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環(huán)境試驗中凝露問(wèn)題淺析
日期：2025-06-05 09:12
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摘要：
環(huán)境試驗中凝露問(wèn)題淺析
1 前言
環(huán)境試驗做為檢驗提高電子產(chǎn)品可靠性的一種常用手段，廣泛用于電子產(chǎn)品的各個(gè)研發(fā)周期。用于確
定通訊設備對環(huán)境的適應性。在環(huán)境試驗過(guò)程中根據產(chǎn)品的特性，選擇合適的試驗方法，對產(chǎn)品的機械性
能、電氣性能、物理性能、材料的抗拉強度和抗張力變化、絕緣性能等作出檢驗和評估。只有選擇正確的
試驗方法和標準的試驗條件下，才能得出正確的試驗結果。在恒定濕熱過(guò)程中，要預熱產(chǎn)品，避免大量凝
露出現，引起附加的應力，從而影響對實(shí)驗結果的正確評估。
2被測通訊產(chǎn)品概況
某通訊設備是室外設備，采用自然散熱。其特點(diǎn)是體積大，熱耗大且腔體密封。工作環(huán)境溫度：
一40℃一55％，要求機箱內溫升不大于20。C，工作濕度：10％一95％(相對濕度)；貯存溫度：一40℃
一+85℃，儲存濕度：≤93％(相對濕度)；整機總重量： 50Kg。
總體結構采用箱型結構。由箱體、門(mén)、安裝附件和內部的電源模塊、兩個(gè)功率放大器模塊、兩個(gè)低噪
聲放大器模塊、兩個(gè)雙工器(DUP)、防雷模塊和監控板等組成。
3環(huán)境試驗中存在凝露問(wèn)題的分析
對于這種密封且熱耗大，體積大的自然散熱產(chǎn)品而言，如果產(chǎn)品內的熱沒(méi)有傳輸到周?chē)髿庵腥?，則
產(chǎn)品溫度將不斷上升。實(shí)際上，產(chǎn)品所產(chǎn)生的熱是不斷向周?chē)h(huán)境大氣散發(fā)的，*后，產(chǎn)品所產(chǎn)生的熱與
耗散在周?chē)鋮s大氣中的熱相平衡，使產(chǎn)品溫度達到穩定。只有當環(huán)境溫度上升(或下降)時(shí)，產(chǎn)品內部
的溫度才會(huì )隨著(zhù)進(jìn)一步的上升(或下降)，直至達到新的平衡為止。
由于環(huán)境溫度箱受環(huán)境溫度和濕度的影響，在高溫和低溫以及高低溫試驗中，濕度同環(huán)境濕度相差不
大，大約在48％(至少在達到熱平衡之前)。一般的環(huán)境試驗箱都有濕度控制功能，通常采用的加濕方法
如下：
噴霧加濕：容易在工作空間產(chǎn)生少量氣溶膠；
蒸汽加濕：可能使箱內溫度較低的設備產(chǎn)生凝露；
揮發(fā)加濕：少量氣溶膠；
水溶液加濕：容易引起腐蝕；
當把實(shí)驗樣品放進(jìn)實(shí)驗箱中時(shí)，如實(shí)驗樣品的表面溫度低于實(shí)驗箱中空氣的露點(diǎn)溫度，樣品表面上就
會(huì )出現凝露，因此，一般在實(shí)驗之前對實(shí)驗樣品進(jìn)行預熱。露點(diǎn)溫度取決于空氣中水汽的含量，露點(diǎn)溫
度、**濕度和水汽壓力之間存在直接關(guān)系。在實(shí)驗期間，如果空氣中水分的含量和空氣溫度較高，使空
氣露點(diǎn)溫度和實(shí)驗樣品表面溫度之間達到某一差值，就會(huì )產(chǎn)生凝露。一般在實(shí)驗的升溫階段，由于實(shí)驗樣
品有一定的熱時(shí)間常數，其表面溫度往往低于實(shí)驗箱內空氣的露點(diǎn)溫度，因此，實(shí)驗樣品表面產(chǎn)生凝露。
在升溫期間，在熱常數時(shí)間為T(mén)的實(shí)驗樣品表面上所產(chǎn)生凝露所需要的相對濕度由下式給出：
當實(shí)驗樣品在實(shí)驗過(guò)程中除了會(huì )產(chǎn)生凝露外，由于濕度還存在以下的物理現象：
