物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備環(huán)境溫度條件下保存時間的探討

鄭志國，林美蓉

（1.海南科技職業(yè)大學信息工程學院，?？?570100； 2.海南大學信息與通信工程學院，海口 510500）

引言

物聯(lián)網(wǎng)通信設(shè)備需要在特定的環(huán)境條件下的可靠的工作一定時間，以滿足環(huán)境試驗和國家標準。然而在進行試驗時現(xiàn)有標準并未具體規(guī)定不同設(shè)備的維持溫度時間，因此在進行環(huán)境試驗或者新產(chǎn)品定型試驗時常常參考同類設(shè)備的測試時間作為參考。顯然這樣的方法無法保證準確性。若選擇時間過短，無法準確評估設(shè)備的環(huán)境適應性，以及內(nèi)部溫度的穩(wěn)定性。過長的選擇時間則會帶來試驗資源的浪費，并對設(shè)備造成一定的傷害。

因此，準確選擇合理的保持時間對于評估物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在環(huán)境條件下的能否充分試驗至關(guān)重要。因此，在選擇時間時，需要確保設(shè)備在特定溫度下達到預期要求的表現(xiàn)，并保證穩(wěn)定時間足夠長，以覆蓋設(shè)備在實際應用中由于地域的差異可能遇到的各種情況。

此外，了解設(shè)備內(nèi)部溫度的分布情況對于設(shè)備熱設(shè)計也是至關(guān)重要的。在設(shè)備長時間工作的情況下，熱設(shè)計時需要參考相應的參考資料，以確保設(shè)備能夠有效地散熱。通過了解溫度分布情況，可以進行合理的熱管理和熱設(shè)計，避免溫度過高對設(shè)備性能和可靠性造成的不利影響。

1 實驗原則及步驟

1.1 標準中的試驗時間問題

根據(jù)GJB 367A-2001 標準，圖1 和圖2 呈現(xiàn)了低溫和高溫測試的示意圖。標準規(guī)定了低溫24 h 和高溫48 h 的儲存時間，以測試設(shè)備在長時間存儲后的性能。然而，該標準沒有明確規(guī)定環(huán)境測試中的工作溫度時間，即圖表中標記為t 的時間。

圖1 GJB 367A-2001 低溫試驗圖

圖2 GJB 367A-2001 高溫試驗圖

為了確定適當?shù)墓ぷ鳒囟葧r間，我們需要根據(jù)具體設(shè)備的特性進行試驗。關(guān)鍵問題在于找到設(shè)備內(nèi)部溫度穩(wěn)定所需的時間，并基于這個時間確定測量方法。這需要綜合考慮設(shè)備的熱容量、熱傳導特性以及溫度變化的速率。在實踐中，可以通過以下步驟來確定工作溫度時間。首先，選擇合適的溫度范圍，根據(jù)設(shè)備的規(guī)格和應用場景確定高溫和低溫的極限。然后，將設(shè)備置于目標溫度環(huán)境中，并記錄設(shè)備內(nèi)部溫度的變化?？梢允褂脺囟葌鞲衅骰驘嵯駜x等工具進行測量。持續(xù)觀察設(shè)備內(nèi)部溫度，直到溫度變化趨于穩(wěn)定。這表示設(shè)備已經(jīng)適應了環(huán)境溫度，并且內(nèi)部溫度不再有顯著的變化。一旦確定了設(shè)備內(nèi)部溫度穩(wěn)定所需的時間，就可以制定相應的測量方法。

需要注意的是，由于每個設(shè)備的特性和工作條件可能不同，確定工作溫度時間的過程可能會有所差異。因此，建議根據(jù)具體設(shè)備和應用場景進行實踐和測試，以確保得到準確和可靠的結(jié)果。

1.2 設(shè)備內(nèi)部穩(wěn)定測量原則和方法

通過實踐和適當?shù)臏y試，可以根據(jù)設(shè)備內(nèi)部溫度的穩(wěn)定性來確定適當?shù)墓ぷ鳒囟葧r間，并制定相應的測量方法。本文提出了一種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備內(nèi)部測溫方法，可同時測量多個測試點的溫度，實現(xiàn)準確可靠的測溫。具體步驟如下：

