电子产品高温试验箱的温度场分析及优化

环境应力筛选是电子产品生产过程中非常重要的环节,能激发并排除早期故障,而高温测试箱在此环节起着至关重要的作用,其性能好坏直接影响电子产品可靠性。现有的高温试验箱内部温度梯度较大,无法满足试验箱温度均匀的条件,会导致测试结果不准确,此外,加热时间较长,严重影响试验工作效率。结合西门子公司要求,文章以改善高温试验箱温度场分布、缩短加热时间为主要研究目标,首先利用流体仿真软件Fluent对现有高温试验箱进行温度场分析,再通过试验验证仿真的可靠性,并基于最后建立的仿真模型进一步提出环境试验箱的优化方案。结果表明,通过优化,将高温试验箱温度偏差从±4℃优化至±2℃,有效提高高温试验箱温度均一性,加热时间从70 min减少至25 min,加热速率提升一倍,为电子产品高温试验提供更完善的的试验环境。     

环境试验箱内温度场均匀性的模拟与实验

在精密的电子元器件环境试验测试中,环境试验箱内的温度场均匀性、波动度等对测试效果的好坏至关重要。为了研究开发出高性能的环境试验箱,本文首先根据不同送、回风口型式（箱体构造）对速度场和温度场的影响,对箱体内结构进行了优化设计,在顺时针和逆时针箱体结构的基础上拓展了不同的结构型式;并对这些不同结构型式的箱体进行了模拟仿算,包括不同的送风口型式、角度和不同的回风口型式结构;对比仿真结果后,对圆形回风几何中心结构的箱体进行了实验验证。研究结果表明：七种不同的箱体结构模型中,0°倾角顺时针、几何中心位置逆时针以及多出风口模型三种模型的温度平均值和温度标准偏差都非常接近;实验和仿真数据在温度场均匀性标准偏差方面仍然存在一定的差距,所有测点平均温度为-71.55℃,温度误差为-1.55℃,最大温度偏差为1.8℃,但数据去中心化后,温度场各测点的温度具有相似的分布趋势。     

离心-温度复合试验箱温度精密控制方法

研究用于加速度计计量校准的离心-温度复合试验箱地面温度控制方法。首先提出实现试验箱高低温环境的温控系统设计方案,进而针对气体温度大惯性、大延迟的特点,提出将预测PI控制方法和串级控制相结合的新型预测PI-PID串级控制技术应用于离心-温度复合试验箱的温度控制,它既克服了单纯PID鲁棒性差的特点,又克服单纯预测PI控制由于单层结构而抗二次干扰差的问题,两者的结合提高了系统控制性能,克服了纯滞后对系统的不良影响。仿真结果表明:预测PI-PID串级控制系统具有较好的鲁棒性及良好的调节性能,其总体性能优于单纯PID控制和传统PID-PI串级控制系统。     

离心-温度复合装置的自学习切换控制方法研究

针对惯性仪表的复合校准问题,设计了基于离心-温度复合装置的自学习切换控制方法,实现了高精度、高均匀性的温度场控制。根据离心机不同工况下的温度箱控制系统结构不同,切换控制方案可满足系统在高低温下的精度要求,自学习PID控制算法解决了控制过程中存在的温度波动问题。离心机旋转状态下和非旋转状态下的实验结果表明：该控制系统性能良好,在-55～80℃内的温度控制误差在±0.1℃之内。     

GHz重复频率固体飞秒激光技术进展及应用前景

针对惯性仪表的复合校准问题,设计了基于离心-温度复合装置的自学习切换控制方法,实现了高精度、高均匀性的温度场控制。根据离心机不同工况下的温度箱控制系统结构不同,切换控制方案可满足系统在高低温下的精度要求,自学习PID控制算法解决了控制过程中存在的温度波动问题。离心机旋转状态下和非旋转状态下的实验结果表明：该控制系统性能良好,在-55～80 ℃内的温度控制误差在±0.1 ℃之内。     

壁纸包装机烘箱温度场模拟及结构改进

目的采用有限元数值模拟方法分析壁纸包装机温度场的均匀性,以提高包装质量。方法创建包装机烘箱三维模型,通过FLUENT对工作过程温度场进行模拟分析,针对分析结果中的影响因素进行结构改进。结果得到了壁纸包装机烘箱内部温度场的分布情况,找到了影响烘箱温度场均匀性的因素,通过对壁纸包装机烘箱结构进行改进,提高了内部温度的均匀性。结论通过对烘箱内部喷风口和出风口结构进行部分改进,有效地改善了烘箱温度均匀性,提高了包装效率。     

