高低溫低氣壓試驗(yàn)箱的 “低氣壓” 原理是什么？

來源：廣東皓天檢測儀器有限公司 2025年08月13日 08:46

高低溫低氣壓試驗(yàn)箱作為模擬高海拔等特殊環(huán)境的核心設(shè)備，其 “低氣壓” 功能的實(shí)現(xiàn)依托于精密的系統(tǒng)協(xié)同與技術(shù)設(shè)計，是保障航空航天、電子通信等領(lǐng)域產(chǎn)品可靠性測試的關(guān)鍵。

高低溫低氣壓試驗(yàn)箱的低氣壓核心來自真空系統(tǒng)與壓力調(diào)節(jié)裝置的聯(lián)動。設(shè)備的密閉腔體通過真空泵組抽取內(nèi)部空氣，以此降低氣體分子密度。渦旋式真空泵負(fù)責(zé)低真空階段的快速抽氣，羅茨式真空泵則進(jìn)一步將氣壓降至 1kPa 以下的高真空狀態(tài)。過程中，壓力傳感器實(shí)時監(jiān)測腔體壓力，達(dá)到設(shè)定值時，控制系統(tǒng)通過電磁閥調(diào)節(jié)進(jìn)氣量以維持穩(wěn)定。比如模擬海拔 10000 米環(huán)境，需將氣壓控制在 26.4kPa 左右，這就要求傳感器精度達(dá)到 ±0.1kPa，確保高低溫低氣壓試驗(yàn)箱的氣壓模擬精準(zhǔn)度。

低氣壓環(huán)境下氣體分子平均自由程的顯著變化，是高低溫低氣壓試驗(yàn)箱必須應(yīng)對的特性。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下空氣分子平均自由程約 68nm，氣壓降至 1kPa 時增至 6.8μm，分子碰撞概率驟降導(dǎo)致熱傳導(dǎo)效率下降 90%。為此，高低溫低氣壓試驗(yàn)箱采用輻射加熱與強(qiáng)制對流結(jié)合的方式，通過鎳鉻合金加熱管與多葉片風(fēng)機(jī)形成循環(huán)氣流，將腔體溫度均勻性控制在 ±2℃以內(nèi)，彌補(bǔ)低氣壓下的熱傳導(dǎo)缺陷。

高低溫低氣壓試驗(yàn)箱還需解決低氣壓與溫濕度的協(xié)同模擬難題。低氣壓會降低水的沸點(diǎn)，如 50kPa 時水的沸點(diǎn)降至 81℃，傳統(tǒng)加濕方式易失控。因此，高低溫低氣壓試驗(yàn)箱采用超聲波加濕技術(shù)，將水霧化成 0.5-10μm 微粒，配合露點(diǎn)傳感器，在 10kPa 低氣壓下仍能維持 30%-95% RH 的濕度范圍。

從應(yīng)用適配來看，高低溫低氣壓試驗(yàn)箱需匹配產(chǎn)品實(shí)際工況。像航空電子設(shè)備測試，需承受 - 55℃至 125℃溫度波動與 5kPa 低氣壓沖擊，設(shè)備需在 30 分鐘內(nèi)完成循環(huán)切換，這要求真空系統(tǒng)抽氣速率達(dá) 150m3/h，且腔體采用 304 不銹鋼與硅橡膠密封，保障環(huán)境下的氣密性與耐溫性，充分體現(xiàn)了高低溫低氣壓試驗(yàn)箱在復(fù)雜環(huán)境模擬中的核心價值。

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