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低氣壓試驗(yàn)是一種利用設(shè)備模擬高空低氣壓環(huán)境、對產(chǎn)品在低氣壓環(huán)境下貯存、運(yùn)輸和使用的適應(yīng)性進(jìn)行快速驗(yàn)證的試驗(yàn)方法，通過低氣壓試驗(yàn)可在早期發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)缺陷、減少產(chǎn)品在實(shí)際使用中的故障率。低氣壓試驗(yàn)是將試驗(yàn)樣品放入試驗(yàn)箱，然后將箱內(nèi)氣壓降低到有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的值，并保持規(guī)定持續(xù)時(shí)間的試驗(yàn)。

為什么要做低氣壓試驗(yàn)？在自然環(huán)境中大氣壓力會隨著海拔的增高而降低，當(dāng)汽車電子、航空產(chǎn)品、電池及各類元器件在高海拔或高空環(huán)境下貯存或使用時(shí)，可能會受到外界溫度和氣壓的綜合影響導(dǎo)致產(chǎn)品物理特性上的變化，如材料的膨脹、破裂，密封腔的漏氣或漏液等現(xiàn)象，從而引起產(chǎn)品失效。

低氣壓試驗(yàn)的目的是為了評價(jià)元件、設(shè)備或其他類型的產(chǎn)品在低氣壓條件下存儲、運(yùn)輸和使用的能力，一般采用恒定壓力條件來模擬相應(yīng)的工況。特殊情況下，還需要考核產(chǎn)品耐受空氣壓力快速變化的能力。對于以下產(chǎn)品，可開展低氣壓試驗(yàn)。

（1）在高海拔地區(qū)存儲/工作的設(shè)備。

（2）在飛機(jī)增壓或非增壓艙中運(yùn)輸或工作的設(shè)備。

（3）暴露于快速減壓或爆炸減壓環(huán)境中的設(shè)備。確定暴露于該環(huán)境下的裝備出現(xiàn)的故障是否會損壞其平臺或造成人員傷害。

（4）飛機(jī)外部掛飛的設(shè)備。

 

一、低氣壓對產(chǎn)品失效模式歸納起來有以下幾種

（1）密封墊密封的殼體漏氣、漏液體；

（2）密封容器變形、破損或破裂；

（3）低密度材料的物理和化學(xué)性能發(fā)生變化；

（4）裝備因熱傳導(dǎo)降低而發(fā)生過熱；

（5）潤滑劑蒸發(fā)；

（6）電機(jī)的啟動和工作不穩(wěn)定；

（7）真空密封失效；

（8）電弧或電暈放電造成裝備失靈或工作不穩(wěn)定。

 

二、低氣壓試驗(yàn)程序和方法

低氣壓試驗(yàn)包括四個(gè)試驗(yàn)程序∶程序Ⅰ——貯存/空運(yùn)、程序Ⅱ——工作/機(jī)外掛飛、程序Ⅲ——快速減壓和程序IV——爆炸減壓。

程序I——貯存/空運(yùn)程序Ⅰ的步驟如下∶

a）使試件處在貯存或運(yùn)輸技術(shù)狀態(tài)下，按技術(shù)文件規(guī)定的高度變化速率調(diào)節(jié)試驗(yàn)箱內(nèi)的空氣壓力，使之達(dá)到與所要求的試驗(yàn)高度相對應(yīng)的壓力;

b）保持a）中的壓力至少1h，但技術(shù)文件另有規(guī)定的除外;

c）按技術(shù)文件規(guī)定的高度變化速率，調(diào)節(jié)試驗(yàn)箱內(nèi)的空氣壓力，使之恢復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)大氣條件壓力;

d）目視檢查試件，檢測工作性能，并記錄檢測結(jié)果。

程序Ⅱ—工作/機(jī)外掛飛程序Ⅱ的步驟如下∶

a）使試件處在工作技術(shù)狀態(tài)下，按技術(shù)文件規(guī)定的高度變化速率調(diào)節(jié)試驗(yàn)箱內(nèi)的空氣壓力，使之達(dá)到與所要求的工作高度相對應(yīng)的壓力;

b）按技術(shù)文件規(guī)定的要求檢測試件的工作性能，并記錄檢測結(jié)果;

c）按技術(shù)文件規(guī)定的高度變化速率，調(diào)節(jié)試驗(yàn)箱內(nèi)的空氣壓力，使之恢復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)大氣條件壓力;

d）目視檢查試件，檢測工作性能，并記錄檢測結(jié)果。

程序Ⅲ—快速減壓試驗(yàn)的步驟如下∶

a）使試件處在貯存或運(yùn)輸技術(shù)狀態(tài)下，按技術(shù)文件規(guī)定的高度變化速率調(diào)節(jié)試驗(yàn)箱內(nèi)的空氣壓力，使之達(dá)到與2438m高度相對應(yīng)的壓力（75.2kPa）。

b）在不超過15s的時(shí)間內(nèi)，使試驗(yàn)箱內(nèi)的空氣壓力降到與所要求的試驗(yàn)高度12192m相對應(yīng)的壓力（18.8kPa），或者降到與技術(shù)文件規(guī)定的其他最大飛行高度相對應(yīng)的壓力。然后在該低氣壓下至少穩(wěn)定地保持10min。