高稳定性大型空气温度校准试验箱的研究

为满足温度采集仪的校准需求,研制了高稳定性大型空气温度校准试验箱。阐述了该试验箱的箱体结构、工作原理。以箱体内传热过程的理论模型为基础,结合Fluent软件进行了数值模拟,分析了试验箱体内温度场以及空气流速场的分布及变化。通过试验证明该试验箱控温精度高、温度波动度小、温场均匀性好,可推广应用。     

飞机复合材料制件热压罐成型温度场均匀性优化方法

针对热固性复合材料制件热压罐成型过程中,工装结构优化和降低升温速率等温度场均匀性优化方法的不足,提出了在"温度低谷"区域添加加热器来提高温度场均匀性的方法。通过温度场模拟确定加热器的个数、安放位置,并求解各个加热器的功率密度,实现对"温度低谷"区域的热量补偿,提高温度场的均匀性。通过实例分析,将热量补偿前的温度场和补偿后的进行对比,最大温差从20℃降低到6.5℃,温度场均匀性有了很大的改善。     

大型高度-温度试验舱分布式送风流场仿真及分析

针对大型高度-温度试验舱在低气压环境下试验空间内温度场均匀性下降的问题,通过对大型高度-温度试验舱分布式送风流场进行数值仿真及分析,研究了两种不同送风方式下低气压试验舱内的温度场变化规律。结果表明,试验舱内温度场均匀性随着环境压力的降低而下降;增加试验舱内壁辐射换热、提高流场风速,均可以提高试验舱内的温度均匀性;同样环境压力下,采用双侧送风方式比单侧送风方式的试验舱内温度场均匀性更好,但平均风速较高。在进行高度-温度试验舱设计时,需根据不同的试验需求选择不同的送风方式。     

基于CFD模拟研究不同保温结构和温度对番茄冷藏配送品质和效果的影响

为掌握不同保温结构和不同温度对番茄冷藏配送下的温度场分布均匀性和品质及效果的影响,本文以番茄为研究对象,建立了半导体冷藏箱温度场数值分析三维模型,并进行实验验证.模拟结果表明:外界恒温20℃时,真空绝热板(vacuum in-sulation panel,VIP)和聚氨酯(polyurethane,PU)复合隔热保温结...     

空心管坯电磁离心过程的数值模拟

用有限元法模拟了铸造合金的流动和热量传输过程中瞬态速度场和温度场的分布,研究了电磁场强度和离心机转速对电磁铸造空心管坯的影响.结果表明,电磁搅拌引起的熔体相对运动是凝固过程中晶粒细化的主要原因.最优的电磁搅拌条件:转速1200 r/min,磁场强度为0.08 T,磁场持续加载25 s.在一定的转速和磁场强度条件下电磁离心铸造的温度场和凝固时的温度梯度对凝固组织有重要的的影响.合金液的外层,温度梯度达到最大值,铸件的温度下降得快,容易形成细小的等轴晶.     

单屏式多点气流温度传感器现场校准工况参数影响分析

采用数值仿真的手段对燃烧室试验环境下单屏式多点气流温度传感器进行仿真计算,改变温场、流场环境,分析研究了来流总温、来流总压以及马赫数等工况参数对单屏式多点气流温度传感器的测量结果的影响规律,并用试验进行验证.数值模拟结果表明:在燃烧室试验环境下,单屏式多点气流温度传感器的测温偏差随着来流总温的增大而增大,每增加1000...     

离心加速场中金属凝固过程温度场分布数值分析

采用有限差分法及MathCad软件首次模拟了二维柱坐标系下自硬砂型离心铸造凝固过程,并就转速、浇温、铸型预热温度、铸型类别等工艺参数对铸件温度场分布的影响规律进行了研究。模拟结果表明,由于采用自硬砂型和灰铁盖,铸件的上下表面首先凝固,然后逐渐向金属液中间推进;随转速、铸型蓄热系数的增加,铸型预热温度与浇注温度的降低,金属凝固加快;在其它条件相同的情况下,型温对温度场的影响最大,转速其次,浇温最小。      

以最佳温度均匀度为目标的常压热循环系统结构参数优化

用数值模拟的方法对常压热循环系统试验箱内试件模型的降温过程进行了研究.研究了不同结构参数下试验箱内试件模型的降温速率及温度均匀度变化规律.结果表明,当模型位于试验箱中心位置时,由于试件模型的阻碍,在其上底面出现滞止区,而在底部产生高温回流区域.试件模型降温速率随离地高度的增加而逐渐加快,最终可在7 h内完成降温过程,最...     

