)規(guī)定，一般應(yīng)≤3 分鐘，特殊要求下可縮短至≤1 分鐘。這一調(diào)整提高了試驗對產(chǎn)品熱沖擊響應(yīng)的模擬精度，更貼合航空航天、軍工等領(lǐng)域產(chǎn)品在快速溫變環(huán)境下的使用場景。

2.漸變溫度變化：對于漸變溫度變化試驗，明確了溫度變化速率的允許誤差范圍，如設(shè)定速率為 1℃/min 時，實際速率應(yīng)在 0.8℃/min 至 1.2℃/min 之間，確保試驗過程中溫度變化的穩(wěn)定性與可重復(fù)性。

三、冷熱沖擊試驗箱適配新規(guī)的要點(diǎn)分析

（一）溫控系統(tǒng)升級

1.高精度傳感器應(yīng)用：為滿足溫度偏差與均勻度要求，試驗箱需配備精度更高的溫度傳感器，如鉑電阻傳感器（精度可達(dá)±0.1℃），并通過多點(diǎn)測量與實時反饋控制，實現(xiàn)對工作室溫度的精準(zhǔn)調(diào)控。

2.智能溫控算法優(yōu)化：采用先進(jìn)的模型預(yù)測控制（MPC）算法替代傳統(tǒng) PID 控制，提前預(yù)測溫度變化趨勢，動態(tài)調(diào)整加熱、制冷功率，減少溫度過沖與波動，確保溫度穩(wěn)定在規(guī)定范圍內(nèi)。

（二）制冷制熱系統(tǒng)改進(jìn)

1.高效制冷壓縮機(jī)選型：對于需要快速降溫的試驗，選用制冷量更大、能效更高的壓縮機(jī)，如渦旋式壓縮機(jī)，可提高制冷效率，縮短降溫時間，滿足快速溫度變化試驗的溫變速率要求。

2.優(yōu)化加熱元件與風(fēng)道設(shè)計：采用功率密度更高、加熱均勻性更好的加熱元件，結(jié)合合理的風(fēng)道結(jié)構(gòu)設(shè)計，如采用六面環(huán)抱式風(fēng)道，增強(qiáng)氣流循環(huán)，減少溫度死角，提升溫度均勻度。

（三）濕度控制模塊集成

1.高精度濕度發(fā)生器與傳感器：為實現(xiàn)濕度精準(zhǔn)控制，試驗箱需配備高精度濕度發(fā)生器，如超聲波加濕、干蒸汽加濕等方式，并搭配精度達(dá)±2% RH 的濕度傳感器，實時監(jiān)測與調(diào)節(jié)工作室內(nèi)濕度。

2.濕度與溫度協(xié)同控制：開發(fā)濕度與溫度的協(xié)同控制算法，避免在溫濕度復(fù)合試驗中，溫度變化對濕度控制產(chǎn)生干擾，確保溫濕度參數(shù)同時滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

（四）結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化

1.快速轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)改進(jìn)：對于兩箱式冷熱沖擊試驗箱，優(yōu)化樣品快速轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的機(jī)械結(jié)構(gòu)與驅(qū)動系統(tǒng)，提高轉(zhuǎn)移速度與定位精度，確保樣品在規(guī)定時間內(nèi)完成高低溫環(huán)境切換，同時減少轉(zhuǎn)移過程中的振動對樣品的影響。

2.箱體密封與保溫性能提升：加強(qiáng)試驗箱箱體的密封性能，采用優(yōu)質(zhì)密封材料，減少熱量與濕氣泄漏；優(yōu)化保溫層設(shè)計，選用保溫性能更好的材料，如聚氨酯發(fā)泡材料，降低箱體熱損耗，維持溫度穩(wěn)定性。

四、各行業(yè)設(shè)備適配案例分析

（一）電子行業(yè)

1.案例背景：某電子企業(yè)生產(chǎn)智能手機(jī)主板，需依據(jù)新規(guī)對主板進(jìn)行冷熱沖擊試驗，以檢測焊點(diǎn)可靠性。

2.設(shè)備適配措施：選用具備高精度溫控系統(tǒng)（溫度偏差±1℃，均勻度≤1.5℃）的冷熱沖擊試驗箱，配置快速轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)（轉(zhuǎn)移時間≤2 分鐘），并通過軟件優(yōu)化，實現(xiàn)對主板在不同溫度階段的電氣性能實時監(jiān)測。

3.效果評估：通過適配新規(guī)的設(shè)備測試，該企業(yè)發(fā)現(xiàn)主板焊點(diǎn)在溫變下的失效概率顯著降低，產(chǎn)品質(zhì)量得到有效提升，售后故障率降低了 30%。

（二）汽車行業(yè)

1.案例背景：汽車制造商研發(fā)新能源汽車電池管理系統(tǒng)（BMS），需按照新規(guī)進(jìn)行冷熱沖擊試驗，確保 BMS 在復(fù)雜環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行。

2.設(shè)備適配措施：定制具備寬溫域（-40℃至 85℃）、高濕度控制精度（濕度偏差 ±3% RH）的冷熱沖擊試驗箱，模擬電池在不同工況下的溫度與濕度環(huán)境，并增加振動功能，實現(xiàn)溫濕度振三綜合測試。

3.效果評估：經(jīng)過適配設(shè)備的多輪測試與優(yōu)化，BMS 在實際使用中的穩(wěn)定性大幅提高，電池充放電效率提升了 8%，整車?yán)m(xù)航里程增加了 5%。

（三）航空航天行業(yè)

