JPH02165031A - 冷熱衝撃試験装置 - Google Patents

冷熱衝撃試験装置

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JPH02165031A
JPH02165031A JP32027288A JP32027288A JPH02165031A JP H02165031 A JPH02165031 A JP H02165031A JP 32027288 A JP32027288 A JP 32027288A JP 32027288 A JP32027288 A JP 32027288A JP H02165031 A JPH02165031 A JP H02165031A
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temperature
chamber
test chamber
test
preheating
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Takashi Tanaka
隆 田中
Koichiro Tamakoshi
玉腰 光市郎
Masayuki Kamiya
神谷 正幸
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、冷熱衝撃試験装置、詳しくは、高温域から低
温域まで温度を変化させるサイクルを繰り返し、試料を
移動させることなく試験試料の熱衝撃や温度耐久性等の
試験を行なうことのできるようにした冷熱衝撃試験装置
に関する。
(従来の技術) 一般に冷熱衝撃試験装置は、例えば特公昭58−498
17号公報に示され、又、第8図に概略的に示したよう
に、テスト室(B)に隣接して予熱室(C)と予冷室(
E)とを設け、前記テスト室(B)と前記予熱室(C)
とは高温ダンパ(F)により、又、前記テスト室CB)
と前記予冷室(E)とは低温ダンパ(G)により、それ
ぞれ区画されており、これらダンパ(F)(G)の開閉
により、前記テスト室(B)の温度を高温にしたり、低
温にしたりする冷熱衝撃サイクル運転を可能にして、前
記テスト室(B)内の試料の熱衝撃試験を行い得るよう
にしている。また、高温から低温に或は、低温から高温
に移るとき、前記テスト室(B)の−側に設けた外気取
り入れダンパ(A)から前記テスト室(B)に外気を取
り入れて、前記テスト室(B)を常温にして後、前記ダ
ンパ(F)(G)の開閉により高温又は低温にできるよ
うにしている。
尚、(H)(H)は、前記予熱室(C)及び予冷室(E
)の高温空気及び低温空気を前記テスト室(B)に送風
するファンである。
(発明が解決しようとする課題) ところで、前記テスト室(B)内に試験試料を載置して
、前記ダンパ(F)(G)の開閉により、冷熱衝撃サイ
クル運転を可能にして、テスト室(B)の温度を高温側
設定温度或は低温側設定温度に繰り返すことにより、冷
熱衝撃試験を行うのであるが、テストする試験試料は種
々な大きさ及び重さを存し、熱容量がそれぞれ異なるし
、しかも、前記テスト室(B)に取り入れる外気の温度
は、夏、冬は勿論、−日中においても時間の経過と共に
変動するから、高温側設定温度から低温側設定温度に或
は、これとは逆に、即ち冷熱切換時、この切換に先立っ
て、前記予熱室(C)の予熱温度を予め高温側設定温度
より高く或は前記予冷室(E)の予冷温度を予め低温側
設定温度より低く設定して、前記テスト室(B)内の温
度が前記高温側設定温度及び低温側設定温度に復帰する
温度復帰時間を短縮するようにしても、温度復帰時間に
差が生じ、冷熱衝撃試験のテスト精度を向上させること
ができない問題があるのである。
本発明は、従来のこのような問題に鑑みて発明したもの
で、その目的とするところは、テスト室の温度を高温側
設定温度から低温側設定温度に或は、これとは逆に繰り
返えす冷熱サイクル運転を行うことに注目して、前記テ
スト室の温度の前記高温側設定温度及び低温側設定温度
への復帰時間をもとに、次回の冷熱切換に備える予熱及
び予冷温度を制御することにより、冷熱衝撃試験のテス
ト精度を向上できる冷熱衝撃試験装置を提供することに
ある。
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために、本発明は、冷凍機(8)に
