一、產品簡述
沙（shā）塵試驗箱（Dust Test Chamber）通過可控揚塵、振（zhèn）動與溫度耦合，模擬沙漠、工地（dì）及高粉塵工業（yè）環境，用於驗證軍品、汽（qì）車、光伏、通信機箱等產品的外殼（ké）防護（hù）（IP5X/IP6X）與過濾可靠性。其運行涉及（jí）高壓風機、步進電機、加熱器及高濃度粉塵，若（ruò）操作疏忽，輕則數據（jù）失準，重則（zé）損（sǔn）壞樣品甚至危及人身安全。本文依據 GB/T 2423.37、IEC 60068-2-68、GJB 150.12A 及現場經驗，係統梳理使用階段的 12 項關鍵細節，供實驗室、產線與第三方機構參考。
二、開機（jī）前檢查
電源質量確（què）認
a) 額定（dìng）輸入為三（sān）相 380 V ±10 %，50 Hz，中性（xìng）線截麵積≥相線（xiàn） 1/2；
b) 使用便攜式（shì）電能質量儀測量，電壓不平衡度＜2 %，瞬時跌（diē）落（luò）＞-15 % 時需增設 10 kVA 在線穩壓器；
c) PE 接地電阻≤4 Ω，箱門與殼（ké）體等電位（wèi）連接完好，防止靜電積聚擊穿 PCB。
機械部件巡檢
a) 觀察窗玻璃無裂紋（wén），矽膠密封條壓縮量≥2 mm；
b) 離心風機葉輪無粉塵結塊，手動盤車無異常摩擦；
c) 振動電機（jī）偏心塊鎖緊（jǐn）螺母扭矩 45 N·m，防止運行中位（wèi）移（yí）導（dǎo）致振幅漂移；
d) 粉塵料鬥內壁無潮解結皮，長期停用須用無水乙醇擦拭後，噴（pēn）塗防靜電液。
粉塵介質預處理
a) 標準塵（chén）為滑石粉（Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂）或亞利桑那 A2 細塵，粒徑＜75 μm，需在（zài） 80 ℃烘箱內幹燥（zào） 4 h，含水率≤0.5 %；
b) 每立方米試驗容積用量 2 kg～3 kg，過量會導致風機負載升高（gāo） 15 %，風速下降（jiàng），影響揚塵均勻性；
c) 對含鹽霧或油霧的複合試驗，須先確認粉塵與鹽溶液不發生團聚，否則提（tí）前做 2 h 空白循環驗證。
三、試驗參數設定（dìng）與空載（zǎi）驗證
溫度（dù）節點
a) 常溫型：25 ℃±2 ℃；
b) 高溫型：+55 ℃、+70 ℃，用於模擬發（fā）動機艙；
c) 升溫速率≤1 ℃/min，防止粉塵局部熱對流造成分布梯度（dù）。
相對濕度
a) 標準沙塵試驗（yàn）要求 RH＜30 %，若需複合（hé）“塵+高濕”，應先運行 1 h 除濕程序，避免粉塵受潮結塊堵塞噴嘴。
風速與揚塵
a) 垂直風速 1.5 m/s±0.2 m/s，用熱線風速儀（yí）在工（gōng）作區九宮（gōng）格布點，偏差＞±20 % 需調節導流板；
b) 揚（yáng）塵周期：吹塵 6 s，停 2 min，循環 99 次；
c) 空載運行 30 min，確（què）認粉塵雲濃度均勻，激光粒度（dù）儀取樣口濃度（dù）波動 CV＜10 %。
振動參數
a) 料鬥振動電機頻率 50 Hz，振幅 1 mm p-p，用於防止粉塵架橋；
b) 樣品支（zhī）架若帶 1 gn 小振動，需（xū）與揚塵周期錯相 180°，避免共振導致塵沉積死角。
四、樣品放置與工況監控
放置原則
a) 體積≤工（gōng）作室 1/3，最大（dà）迎風麵積（jī）≤工作室橫截麵 50 %；
b) 散熱樣品需接外置電源，引線（xiàn）口用矽橡（xiàng）膠塞密封，防止塵通過線纜縫隙抽吸進入內腔；
c) 關鍵麵（按鍵、航插、散熱孔）朝向揚塵主流區，若考核方向性，則使用電動轉台 360°連續旋轉，轉速 1 r/min。
在線監測