c）按技術(shù)文件規(guī)定的高度變化速率，調(diào)節(jié)試驗(yàn)箱內(nèi)的空氣壓力，使之恢復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)大氣條件壓力。

d）目視檢查試件，檢測工作性能，并記錄檢測結(jié)果。注∶需要注意安全問題。

程序IV—爆炸減壓程序IV的步驟如下∶

a）使試件處在貯存或運(yùn)輸技術(shù)狀態(tài)下，按技術(shù)文件規(guī)定的高度變化速率調(diào)節(jié)試驗(yàn)箱內(nèi)的空氣壓力，使之達(dá)到與2438m高度相對應(yīng)的壓力（75.2kPa）;

b）在不超過0.1s的時(shí)間內(nèi)，使試驗(yàn)箱內(nèi)的空氣壓力降到與所要求的試驗(yàn)高度12192m相對應(yīng)的壓力（18.8kPa），或者降到與技術(shù)文件規(guī)定的其他最大飛行高度相對應(yīng)的壓力，然后在該低氣壓下至少穩(wěn)定地保持10min;

c）按技術(shù)文件規(guī)定的高度變化速率，調(diào)節(jié)試驗(yàn)箱內(nèi)的空氣壓力，使之恢復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)大氣條件壓力;

d）目視檢查試件，檢測工作性能，并記錄檢測結(jié)果。注∶需要注意安全問題。

 

三、低氣壓試驗(yàn)實(shí)施過程

（1）試驗(yàn)準(zhǔn)備

確定試驗(yàn)條件：根據(jù)裝備的使用環(huán)境和要求，確定試驗(yàn)的海拔高度（對應(yīng)的低氣壓值）、試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間、是否需要帶電試驗(yàn)等參數(shù)。

樣品準(zhǔn)備：確保試驗(yàn)樣品處于正常工作狀態(tài)，完成必要的預(yù)處理，如清潔、裝配、充電（如果需要帶電試驗(yàn)）等。

試驗(yàn)設(shè)備校準(zhǔn)：確保用于試驗(yàn)的低氣壓試驗(yàn)箱或室已校準(zhǔn)，能夠準(zhǔn)確控制和測量氣壓、溫度等參數(shù)。

（2）試驗(yàn)布置

將試驗(yàn)樣品放置于低氣壓試驗(yàn)箱內(nèi)，確保樣品固定穩(wěn)妥，且不會因氣壓變化而移動或受損。

連接必要的監(jiān)測和控制線路，如電源線、信號線、溫度和壓力傳感器等。

（3）試驗(yàn)開始

降壓：逐漸降低試驗(yàn)箱內(nèi)的氣壓至規(guī)定的低氣壓值（如54Kpa，對應(yīng)某一海拔高度），降壓速率應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求，避免產(chǎn)生過大的壓力差，以免損傷樣品。

穩(wěn)態(tài)保持：當(dāng)達(dá)到預(yù)定的低氣壓值后，維持此氣壓水平，記錄開始時(shí)間，進(jìn)行持續(xù)觀察和數(shù)據(jù)記錄。

（4）測試執(zhí)行

性能監(jiān)測：在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)（如1~2小時(shí)或更長，依據(jù)具體要求），監(jiān)測和記錄樣品的運(yùn)行狀態(tài)、性能參數(shù)變化，以及任何異?，F(xiàn)象。

帶電試驗(yàn)：若試驗(yàn)要求帶電進(jìn)行，則在低氣壓環(huán)境中開啟樣品，檢查其功能是否正常，性能是否滿足要求。

（5）恢復(fù)與檢查

升壓恢復(fù)：試驗(yàn)結(jié)束后，逐步恢復(fù)試驗(yàn)箱內(nèi)的氣壓至常壓，速率同樣需控制在安全范圍內(nèi)。

樣品檢查：檢查樣品外觀有無損傷，功能是否完好，記錄任何變化。

（6）數(shù)據(jù)分析與報(bào)告

分析收集到的數(shù)據(jù)，評估樣品在低氣壓條件下的性能和可靠性。

編寫試驗(yàn)報(bào)告，包括試驗(yàn)?zāi)康?、條件、過程、結(jié)果、結(jié)論及可能的改進(jìn)建議。

 

四、氣壓和高度的對應(yīng)關(guān)系值

氣壓隨高度的變化是比較復(fù)雜的，對于不同的地理區(qū)域，在同一高度上氣壓隨緯度的變化而變化；對于同一個(gè)地理區(qū)域，在同一高度上氣壓隨季節(jié)的變化而變化。目前常用兩種常用方法獲得規(guī)定高度下的氣壓值：一是參考標(biāo)準(zhǔn)ISO 2533；二是可參考GJB150.24A，按照相應(yīng)的公式進(jìn)行計(jì)算，即當(dāng)高度H≤20km時(shí)，壓力P的計(jì)算公式為

當(dāng)高度H＞20km時(shí)，壓力P的計(jì)算公式為

GB/T 2423.21在處理低海拔大氣壓時(shí)，規(guī)定對于1000m高度以下的產(chǎn)品進(jìn)行低氣壓試驗(yàn)評價(jià)時(shí)，應(yīng)采用84 kPa的低氣壓試驗(yàn)。