接続するクーラー(7)とファン(8)を配置した予冷
室(9)と、ヒーター(3)とファン(4)を配置した
予熱室(5)とを、テスト室(10)にそれぞれ隣接し
て設けると共に、該テスト室(10)に試験試料を出し
入れするためのテスト室扉(17)を設けると共に、前
記テスト室(10)と前記予熱室(5)とを区画する断
熱隔壁(11)に高温ダンパ(14)を、又、前記テス
ト室(10)と前記予冷室(9)とを区画する断熱隔壁
(11)に低温ダンパ(15)を設けた冷熱衝撃試験装
置において、前記テスト室(10)に温度センサー(2
5)t−設けると共に、前記テスト室(10)における
高温側設定温度と低温側設定温度とを設定する温度設定
器(31)と、冷熱切換時、前記テスト室(10)の温
度が前記高温側及び低温側設定温度に復帰する復帰時間
を計測するタイマー(28)と、この復帰時間をもとに
、前記予冷室(9)における次回の予冷温度及び前記予
熱室(5)における次回の予熱温度とを変更する予冷熱
温度制御器(30)と、該制御器(30)の出力に応じ
て予熱温度を変更した温度に制御するヒーター制御手段
(34)及び予冷温度を変更した温度に制御するクーラ
ー制御手段(37)とを設けたのである。
(作用) 前記予冷熱温度制御器(30)の作動により冷熱切換時
毎に、前記テスト室(10)温度の高温側設定温度及び
低温側設定温度への復帰時間を計測し、この復帰時間を
もとに次回の予冷温度及び予熱温度を変更し、しかも、
これら予冷温度及び予熱温度の変更を繰り返し行なうこ
とにより、試験中のテスト室(10)温度を交互に高温
側設定温度及び低温側設定温度に繰り返し維持するとき
における前記テスト室(10)の高温側設定温度及び低
温側設定温度への復帰時間を、精度よく短くでき、この
結果、試験試料の大きさ及び重量による熱容量が異なっ
ても、又試験中における外気温度の変動があっても、過
熱及び適冷によるエネルギーロスを少なくしながら、冷
熱衝撃試験のテスト精度を向上させることができるので
ある。
(実施例) 本発明の一実施例を第1〜第4図に基づいて説明する。
第1図は本発明にかかる冷熱衝撃試験装置の概略を示し
たものであって、基本的には、ハウジング(1)を断熱
壁(2)により形成して、冷凍容量を可変とした冷凍機
(8)に冷媒回路(71)を介して接続するクーラー(
7)及びファン(8)を配置した予冷室(9)と、発熱
容量を可変としだ三相ヒータ(3)及びファン(4)を
配置した予熱室(5)と、冷熱衝撃試験を行う試験試料
を収容するテスト室(10)とを設けている。
前記予熱室(5)及び予冷室(9)は、断熱隔壁(11
)(11)を挾んで前記テスト室(10)の両側に隣接
し、前記テスト室(10)と前記予熱室(5)及び予冷
室(9)とを区画する各断熱隔壁(11)(11)に、
前記テスト室(10)と前記予熱室(5)とを連通ずる
開口部(12)(12)、及び前記テスト室(10)と
予冷室(9)とを連通ずる開口部(13)(13)を設
け、各開口部(12)(13)に設けた高温及び低温ダ
ンパ(14)(15)の開閉により、前記予熱室(5)
又は予冷室(9)を前記テスト室(10)に選択的に連
通させて、前記テスト室(10)に冷風及び熱風を選択
的に導入し、該テスト室(10)温度を高温側設定温度
及び低温側設定温度に維持できるようにしている。
又、前記テスト室(10)の−側には、試験試料を挿入
する開口部(18)を開閉する1(17)を設けると共
に、他側には、一対の開口部(18)(18)を設けて
、常温ダンパ(19)の開閉により、外気を前記テスト
室(10)内に導入するようにしている。更に、前記一
対の開口部(18)C18)の一方の開口部(18)に
は、除湿器(20)及び吸入ファン(21)を内装した
外気導入ダクト(22)を接続して、前記テスト室(1
0)内に導入する外気を除湿するようにしており、他方
の開口部(18)には、排気ファン(23)を備えた排
気ダクト(24)を接続している。
しかして、以上のように構成した冷熱衝撃試験装置にお
いて、前記テスト室(10)に温度センサー(25)を
設けると共に、前記テスト室(10)における高温側設
定温度と低温側設定温度とを設定する温度設定器(31
)と、冷熱切換時、前記テスト室(10)の温度が前記