a) 采用 PT100 貼片傳感器固（gù）定（dìng）於樣品腔體內部，實時記（jì）錄溫升，防（fáng）止因塵層隔熱導致局部過熱起（qǐ）火；
b) 設置差壓傳感器，監控過（guò）濾器前後壓差，當 ΔP＞250 Pa 時報警，提示更換高效濾筒；
c) 每 24 h 拍照記錄樣品（pǐn）表麵積塵形（xíng）態，用於失效分析比對。
五、試驗（yàn）結束與收塵安全
停機順序
a) 先關閉加熱器，保持風機運行 10 min，使箱（xiāng）內溫度降至 40 ℃以下；
b) 停（tíng）止揚塵，繼續吹風 5 min，令懸浮塵沉降；
c) 切斷總電源，佩戴 FFP2 級防塵口罩及護目鏡，方可開啟箱門。
樣品回收
a) 靜置 30 min，待粉塵自然沉降後（hòu），用防靜電鑷子取出；
b) 若樣品表麵需（xū）保留原始塵（chén）層做（zuò）後續 IP6X 內（nèi）部檢查，先（xiān）用低風速（0.2 m/s）吸塵器遠距離吸走浮塵，避免擾動；
c) 對含鋰電（diàn）池（chí）樣品，需確認表麵（miàn）無導電塵橋，絕緣電阻＞10 MΩ 後方可移至常壓環境，防（fáng）止短路打火。
箱體內清潔
a) 采（cǎi）用工業吸（xī）塵器（H13 過濾）依（yī）次清潔工作室、風道、料鬥，殘餘粉塵質量＜0.1 g/L；
b) 用無毛紙蘸異丙醇擦拭密封槽，防止矽橡膠老化粉化；
c) 每月校準一次（cì）風速、溫度、濕度傳感（gǎn）器，記錄於設備（bèi）履（lǚ）曆表，確保量值（zhí）溯源。
六、常見失誤（wù）與糾（jiū）正措施
粉塵受潮結塊→導致風速下降 30 %，揚塵失敗；糾正：重（chóng）新幹燥粉塵並（bìng）加裝再生幹燥筒。
振動電機未（wèi）啟動（dòng）→料（liào）鬥架橋，循環中斷（duàn）；糾正（zhèng）：設置互鎖（suǒ）邏（luó）輯，風機未收到振動反饋信號則（zé）報警停機。
樣品帶電運行未接地→靜電吸（xī）附塵層（céng）厚度增加 2 倍，誤判密封失效；糾正：樣品外殼通過 1 MΩ 電阻（zǔ）接地，保持與箱體內網等電位。
清潔（jié）時直接用壓縮空氣吹（chuī）掃（sǎo）→二次揚塵汙（wū）染實（shí）驗室，PM10 瞬間超標 20 倍；糾正：必須使用負壓（yā）吸塵，排風口接入建（jiàn）築除塵管網。
七、維護（hù）與期間核查
每 200 h 更換風機入口濾棉（mián），壓差超標會觸發風機過載保護；
每 12 個月用標（biāo）準塵采樣器進行“粉塵濃度複現性”核查，相對誤（wù）差≤±15 %；
每 24 個月檢定溫度、濕度傳感器，校（xiào）準證（zhèng）書需滿足 ISO/IEC 17025 溯源要求；
建立“沙塵試驗箱健康（kāng）度評分表”，涵蓋風速、溫濕度、振動、密封（fēng）、電氣安全五大（dà）維度，分（fèn）值＜80 分時暫停使（shǐ）用並安排維（wéi）保。
沙塵試驗箱的測試結果直（zhí）接決定產品外殼 IP 代碼、軍品環境適應性及售後保修策略。唯有在開機（jī）前（qián）、運行中、停機後（hòu）的每個環節執行上（shàng）述技術細節，方能（néng）確保試驗重現性、數據有效性和人員安全性（xìng）。隨著（zhe）新能源（yuán）車（chē）載控製器、低軌衛星終端、光伏逆變器等高集成度產品的（de）湧現，沙塵+高濕+熱循（xún）環的複合應力試驗需求將持續上升，實驗室應（yīng）提前升級監測手段、完善 SOP，並把“粉塵管理”納入質量管理體係，才能真正讓（ràng）沙塵試（shì）驗箱成為可（kě）靠性工程的“照妖鏡”，而非數（shù）據失真的（de）“汙染（rǎn）源”。
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