高温高压下超级13Cr不锈钢抗CO2腐蚀性能

为了推进超级13Cr不锈钢在油气田中的应用,用高温高压釜系统模拟了油气田腐蚀环境,研究了超级13Cr不锈钢在动静态环境中高温高压下的CO2腐蚀行为,利用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪等对超级130r不锈钢表面腐蚀产物的形貌及成分进行了分析。结果表明：动态腐蚀时超级13Cr不锈钢的腐蚀速率随温度的升高而增大,150℃时最大,此后腐蚀速率随温度的升高而下降;静态腐蚀速率随温度的升高呈上升趋势;动态腐蚀速率高于静态的,动静态平均腐蚀速率均较小,属于轻度或中度腐蚀,在油气田的安全使用范围之内;动静态腐蚀时超级13Cr不锈钢表面均生成均匀、致密的钝化膜层,表现为均匀腐蚀,腐蚀产物成分为不锈钢基本成分,未发现CO2腐蚀产物,超级13Cr不锈钢具有良好的抗高温高压CO2腐蚀性能。     

基于双热传导方程的高温燃气温度传感器设计方法

介绍了一种实用型的高温燃气温度传感器,从工况条件出发,阐述了该温度传感器的总体结构设计、敏感元件设计、绝缘瓷管选取、屏蔽罩设计以及外壳设计.在屏蔽罩的关键结构尺寸设计中,提出了一种基于双热传导方程的模型,对高温燃气温度传感器的设计方法进行优化,并在热校准风洞上对设计结果进行了试验验证.结果 表明:在常压条件下,所设计的...     

高温压电加速度传感器绝对法校准

针对高温环境下压电加速度传感器的灵敏度幅值随环境温度改变而改变的问题,提出了基于正弦逼近法的耐高温压电加速度传感器绝对校准方法,并搭建相应实验校准系统。使用该方法对高温压电加速度传感器进行室温～400℃不同温度下的灵敏度测量校准试验,实验结果表明当环境温度升高时,加速度传感器的灵敏度呈现出近似线性增大的趋势。     

宽温压力可变标准湿度发生器的研制

采用双温双压法原理研制了一套宽温度范围、测试室压力可变的标准湿度发生器。它能够测量发生温度范围为-50～90 ℃、相对压力范围为-50～0 kPa、扩展不确定度为0.3%RH～0.8%RH（k=2）的5%RH～96%RH全量程相对湿度。其测试室尺寸为150 mm×400 mm,样气流量为5～30 L/Min。通过设计高精度饱和器压力和流量自动调节装置,采用工控机与PLC相结合的操作控制方式,实现了全自动运行。冷镜式精密露点仪和重量法湿度计的实际测试结果均验证了其不确定度。     

岩土的非线性冻结模型试验和相似准则

由于冰的比热和导热系数与水的比热和导热系数具有显著的差异性,因此土的比热和导热系数在冻结过程中是不断变化的。依据常热参数建立起来的温度场相似准则,难以准确反映土体在冻结过程中由热参数非线性引起的温度场演变。该文基于考虑热参数非线性变化的热传导微分方程,采用相似变换法导出了冻土模型试验中温度场的相似准则,并给出了采用原土进行模型试验时原型与模型应满足的相似关系。同时,在考虑第三类边界条件对相似准则影响的基础上,导出了模型土应满足的热物性相似条件。在此基础上,分别利用ABAQUS有限元软件对线性、非线性以及考虑第三类边界条件的原型和模型温度场进行了数值模拟,并对冻结过程中特征点的温度演变过程进行了分析。计算结果表明:建立的非线性导热相似准则能够正确反映原型冻土温度场的演变过程,说明模型土热参数的计算方法是合理的。同时表明,满足第三类边界条件的土体非线性冻结相似准则具有明确的物理意义和更高的实用价值。该研究成果为冻土模型试验中模型土的配制提供了切实合理的参数计算方法,为冻土水-热-力三场耦合模型试验的设计和实施提供了理论基础和技术支持。