高温側及び低温側設定温度に復帰する復帰時間を計測す
るタイマー(28)と、この復帰時間をもとに、前記予
冷室(9)における次回の予冷温度及び前記予熱室(5
)における次回の予熱温度とを変更する予冷熱温度制御
器(30)と、該制御器(30)の出力に応じて予熱温
度を変更した温度に制御するヒーター制御手段(34)
及び予冷温度を変更した温度に制御するクーラー制御手
段(37)とを設けたのである。
具体的には、前記テスト室(10)にはテスト室温度セ
ンサー(25)、前記予熱室(5)には予熱室温度セン
サー(28)及び前記予冷室(9)には予冷室温度セン
サー(27)を設けると共に、第2図に示すごとく、前
記タイマー(28)及び中央演算装置(29)を備えた
予冷熱温度制御器(30)を設けて、該予冷熱温度制御
器(30)の入力側には、前記テスト室温度センサー(
25)と、高温側及び低温側の試験温度を設定し、かつ
、出力する温度設定器(31)を接続する一方、出力側
には、第6図に示すように、PID演算器(32)と、
該P I DOI器(32)からの出力により作動し、
無接点リレーの一種で開閉頻度が多いためにヒーター制
御などに使用するソリッドステートリレーSSR(33
) とから成るヒーター制御手段(34)を接続すると
共に、第7図に示すように、比較器(35)と、該比較
器(35)からの出力で作動するインバータINV(3
8)とから成るクーラー制御手段(37)を接続するの
である。又、前記PID演算器(32)の入力側には、
前記予熱室温度センサー(28)を、又、前記比較器(
35)の入力側には、前記予冷室温度センサー(27)
をそれぞれ接続して、前記PID演算器(32)の出力
により、前記ソリッドステートリレー5SR(33)を
介して前記三相ヒーター(3)の負荷を0〜100%の
範囲で変動させ、所定時間内に、即ち次回の冷熱切換を
行うとき迄に、前記予熱室(5)の予熱温度を前記予冷
熱温度制御器(30)が変更指示する温度に加熱する一
方、前記インバータINV(3B)の作動により、周波
数を0〜120Hzの範囲で変動させ、前記冷凍機(8
)を駆動するモータMC(38)の回転数を制御して、
前記冷凍機(8)の冷凍能力を変動させて前記クーラー
(7)の冷却能力を制御し、所定時間内に、即ち次回の
冷熱切換を行うとき迄に、前記予冷室(9)の予冷温度
を前記予冷熱温度制御器(30)が変更指示する温度に
冷却するようにしている。
第3図は、以上のように構成した冷熱衝撃試験装置にお
ける高温側スタートとした冷熱サイクル運転継続時にお
ける、テスト室(10)、予熱室(5)及び予冷室(9
)の各温度タイムチャートを示し、実線は、テスト室(
10)内温型を、点線は、予冷室(9)内温型を、又−
点鎖線は、予熱室(5)内温型を示しており、テスト室
(10)の温度は、高温ダンパ(14)を開放した状態
における高温試験温度、即ち高温側設定温度150’C
で、該温度を30分間維持し、30分経過後、今度は前
記高温ダンパ(14)を閑、前記低温ダンパ(15)を
開として、即ち冷熱切換により、前記テスト室(10)
温度は前記高温側設定温度150°Cから急激に下降し
て低温試験温度、即ち低温側設定温度−5060になり
、この温度を30分間維持すると、また冷熱切換えによ
り、前記高温側設定温度150°Cに戻る。以降このよ
うな冷熱温度サイクルを所定回数繰り返すのである。
一方、前記予熱室(5)の温度は、前回の予熱温度HT
n−,170°Cに維持された後、冷熱切換により、高
温側設定温度即ち150”Cになり、30分経過後、次
の冷熱切換に備え前記予冷熱温度制御器(30)が指示
する予熱温度HTn175@Cになるべく上昇を始め、
次の冷熱切換のとき迄に175@Cに到達し、冷熱切換
えにより再度高温側設定温度150°Cになってから、
次の予熱温度HTn+ 、180°Cになるべく上昇す
るのである。
又、前記予冷室(9)の温度は、前々回の予冷温度LT
n−2−65″′Cに維持された後、冷熱切換により低
温側設定温度即ち一50°Cに上昇し、30分経過後、
次の冷熱切換に備え前記予冷P!im度制御器(30)
が指示する予冷温度LTn−1−70″′Cになるべく
下降を始め、次の冷熱切換のとき迄に一70’Cに到達
し、切換により再度−50’Cになってから、次の予冷
