一、产品简述
沙尘试验箱（Dust Test Chamber）通过可控扬尘、振动与温度耦合，模拟沙漠、工地及高粉尘工业环境，用于验证军品、汽车、光伏、通信机箱等产品的外壳防护（IP5X/IP6X）与过滤可靠性。其运行涉及高压风机、步进电机、加热器及高浓度粉尘，若操作疏忽，轻则数据失准，重则损坏样品甚至危及人身安全。本文依据 GB/T 2423.37、IEC 60068-2-68、GJB 150.12A 及现场经验，系统梳理使用阶段的 12 项关键细节，供实验室、产线与第三方机构参考。
二、开机前检查
电源质量确认
a) 额定输入为三相 380 V ±10 %，50 Hz，中性线截面积≥相线 1/2；
b) 使用便携式电能质量仪测量，电压不平衡度＜2 %，瞬时跌落＞-15 % 时需增设 10 kVA 在线稳压器；
c) PE 接地电阻≤4 Ω，箱门与壳体等电位连接完好，防止静电积聚击穿 PCB。
机械部件巡检
a) 观察窗玻璃无裂纹，硅胶密封条压缩量≥2 mm；
b) 离心风机叶轮无粉尘结块，手动盘车无异常摩擦；
c) 振动电机偏心块锁紧螺母扭矩 45 N·m，防止运行中位移导致振幅漂移；
d) 粉尘料斗内壁无潮解结皮，长期停用须用无水乙醇擦拭后，喷涂防静电液。
粉尘介质预处理
a) 标准尘为滑石粉（Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂）或亚利桑那 A2 细尘，粒径＜75 μm，需在 80 ℃烘箱内干燥 4 h，含水率≤0.5 %；
b) 每立方米试验容积用量 2 kg～3 kg，过量会导致风机负载升高 15 %，风速下降，影响扬尘均匀性；
c) 对含盐雾或油雾的复合试验，须先确认粉尘与盐溶液不发生团聚，否则提前做 2 h 空白循环验证。
三、试验参数设定与空载验证
温度节点
a) 常温型：25 ℃±2 ℃；
b) 高温型：+55 ℃、+70 ℃，用于模拟发动机舱；
c) 升温速率≤1 ℃/min，防止粉尘局部热对流造成分布梯度。
相对湿度
a) 标准沙尘试验要求 RH＜30 %，若需复合“尘+高湿”，应先运行 1 h 除湿程序，避免粉尘受潮结块堵塞喷嘴。
风速与扬尘
a) 垂直风速 1.5 m/s±0.2 m/s，用热线风速仪在工作区九宫格布点，偏差＞±20 % 需调节导流板；
b) 扬尘周期：吹尘 6 s，停 2 min，循环 99 次；
c) 空载运行 30 min，确认粉尘云浓度均匀，激光粒度仪取样口浓度波动 CV＜10 %。
振动参数
a) 料斗振动电机频率 50 Hz，振幅 1 mm p-p，用于防止粉尘架桥；
b) 样品支架若带 1 gn 小振动，需与扬尘周期错相 180°，避免共振导致尘沉积死角。
四、样品放置与工况监控
放置原则
a) 体积≤工作室 1/3，最大迎风面积≤工作室横截面 50 %；
b) 散热样品需接外置电源，引线口用硅橡胶塞密封，防止尘通过线缆缝隙抽吸进入内腔；
c) 关键面（按键、航插、散热孔）朝向扬尘主流区，若考核方向性，则使用电动转台 360°连续旋转，转速 1 r/min。
在线监测
a) 采用 PT100 贴片传感器固定于样品腔体内部，实时记录温升，防止因尘层隔热导致局部过热起火；
b) 设置差压传感器，监控过滤器前后压差，当 ΔP＞250 Pa 时报警，提示更换高效滤筒；
c) 每 24 h 拍照记录样品表面积尘形态，用于失效分析比对。
五、试验结束与收尘安全
停机顺序
a) 先关闭加热器，保持风机运行 10 min，使箱内温度降至 40 ℃以下；
b) 停止扬尘，继续吹风 5 min，令悬浮尘沉降；
c) 切断总电源，佩戴 FFP2 级防尘口罩及护目镜，方可开启箱门。
样品回收
a) 静置 30 min，待粉尘自然沉降后，用防静电镊子取出；
b) 若样品表面需保留原始尘层做后续 IP6X 内部检查，先用低风速（0.2 m/s）吸尘器远距离吸走浮尘，避免扰动；
c) 对含锂电池样品，需确认表面无导电尘桥，绝缘电阻＞10 MΩ 后方可移至常压环境，防止短路打火。
箱体内清洁
a) 采用工业吸尘器（H13 过滤）依次清洁工作室、风道、料斗，残余粉尘质量＜0.1 g/L；
b) 用无毛纸蘸异丙醇擦拭密封槽，防止硅橡胶老化粉化；
c) 每月校准一次风速、温度、湿度传感器，记录于设备履历表，确保量值溯源。
六、常见失误与纠正措施
粉尘受潮结块→导致风速下降 30 %，扬尘失败；纠正：重新干燥粉尘并加装再生干燥筒。
振动电机未启动→料斗架桥，循环中断；纠正：设置互锁逻辑，风机未收到振动反馈信号则报警停机。
样品带电运行未接地→静电吸附尘层厚度增加 2 倍，误判密封失效；纠正：样品外壳通过 1 MΩ 电阻接地，保持与箱体内网等电位。
清洁时直接用压缩空气吹扫→二次扬尘污染实验室，PM10 瞬间超标 20 倍；纠正：必须使用负压吸尘，排风口接入建筑除尘管网。
七、维护与期间核查
每 200 h 更换风机入口滤棉，压差超标会触发风机过载保护；
每 12 个月用标准尘采样器进行“粉尘浓度复现性”核查，相对误差≤±15 %；
每 24 个月检定温度、湿度传感器，校准证书需满足 ISO/IEC 17025 溯源要求；
建立“沙尘试验箱健康度评分表”，涵盖风速、温湿度、振动、密封、电气安全五大维度，分值＜80 分时暂停使用并安排维保。
沙尘试验箱的测试结果直接决定产品外壳 IP 代码、军品环境适应性及售后保修策略。唯有在开机前、运行中、停机后的每个环节执行上述技术细节，方能确保试验重现性、数据有效性和人员安全性。随着新能源车载控制器、低轨卫星终端、光伏逆变器等高集成度产品的涌现，沙尘+高湿+热循环的复合应力试验需求将持续上升，实验室应提前升级监测手段、完善 SOP，并把“粉尘管理”纳入质量管理体系，才能真正让沙尘试验箱成为可靠性工程的“照妖镜”，而非数据失真的“污染源”。
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