1.案例背景：航空航天科研機(jī)構(gòu)研制新型航空電子設(shè)備，需依據(jù)新規(guī)開展嚴(yán)苛的冷熱沖擊試驗，驗證設(shè)備在高空復(fù)雜環(huán)境下的可靠性。

2.設(shè)備適配措施：采用超寬溫域（-70℃至 150℃）、超快速溫變（溫度轉(zhuǎn)換時間≤1 分鐘）的冷熱沖擊試驗箱，配備真空系統(tǒng)，模擬高空低氣壓環(huán)境，并通過遠(yuǎn)程監(jiān)控與數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，實時掌握設(shè)備在試驗中的性能變化。

3.效果評估：通過適配新規(guī)的設(shè)備測試，該機(jī)構(gòu)成功發(fā)現(xiàn)并解決了電子設(shè)備在環(huán)境下的信號傳輸干擾、結(jié)構(gòu)變形等問題，確保了航空電子設(shè)備的可靠性與安全性，為型號研制提供了有力保障。

五、結(jié)論

GB/T 2423.22-2025 的實施對冷熱沖擊試驗設(shè)備提出了更高的性能要求。各行業(yè)企業(yè)在選擇與適配試驗設(shè)備時，需緊密圍繞新規(guī)的溫度、濕度、試驗程序等關(guān)鍵指標(biāo)，從溫控系統(tǒng)、制冷制熱系統(tǒng)、濕度控制模塊、結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面進(jìn)行全面優(yōu)化與升級。通過參考行業(yè)成功案例，結(jié)合自身產(chǎn)品特點(diǎn)與測試需求，精準(zhǔn)配置設(shè)備，確保試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性，從而提升產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)市場競爭力。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，未來冷熱沖擊試驗設(shè)備還將朝著更高精度、更寬溫域、更智能化的方向發(fā)展，以滿足各行業(yè)日益嚴(yán)苛的產(chǎn)品測試需求。

關(guān)于我們

• 上海簡戶儀器設(shè)備有限公司是一家高科技合資企業(yè),生產(chǎn)銷售鹽霧箱、恒溫恒濕機(jī)、冷熱沖擊機(jī)、振動試驗機(jī)、機(jī)械沖擊機(jī)、跌落試驗機(jī)的環(huán)境試驗儀器的公司，研發(fā)生產(chǎn)銷售經(jīng)營各類可靠性環(huán)境試驗設(shè)備。經(jīng)驗豐富，并得到許多國內(nèi)外廠商的信賴與支持。自公司成立以來,多次服務(wù)于國內(nèi)外大學(xué)和研究所等檢測機(jī)構(gòu),如清華大學(xué)、蘇州大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)、法國申美檢測、中科院物理所、中科院，SGS等**單位提供實施室方案和設(shè)備及其相關(guān)服務(wù)。努力開發(fā)半導(dǎo)體、光電、光通訊、航天太空、生物科技、食品、化工、制藥等行業(yè)產(chǎn)品所需的測試設(shè)備裝置。公司擁有一支的研發(fā)、生產(chǎn)和售後隊伍，從產(chǎn)品的研發(fā)到售后服務(wù)，每一個環(huán)節(jié)都以客戶的觀點(diǎn)與需求作為思考的出發(fā)點(diǎn)。

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• 　上海簡戶榮獲企業(yè)，表明上海簡戶在技術(shù)、科技成果轉(zhuǎn)化、擁有自主知識產(chǎn)權(quán)等方面得到了國家的高度認(rèn)可。簡戶一直秉承"服務(wù)以人為本"的宗旨，為廣大客戶提供精良的設(shè)備及優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，提供的送貨上門、安裝調(diào)試、一年的設(shè)備保養(yǎng)、終身維修，技術(shù)指導(dǎo)服務(wù)。始終如一的以"努力、合作、飛躍"的精神自我完善、不斷發(fā)展、讓客戶與公司實現(xiàn)雙贏局面。
  

• 簡戶是集設(shè)計、銷售、研發(fā)、維修服務(wù)等為一體的綜合集團(tuán)公司，從產(chǎn)品的研發(fā)到售后服務(wù)，每一個環(huán)節(jié)之間，都以客戶的觀點(diǎn)與需求作為思考的出發(fā)點(diǎn)，提供的環(huán)境設(shè)備。公司創(chuàng)始人從事儀器設(shè)備行業(yè)20余年，經(jīng)驗豐富、資歷雄厚，帶領(lǐng)簡戶公司全體同仁攜手共建輝煌明天。公司成立以來，積極投入電子電工，航空，航天，生物科技，各大院校，及科研單位等行業(yè)所需的產(chǎn)品測試設(shè)備裝置。
  

• 簡戶擁有一支的研發(fā)、生產(chǎn)和售后服務(wù)隊伍，從產(chǎn)品的研發(fā)到售后服務(wù)，每一個環(huán)節(jié)都以客戶的觀點(diǎn)與需求作為思考的出發(fā)點(diǎn)，目前擁有博士學(xué)位2人，碩士5人，參與環(huán)境試驗箱國家標(biāo)準(zhǔn)起草和發(fā)行。企業(yè)制定標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)里通過ISO9001。是中國儀器儀表學(xué)會會員和理事單位。曾榮獲CCTV《中國儀器儀表20強(qiáng)品牌》殊榮，2010年入駐上海世博會民企館。簡戶自創(chuàng)辦以來，參與3項國家標(biāo)準(zhǔn)起草與制定，獲得40+件原創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)、軟著、集成電路)，6次獲得上?？萍夹椭行∑髽I(yè)稱號，合作過3200+家合作客戶(其中世界500強(qiáng)高校600家)。