温度LTn−70″′Cになるべく下降するのである。
尚、Snはテスト室(10)温度のn回目の高温側設定
温度への復帰時間、Toはテスト室(10)温度のn回
目の低温側設定温度への復帰時間である。
次に、前記予冷熱温度制御器(30)の作動手順につい
て第4図及び第5図に示したフローチャートに基づいて
説明する。
前記予冷熱温度制御器(30)には、前記温度設定器(
31)から高温側設定温度を予め入力しておき、n回目
の予熱温度(HTn)を次のようにして決定するのであ
る。
サイクル運転をスタート(ステップ1)すると、高温側
設定温度運転がスタートしたか否かを判定(ステップ2
)し、高温側設定温度運転がスタートして初めて、前記
タイマー(28)がリセットされカウントがスタート(
ステップ3)する。この後ステップ4において、前記テ
スト室温度センサー(25)が検出するテスト室(10
)温度が前記高温側設定温度以上であるか否かが判定さ
れ、イエスの場合に、前記テスト室(10)温度が前記
高温側設定温度以上に初めてなったのか否かを判定(ス
テップ5)し、初めてであればステップ7において第1
回目の高温側設定温度への復帰時間が2分より短いか、
2分と3分の間か、又3分より長いかを判定し、2分よ
り短い場合には、2回目の予熱温度を第1回目の予熱温
度より5°C下降(ステップ8)させるのであり、3分
より長い場合5°C上昇させ(ステップ9)又、2分と
3分との間であれば変更しないのである(ステップ10
)。そして冷熱切換による次回の高温側設定温度運転の
スタートに備えるのである(ステップ11)。
一方ステップ5においてノーの場合には、前回の高温側
設定温度復帰時間(S n−、)と今回の温度復帰時間
(S n)とが同じが否かを判定しくステップ8)、イ
エスのときはステップ10に移行するのであり、又、ノ
ーのときは前記したように、ステップ7において今回の
高温側設定温度復帰時間(Sn)が2分より短いか、2
分と3分の間か、又3分より長いかを判定し、この判定
の結果ステップ8.91.10のいずれかのステップを
経て次のステップ11に移行するのである。
このようにして、高温側設定温度運転毎に次回の予熱温
度(HT n + I)を変更する必要性の存無を判定
すると共に、変更が必要なときは、更に予熱温度を上昇
させるか下降させるかを判定しているのである。
又一方、予冷温度を決定する手順は、前記予熱温度(H
Tn)の変更手順と同様であり、前記予冷熱温度制御器
(30)には、低温側設定温度を入力しておき、n回目
の予冷温度(LTn)を次のようにして決定する。
この予冷温度(LTn)を決定する手順におけるステッ
プ12〜22がそれぞれ前記予熱温度(HT n)を決
定する手順におけるステップ1〜11に対応するのであ
り、サイクル運転のスタート(ステップ12)後、低温
側設定温度運転がスタートしたか否かを判定(ステップ
13)L、低温側設定温度運転がスタートすると、前記
タイマー(28)がリセット(ステップ14)される。
この後ステップ15において、前記テスト室温度センサ
ー(25)が検出するテスト室(10)温度が前記低温
側設定温度以下であるか否かが判断され、イエスの場合
に、前記テスト室(10)温度が低温側設定温度以下に
初めてなったのか否かを判定(ステップ18)し、初め
てであればステップ18において第1回目の低温側設定
温度への復帰時間が2分より短いか、2分と3分の間か
、又3分より長いかを判定し、2分より短い場合には、
2回目の予冷温度を第1回目の予冷温度より5°C上昇
(ステップ19)させるのであり、3分より長い場合5
″C下降(ステップ20)させ、又2分と3分との間で
あれば変更しないのである(ステップ21)。そして次
回の低温側設定温度運転のスタートに備えるのである(
ステップ22)。
一方ステップ16においてノーの場合には、前回の低温
側設定温度復帰時間(Tn−1)と今回の温度復帰時間
(To)とが同じが否かを判定(ステップ17)L、、
イエスのときは前記ステップ21に移行するのであり、
又、ノーのときは前記したように、ステップ18におい
て今回の低温側設定温度復帰時間(T n)が2分より
短いか、2分と3分の間か、又3分より長いかを判定し
、この判定の結果ステップ19.20.21のいずれか
のステップを経て次のステップ22に移行し、次回の冷