吸附：由于設備表面材料的類(lèi)型、材料的表面結構、和水汽壓力的大小不同，決定了實(shí)驗樣品表面的
水汽分子的多少。
吸收：取決于周?chē)h(huán)境的含濕量，水分子深入的速度隨溫度的升高而增大。
擴散：水蒸氣透過(guò)有機密封材料進(jìn)入殼體內部；
呼吸：由于溫度變化引起實(shí)驗樣品空腔內外空氣和水汽的交流，內有**密封類(lèi)型的實(shí)驗樣品，吸入
的潮氣使實(shí)驗樣品的內部結構受潮，或在空腔內凝結成聚集態(tài)的水。
吸收和擴散過(guò)程需要相當長(cháng)的時(shí)間才能達到平衡狀態(tài)，凝露和吸附過(guò)程則短一些。所以，對于這種體
積大、散熱量大的密封通訊設備在實(shí)驗過(guò)程中表面出現少量凝露的現象是一種正常的實(shí)驗現象。設備表面
的水汽多少和附著(zhù)時(shí)間長(cháng)短因環(huán)境實(shí)驗箱內溫度和濕度變化而不同，如果出現大量的水汽和凝露則需要調
整實(shí)驗條件，防止實(shí)驗結果出現大的偏差。
4結論和建議
1)環(huán)境實(shí)驗過(guò)程中出現少量的凝露現象不會(huì )對設備的性能造成損壞。也不會(huì )影響實(shí)驗結果的分析。
2)為了防止大量凝露的產(chǎn)生，對實(shí)驗結果的分析造成錯誤的導向，一般在環(huán)境實(shí)驗的過(guò)程中，提前
對產(chǎn)品進(jìn)行預熱。
3)環(huán)境實(shí)驗對實(shí)驗樣品的影響很大，可能使材料的機械性能、物理性能、電氣性能改變，因此，在
產(chǎn)品設計初期，考慮實(shí)際使用條件，選擇合適的元器件，廣東宏展科技有限公司采用降額設計、冗余設計、容差設計、氣候環(huán)境
防護設計、緩沖減振設計、熱設計等手段，提高產(chǎn)品的可靠性。在環(huán)境實(shí)驗中，只有施加合適的實(shí)驗條
件，暴露存在的問(wèn)題，尋求合適的改進(jìn)措施，才能進(jìn)一步確定產(chǎn)品的適應性，使產(chǎn)品滿(mǎn)足使用要求。
環(huán)境試驗做為檢驗提高電子產(chǎn)品可靠性的一種常用手段，廣泛用于電子產(chǎn)品的各個(gè)研發(fā)周期。用于確
定通訊設備對環(huán)境的適應性。在環(huán)境試驗過(guò)程中根據產(chǎn)品的特性，選擇合適的試驗方法，對產(chǎn)品的機械性
能、電氣性能、物理性能、材料的抗拉強度和抗張力變化、絕緣性能等作出檢驗和評估。只有選擇正確的
試驗方法和標準的試驗條件下，才能得出正確的試驗結果。在恒定濕熱過(guò)程中，要預熱產(chǎn)品，避免大量凝
露出現，引起附加的應力，從而影響對實(shí)驗結果的正確評估。
2被測通訊產(chǎn)品概況
某通訊設備是室外設備，采用自然散熱。其特點(diǎn)是體積大，熱耗大且腔體密封。工作環(huán)境溫度：
一40℃一55％，要求機箱內溫升不大于20。C，工作濕度：10％一95％(相對濕度)；貯存溫度：一40℃
一+85℃，儲存濕度：≤93％(相對濕度)；整機總重量： 50Kg。
總體結構采用箱型結構。由箱體、門(mén)、安裝附件和內部的電源模塊、兩個(gè)功率放大器模塊、兩個(gè)低噪
聲放大器模塊、兩個(gè)雙工器(DUP)、防雷模塊和監控板等組成。
3環(huán)境試驗中存在凝露問(wèn)題的分析
對于這種密封且熱耗大，體積大的自然散熱產(chǎn)品而言，如果產(chǎn)品內的熱沒(méi)有傳輸到周?chē)髿庵腥?，則
產(chǎn)品溫度將不斷上升。實(shí)際上，產(chǎn)品所產(chǎn)生的熱是不斷向周?chē)h(huán)境大氣散發(fā)的，*后，產(chǎn)品所產(chǎn)生的熱與
耗散在周?chē)鋮s大氣中的熱相平衡，使產(chǎn)品溫度達到穩定。只有當環(huán)境溫度上升(或下降)時(shí)，產(chǎn)品內部