根據(jù)設(shè)備情況選擇合適的測溫點是確定工作溫度時間的重要步驟。這可以通過遵循由大到小的原則進行操作。

1）根據(jù)設(shè)備的特性和應用場景，選擇需要測量溫度的板件。在高溫條件下，應注意找到導致設(shè)備過熱的板件，并考慮其自身的散熱特性。同樣，在低溫環(huán)境下，需要找到溫度最低的板件和元器件。根據(jù)上述選取原則，可以確定適合作為板件穩(wěn)定溫度參考的測量點。

一旦確定了板件，下一步是在選定的板件上部署多個溫度探針，以準確測量溫度。在選擇探針位置時，應遵循設(shè)備外部和內(nèi)部測溫點的“穩(wěn)定原則”。這意味著只有當所有測溫點的溫度趨于穩(wěn)定，并且保持穩(wěn)定狀態(tài)持續(xù)30 min 以上，才能將該時間記錄為工作時間的評估依據(jù)。這樣做可以確保所測量的溫度是可靠和準確的。

在部署溫度探針時，應注意選擇合適的位置，以確保探針與板件接觸緊密且穩(wěn)定。這可以通過使用導熱膠或熱導片等材料來提高接觸性能。此外，為了獲得更全面和準確的溫度數(shù)據(jù)，可以在選定的板件上分布多個溫度探針，以覆蓋更廣泛的區(qū)域。

2）一旦所有測溫點的溫度趨于穩(wěn)定，并且保持穩(wěn)定狀態(tài)持續(xù)30 min 以上，可以將此時間作為工作時間的評估依據(jù)。這樣可以確保在確定工作溫度時間時考慮到了板件的溫度穩(wěn)定性。這樣的評估依據(jù)對于確定設(shè)備在不同溫度條件下的性能和可靠性至關(guān)重要。需要注意的是，每個設(shè)備和場景可能存在差異，因此在實踐中需要根據(jù)具體情況進行調(diào)整。此外，建議參考相關(guān)的標準和指南，并與領(lǐng)域?qū)＜疫M行討論和交流，以獲得更準確和可靠的結(jié)果。

通過根據(jù)設(shè)備情況選擇測溫點，并在選定的板件上部署多個溫度探針，遵循溫度穩(wěn)定原則，可以確保準確評估工作時間。這將有助于設(shè)備的溫度管理和性能評估，并提高設(shè)備在不同溫度條件下的可靠性。記住，在進行這項工作時，始終注重實踐和測試，并根據(jù)實際情況進行調(diào)整和改進。

通過以上方法，可以在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中實施多點測溫，確保測溫結(jié)果的準確性和可靠性，為設(shè)備工作時間提供科學依據(jù)，并為性能評估提供參考。

2 試驗結(jié)果分析

某型號物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的內(nèi)部高溫板件測試結(jié)果如圖3所示。測試開始時的外部溫度為25 ℃，并保持穩(wěn)定。在測試過程中，試驗箱溫度從09 ∶15 開始逐漸升高，達到55 ℃。設(shè)備表現(xiàn)出固有的穩(wěn)定性，溫度持續(xù)上升，直到11 ∶00 時達到了70 ℃，并保持在該溫度附近。由上述測量結(jié)果可見，在11 ∶00 開始設(shè)備內(nèi)部溫度和試驗箱的溫度均達到穩(wěn)定值，因此，可將此物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備工作的這段時間（09 ∶00～11 ∶30，共2.5 h）作為該條件下的工作時間（即圖1 中第一個t 的時間）。

圖3 某型號的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備高溫測試結(jié)果

3 結(jié)束語

本文提出了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在低溫和高溫環(huán)境下的工作時間計算的一種試驗方法，旨在提高環(huán)境試驗效率和準確度，避免資源浪費問題。該方法通過測量聯(lián)網(wǎng)設(shè)備內(nèi)部溫度從而確定環(huán)境條件下的工作時間問題，彌補了國軍標等標準的不足，為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的環(huán)境溫度測試提供了一種方便可行的操作方法。該方法不僅可以用在環(huán)境試驗階段，也可以用于設(shè)計階段進行熱仿真時，通過使用上述的方法可以提供可靠的設(shè)備熱設(shè)計數(shù)據(jù)，為設(shè)備的熱設(shè)計提供支撐。