低氣壓環(huán)境會(huì)對(duì)信號(hào)控制產(chǎn)品的性能、可靠性和壽命產(chǎn)生顯著影響，下面以某軌道交通信號(hào)電子設(shè)備的低氣壓試驗(yàn)為例，說明低氣壓試驗(yàn)在產(chǎn)品可靠性評(píng)估中的重要作用。
試驗(yàn)設(shè)備要求：為了驗(yàn)證其低氣壓環(huán)境適應(yīng)性，按照《GB/T 2423.21-2008》標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其進(jìn)行了低氣壓試驗(yàn)。試驗(yàn)在一臺(tái)友“環(huán)儀儀器”生產(chǎn)的非標(biāo)低氣壓試驗(yàn)箱中進(jìn)行（如下圖所示）。
試驗(yàn)箱可提供20 kPa至101 kPa的連續(xù)可調(diào)氣壓范圍，氣壓偏差不超過±0.5 kPa，同時(shí)配備了精密溫度控制系統(tǒng)，溫度波動(dòng)小于±2℃。
試驗(yàn)步驟：
第一階段，在常溫（25°C）條件下，以1 kPa/min的速率將氣壓從101 kPa降至70 kPa，保持1小時(shí)后，再以同樣速率升至101 kPa，重復(fù)3次。監(jiān)測(cè)設(shè)備各項(xiàng)功能性能參數(shù)，并記錄其變化情況。
第二階段，在氣壓為54 kP的條件下恒定16小時(shí)，同時(shí)設(shè)備通電工作，監(jiān)測(cè)其功能性能參數(shù)，并記錄其變化情況。
試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，該設(shè)備的某些指標(biāo)出現(xiàn)了異常情況：
在第一階段試驗(yàn)中，當(dāng)氣壓降至70 kPa左右時(shí)，設(shè)備的工作電流突然增大10%，而器件溫度也快速上升5℃，某些敏感器件的輸出信號(hào)出現(xiàn)失真。
在第二階段試驗(yàn)的第5小時(shí)，設(shè)備突然出現(xiàn)工作中斷，重啟后一切正常，但10小時(shí)后再次出現(xiàn)同樣故障。隨后的6小時(shí)內(nèi)，共出現(xiàn)2次工作中斷現(xiàn)象。對(duì)出現(xiàn)異常的器件進(jìn)行了仔細(xì)排查，發(fā)現(xiàn)主要問題出在電源模塊上。
異常分析：
第一階段試驗(yàn)中電流異常上升，是由于在臨界氣壓下，電源變壓器引線的局部放電引起的。放電發(fā)生時(shí)，空氣被擊穿形成等離子體，產(chǎn)生大量高能粒子轟擊引線表面，導(dǎo)致瞬時(shí)短路電流增加。放電伴隨的高溫也引起局部過熱，同時(shí)氣壓下降導(dǎo)致空氣稀薄，影響了散熱效率。
第二階段試驗(yàn)中的工作中斷，則是由于電源控制電路可靠性下降導(dǎo)致的。在長(zhǎng)時(shí)間低氣壓環(huán)境下，電路基板膨脹，引起細(xì)小焊點(diǎn)開裂，連接斷續(xù)不良，造成控制信號(hào)失真，使電源頻繁異常關(guān)斷。
試驗(yàn)結(jié)構(gòu)及失效分析：
通過低氣壓試驗(yàn)及后續(xù)的失效分析，研制單位及時(shí)識(shí)別出了設(shè)計(jì)和工藝上的缺陷：
一是電源變壓器初級(jí)繞組的引線布局不合理，間距過小，在低氣壓條件下極易發(fā)生局部放電；
二是電源散熱能力不足；
三是控制電路的防潮措施不到位，PCB（Printed Circuit Board）板材料選用不當(dāng)，器件封裝存在滲漏風(fēng)險(xiǎn)。
以上就是溫度低氣壓環(huán)境箱的試驗(yàn)研究，如有產(chǎn)品試驗(yàn)疑問，可以咨詢環(huán)儀儀器相關(guān)技術(shù)人員。
