一、老化柜核心功能與設計要求

老化柜作為電子產品可靠性測試的核心設備，需在有限空間內精準模擬長期工作環境，其設計需滿足溫度控制精度±1℃、濕度波動±3%RH的技術指標。典型應用場景涵蓋新能源汽車電池模組、工業控制器、LED模組等產品的加速老化試驗，要求設備在連續運行3000小時工況下保持性能穩定。

二、結構設計關鍵技術

1. 箱體結構優化 采用 SUS304不銹鋼雙層箱體，中間填充100mm厚高密度玻璃纖維隔熱層。內腔尺寸根據標準模組尺寸模數化設計，典型規格為2000×1200×2000mm（L×W×H），設置8層可調式層架，每層承重≥100kg。底部配置萬向自鎖腳輪與水平調節裝置，確保設備移動穩定性。

2. 風道系統設計 創新采用三維立體循環風道，頂部配置5kW離心風機配合導流板形成垂直層流。風速控制在 可調，換氣次數≥60次/小時。回風口設置于箱體底部兩側，配備HEPA過濾器（過濾效率 %@ μm）防止微粒污染。

3. 觀察與維護結構 前門采用雙層鋼化玻璃觀察窗（800×600mm），集成導電膜防霧處理。側板設置快拆式檢修門，內部設備布局遵循模塊化設計，關鍵部件更換時間控制在15分鐘內。

三、環境控制系統設計

1. 溫控子系統 配置PID算法+模糊控制的復合溫控系統，加熱模塊采用鎳鉻合金電熱管分區布置（總功率24kW），制冷系統采用復疊式壓縮機制冷（-40℃~+150℃）。溫度均勻性控制通過16點PT100傳感器網絡實時校準，溫度梯度≤2℃/m3。

2. 濕度控制模塊 蒸汽加濕與干空氣置換雙模式濕度調節，加濕量0-5kg/h可調，除濕采用半導體制冷結露技術。配置露點傳感器與干濕球傳感器的復合檢測系統，相對濕度控制精度達±2%RH。

3. 時序控制系統 搭載可編程邏輯控制器（PLC），支持99段程序化控制，時間分辨率1秒。異常工況自動記錄功能可存儲20000組歷史數據，支持USB導出及以太網遠程監控。

四、安全防護系統設計

1. 電氣防護 配置三級保護系統：主回路32A漏電斷路器、分支16A熱磁保護開關、設備級自恢復保險。強電線路采用雙層屏蔽處理，絕緣電阻≥100MΩ（500VDC測試）。

2. 環境安全監測 內置可燃氣體探測器（檢測精度1%LEL）、煙霧傳感器、應急排風系統（排風量500m3/h）。門禁系統配備電磁鎖與紅外感應裝置，箱內壓力異常（±200Pa）自動泄壓。

3. 故障自診斷 開發專用診斷軟件，可實時監測48項設備參數。關鍵故障（如加熱器過流、風機堵轉）響應時間<100ms，具備故障代碼顯示與聲光報警功能。

五、能效優化方案

1. 熱能回收系統 排風通道安裝板式換熱器，實現40%排風熱量的回收利用，年節能約12000kWh。制冷系統采用電子膨脹閥+變頻壓縮機組合，能效比（EER）達 。

2. 智能控制算法 基于機器學習的環境參數預測模型，可提前30秒預判溫度波動趨勢，動態調節設備輸出功率。實測數據顯示可降低15%能耗，同時提升溫度穩定性20%。

3. 低功耗待機模式 待機功耗控制在50W以下，配備自動休眠功能（30分鐘無操作進入休眠）。照明系統采用LED陣列（照度500lux）配合運動傳感器，節能效率較傳統照明提升70%。

六、驗證與測試

完成2000小時連續運行測試，關鍵指標驗證數據：

• 溫度均勻性：± ℃（@85℃工況）
• 濕度均勻性：± %RH（@85%RH,40℃）
• 升溫速率： ℃/min（25℃→85℃）
• 噪聲等級：≤65dB(A)（距設備1m處）

老化柜設計需平衡測試精度、運行可靠性與能效指標。通過模塊化架構設計、先進控制算法及多重安全防護系統的綜合應用，可構建滿足現代工業需求的高性能老化測試設備。未來發展方向將聚焦于數字孿生技術的深度集成與AI驅動的預測性維護系統開發。