小知識：低氣壓試驗

試驗簡介|低氣壓試驗（Low air pressure）

 

一、基本概念

 

 

氣壓是指作用在單位面積上的大氣壓力，在數值上等于單位面積上向上延伸至上界的垂直空氣柱受到的重力，國際單位帕斯卡，簡稱帕，符號Pa。由上述定義可知，在自然環境中，氣壓隨海拔高度的增加而逐漸降低。在高度接近5000m處，大氣壓力降到約海平面標準大氣壓的一半，在高度接近16000m處降到約海平面標準大氣壓的1/10，在高度接近31000m處降到約海平面標準大氣壓的1/100。同一高度上的大氣壓力還受溫度和緯度的影響。溫度影響大氣中氣體分子的運動，溫度越高運動越劇烈，則在其它同等條件下溫度越高大氣壓力越高；緯度不同受到地球的離心力作用不同，緯度越低作用越強，則在其它同等條件下緯度越低大氣壓力越高。

 

（圖為海拔高度與氣壓的對應關系曲線）

 

二、低氣壓對產品的影響

 

 

氣壓降低對產品的直接影響主要是氣壓變化產生的壓差作用。對于密封產品，其外殼會產生一個壓力，在這個壓力的作用下有使密封破壞的風險。
然而氣壓降低的主要作用還在于因氣壓降低伴隨著大氣密度的降低會使產品的性能受到很大影響。對于發熱產品，如電機、變壓器、接觸器、電阻器等。這些產品在使用中會發熱，產品因發熱而使溫度升高，這溫度升高部分稱之為溫升。散熱產品的溫升隨大氣壓的降低而增加，隨海拔高度的增加而增加。導致產品的性能下降或運行不穩定等現象出現。對于以空氣作為絕緣介質的設備，低氣壓對設備的影響更為顯著。在正常大氣條件下，空氣可以是較好的絕緣介質，許多電氣產品以空氣為絕緣介質。這些產品用于高海拔地區或作為機載設備時，由于大氣壓降低，常常在電場較強的電極附近產生局部放電現象，稱之為電暈。更嚴重的是，有時會發生空氣間隙擊穿。在低氣壓下，特別是伴隨高溫條件時空氣介電強度顯著降低，即電暈起始電壓和擊穿電壓顯著降低，從而使電弧表面放電或電暈放電的危險性增加。

 

（圖為實驗室GK-TLP1000C高低溫低氣壓試驗箱）

 

三、試驗實施

 

 

由于低氣壓常常伴隨著不同的溫度、濕度環境，實際情況下低氣壓試驗往往不是單一進行，需要相應的進行溫度-高度或溫度-濕度-高度綜合試驗。實驗室GK-TLP1000C高低溫低氣壓試驗箱可實現溫度-濕度-高度綜合應力試驗，也可進行快速減壓試驗。該設備內容積為1.0m³，最低氣壓為0.5kPa（43000m），最快降壓速率3.76kPa/s，溫度范圍（-65～+220）℃。
試驗過程中涉及氣壓與海拔高度轉換計算，參考標準GJB365.2-87進行。

 

 

 

四、試驗標準

 

 

蘇試試驗重慶實驗室目前已通過CNAS、CMA等機構認可多項低氣壓試驗標準方法，現列舉一些常用的相關試驗方法如下。

 

標準方法:

(1)GJB150.2-1986《軍用設備環境試驗方法低氣壓（高度）試驗》

(2)GJB150.2A-2009《軍用裝備實驗室環境試驗方法第2部分：低氣壓（高度）試驗》程序Ⅰ貯存/空運，程序Ⅱ工作/機外掛飛，程序Ⅲ快速減壓

(3)RTCADO-160G：2010《機載設備環境條件和測試程序》第4章溫度和高度（不含過壓）

(4)RTCADO-160G：2010《機載設備環境條件和測試程序》第4章溫度和高度（不含過壓）

(5)GJB360B－2009《電子及電氣元件試驗方法》方法105 低氣壓試驗

(6)GJB548B-2005 方法1001 低氣壓《微電子器件試驗方法和程序》方法1001 低氣壓（高空工作）

(7)GB/T2423.21-2008《電工電子產品環境試驗第2部分：試驗方法試驗M：低氣壓》

(8)GB/T2423.25-2008《電工電子產品環境試驗第2部分：試驗方法試驗Z/AM：低溫/低氣壓綜合試驗》

(9)GB/T2423.26-2008《電工電子產品環境試驗第2部分：試驗方法試驗Z/BM：高溫/低氣壓綜合試驗》

(10)GB/T4857.13-2005《包裝運輸包裝件基本試驗第13部分：低氣壓試驗方法》

 

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