机载电子产品爆炸性大气试验方法

简单的电子产品，在低能放电或者产生电弧时就能点燃燃料和空气的混合气体。气密装备外壳表面上的一个热点也能点燃燃料和空气混合气体。在一定空间范围内的燃料能被低能放电如短路的闪光电池、开关触点、静电放电等产生的火花点燃 1。因此 ，针对可能接触到易燃流体和气体的机载电子产品，需要通过爆炸性大气试验来确定其在混合的燃料和空气爆炸性大气中工作而不引起爆炸的能力，确定带外壳的产品隔断其内部发生的火焰与爆炸不至于蔓延到外部的能力。

随着航空产品的安全性和环境适应性要求不断提高，爆炸性大气试验已经成为大多数机载电子产品的环境试验重要项目之一，日益受到重视。

文中结合机载电子产品爆炸性大气试验情况，对机载电子产品爆炸性大气试验方法进行探讨分析，以便环境试验工程师参考设计适合的试验方案，较好地开展爆炸性大气试验。

1试验方法概述

爆炸性大气试验目的有两个：一是确定产品在可燃气体中工作而不引起爆炸的能力；二是确定带外壳的产品隔断其内部发生的火焰不至于蔓延到外部的能力。与目的相对应的两个试验程序分别是程序 I——在爆炸性大气中工作和程序 Ⅱ——隔爆试验。目前所进行的爆炸性大气试验基本都是采用程序 I，该程序适用于所有密封或非密封装备，用于评价试件在充满燃料和空气混合气体的环境中工作而不点燃此燃料和空气混合气体的能力。

爆炸大气试验是军用装备环境试验方法系列标准中重要内容之一，由于受到各种条件如模拟设备等条件限制，较少厂家进行该项试验，对该项试验研究探讨的文献不多。试验设备见图 1。近年来，进行爆炸性大气试验的厂家和产品数量逐年增多，表明该项试验受重视程度不断提高。因此，对爆炸性大气试验进行方法研究具有很强的必要性。

2 GJB150．13A-2009爆炸性大气试验方法要求

2．1开展爆炸性大气试验需要确定的试验条件

2．1．1试验温度

爆炸性大气试验要求加热燃料和空气混合气体，达到试件在实际工作中所遇到的最高环境温度，并在此温度下完成所有试验。对于空气强制制冷的试件，采用装备在无风冷情况下，能正常操作和工作的最高温度作为试验温度。

2．1．2试验模拟高度

进行爆炸性大气试验，至少采用两个试验高度步骤完成所有试验。要求一个是装备预期的最高使用高度 (不应超过 12200m)，另一个在地面环境压力。假如机载电子产品预期的最高使用高度高于标准中的 12200m，建议最高使用高度按标准采用 12200m进行试验。

2．1.3燃料和空气混合气体

进行爆炸性大气试验是使用比例恰当的均一燃料和空气混合气体进行，除另有规定外，使用正己烷作为燃料。在确定试验温度和试验高度后，才能确定燃料用量。每一试验高度下液态正己烷体积用量按下式计算：

确定了上述三个试验条件，基本具备开展爆炸性大气试验的前提和基础。

2．2在爆炸性大气中工作的试验程序

爆炸性大气试验步骤以程序 I——在爆炸性大气中工作为例介绍，主要试验步骤如下：

(a)安装试件并密封试验箱，稳定试件使其低于试件最高工作温度 10℃以内。

(b)调节试验箱内气压，模拟比试件工作高度高2000m的高度。

(c)降低模拟高度，向试验箱慢慢注入所需容积的正己烷。

(d)使试验箱内的气体循环至少 3min以便燃料完全气化并形成均匀的混合气体，同时降低试验箱的模拟高度。

(e)在相当于试验高度以上 lO00m的压力点，采集试验箱内混合气体样本并尝试点燃。若不能点燃，清除试验箱中的燃气并重复 (a)～(d)。

(f)使试件处于工作状态，尽可能频繁而合理地接通和断开电气触点。

(g)向试验箱内通人空气，以不大于 lOOm/min的速度缓慢地降低试验模拟高度。

(h)低于试验高度lO00m时停止降低模拟高度，进行最后一次工作检测并断开试件的电源。在降低高度过程中，若试验箱内发生爆炸，则记录试验结果。

(i)若试验箱内未发生爆炸，再次采集试验箱内混合气体样本并尝试点燃，若能够点燃，则记录试验结果。若没有点燃，清除试验箱中燃料并从 (a)重新开始本试验，直到能点燃为止。

上述步骤 (a)～(i)就是一个试验高度完整的步骤。按不同试验高度进行上述步骤即可完成整个试验。

2．3合格判据

在爆炸性大气中工作的合格判据是试件在试验中点燃燃料和空气混合气体，即为失效。当然也可以根据产品特点在试验后试件功能性能检测作为合格判定内容之