的溫度才會(huì )隨著(zhù)進(jìn)一步的上升(或下降)，直至達到新的平衡為止。
由于環(huán)境溫度箱受環(huán)境溫度和濕度的影響，在高溫和低溫以及高低溫試驗中，濕度同環(huán)境濕度相差不
大，大約在48％(至少在達到熱平衡之前)。一般的環(huán)境試驗箱都有濕度控制功能，通常采用的加濕方法
如下：
噴霧加濕：容易在工作空間產(chǎn)生少量氣溶膠；
蒸汽加濕：可能使箱內溫度較低的設備產(chǎn)生凝露；
揮發(fā)加濕：少量氣溶膠；
水溶液加濕：容易引起腐蝕；
當把實(shí)驗樣品放進(jìn)實(shí)驗箱中時(shí)，如實(shí)驗樣品的表面溫度低于實(shí)驗箱中空氣的露點(diǎn)溫度，樣品表面上就
會(huì )出現凝露，因此，一般在實(shí)驗之前對實(shí)驗樣品進(jìn)行預熱。露點(diǎn)溫度取決于空氣中水汽的含量，露點(diǎn)溫
度、**濕度和水汽壓力之間存在直接關(guān)系。在實(shí)驗期間，如果空氣中水分的含量和空氣溫度較高，使空
氣露點(diǎn)溫度和實(shí)驗樣品表面溫度之間達到某一差值，就會(huì )產(chǎn)生凝露。一般在實(shí)驗的升溫階段，由于實(shí)驗樣
品有一定的熱時(shí)間常數，其表面溫度往往低于實(shí)驗箱內空氣的露點(diǎn)溫度，因此，實(shí)驗樣品表面產(chǎn)生凝露。
在升溫期間，在熱常數時(shí)間為T(mén)的實(shí)驗樣品表面上所產(chǎn)生凝露所需要的相對濕度由下式給出：
當實(shí)驗樣品在實(shí)驗過(guò)程中除了會(huì )產(chǎn)生凝露外，由于濕度還存在以下的物理現象：
吸附：由于設備表面材料的類(lèi)型、材料的表面結構、和水汽壓力的大小不同，決定了實(shí)驗樣品表面的
水汽分子的多少。
吸收：取決于周?chē)h(huán)境的含濕量，水分子深入的速度隨溫度的升高而增大。
擴散：水蒸氣透過(guò)有機密封材料進(jìn)入殼體內部；
呼吸：由于溫度變化引起實(shí)驗樣品空腔內外空氣和水汽的交流，內有**密封類(lèi)型的實(shí)驗樣品，吸入
的潮氣使實(shí)驗樣品的內部結構受潮，或在空腔內凝結成聚集態(tài)的水。
吸收和擴散過(guò)程需要相當長(cháng)的時(shí)間才能達到平衡狀態(tài)，凝露和吸附過(guò)程則短一些。所以，對于這種體
積大、散熱量大的密封通訊設備在實(shí)驗過(guò)程中表面出現少量凝露的現象是一種正常的實(shí)驗現象。設備表面
的水汽多少和附著(zhù)時(shí)間長(cháng)短因環(huán)境實(shí)驗箱內溫度和濕度變化而不同，如果出現大量的水汽和凝露則需要調
整實(shí)驗條件，防止實(shí)驗結果出現大的偏差。
4結論和建議
1)環(huán)境實(shí)驗過(guò)程中出現少量的凝露現象不會(huì )對設備的性能造成損壞。也不會(huì )影響實(shí)驗結果的分析。
2)為了防止大量凝露的產(chǎn)生，對實(shí)驗結果的分析造成錯誤的導向，一般在環(huán)境實(shí)驗的過(guò)程中，提前
對產(chǎn)品進(jìn)行預熱。
3)環(huán)境實(shí)驗對實(shí)驗樣品的影響很大，可能使材料的機械性能、物理性能、電氣性能改變，因此，在
產(chǎn)品設計初期，考慮實(shí)際使用條件，選擇合適的元器件，廣東宏展科技有限公司采用降額設計、冗余設計、容差設計、氣候環(huán)境
防護設計、緩沖減振設計、熱設計等手段，提高產(chǎn)品的可靠性。在環(huán)境實(shí)驗中，只有施加合適的實(shí)驗條
件，暴露存在的問(wèn)題，尋求合適的改進(jìn)措施，才能進(jìn)一步確定產(chǎn)品的適應性，使產(chǎn)品滿(mǎn)足使用要求。