熱切換えに備えるのであり、次回の予冷温度(LTn+
、)を冷熱切換特電に順次変更するのである。
尚、第1回目の予熱温度HT、及び予冷温度LT、を前
記温度設定器(31)で設定するようにしてもよいし、
また、前記予冷熱温度制御器(30)において、前記高
温側設定温度及び低温側設定温度に応じて自動的に設定
できるようにしてもよく、この場合、第1回目の予熱温
度HT、及び予冷温度LT、を設定後、ステップ2或は
ステップ13に移行するようにするのである。
以上のように冷熱切換特電に、前記テスト室(10)温
度の高温側設定温度及び低温側設定温度への復帰時間を
もとに次回の予冷温度及び予熱温度を変更するから、試
験試料の大きさ及び重量による熱容量が異なっても、又
試験中における外気温度の変動があっても、冷熱衝撃試
験のテスト精度を向上させることができるのである。
又、本実施例では、前記高温及び低温側設定温度復帰時
間(Sn)  (To)を2分〜3分間程度の短い時間
にすることにより、前記予熱及び予冷温度を前記高温側
及び低温側設定温度より極端に高く又低くしないで、冷
熱切換時において一時的にしろ、前記テスト室(10)
温度を高温及び低温側設定温度より上昇させたり、又下
降させたりすることなく、即ち余分なエネルギーロスを
少なくできながら、冷熱衝撃試験のテスト精度を向上さ
せることができる。
尚、前記高温側設定温度及び低温側設定温度復帰時間(
S n)  (T n)を2分〜3分間にすると共に、
次回の予熱及び予冷温度を±5°Cとしたが、これらの
数値に限るものではなく、冷熱衝撃試験装置の能力に応
じて変更してもよいのである。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明の冷熱衝撃試験装置によれ
ば、冷凍機(8)に接続するクーラー(7)とファン(
8)を配置した予冷室(9)と、ヒーター(3)とファ
ン(4)を配置した予熱室(5)とを、テスト室(1o
)にそれぞれ隣接して設けると共に、該テスト室(1o
)に試験試料を出し入れするためのテスト室扉(17)
を設けると共に、前記テスト室(io)と前記予熱室(
5)とを区画する断熱隔壁(11)に高温ダンパ(14
)を、又、前記テスト室(1o)と前記予冷室(9)と
を区画する断熱隔壁(11)に低温ダンパ(15)を設
けた冷熱衝撃試験装置において、前記テスト室(1o)
に温度センサー(25)を設けると共に、前記テスト室
(1o)における高温側設定温度と低温側設定温度とを
設定する温度設定器(31)と、冷熱切換時、前記テス
ト室(10)の温度が前記高温側及び低温側設定温度に
復帰する復帰時間を計測するタイマー(28)と、この
復帰時間をもとに、前記予冷室(9)における次回の予
冷温度及び前記予熱室(5)における次回の予熱温度と
を変更する予冷熱温度制御器(30)と、該制御器(3
0)の出力に応じて予熱温度を変更した温度に制御する
ヒーター制御手段(34)及び予冷温度を変更した温度
に制御するクーラー制御手段(37)とを備えているか
ら、冷熱切換特電に、前記テスト室(10)温度の高温
側設定温度及び低温側設定温度への復帰時間を計測し、
この復帰時間をもとに次回の予冷温度及び予熱温度を変
更し、しかも、これら予冷温度及び予熱温度の変更を繰
り返し行なうから、前記テスト室(10)の高温側設定
温度及び低温側設定温度への復帰時間を精度よく短くで
き、この結果、試験試料の大きさ及び重量による熱容量
が異なっても又試験中における外気温度の変動があって
も、過熱及び適冷によるエネルギーロスを少なくしなが
ら、冷熱衝撃試験のテスト精度を向上させることができ
るのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかる冷熱衝撃試験装置の全体構造を
示す概略断面図、第2図は予冷、予熱温度変更ブロック
図、第3図は、テスト室、予熱室及び予冷室の温度タイ
ムチャート図、第4図及びクーラー制御手段のブロック
図、第8図は、従来例を示す概略断面図である。 (3)・・・・・・ヒーター (5)壷O・・・―予熱室 (θ)・・・・・Φ冷凍機 (7)・・・・・・クーラー (9)・・・・・・予冷室 (10)・・・・・テスト室 第1図 I ・(テスト室)温度センサー ・タイマー ・予冷熱温度制御器 ・温度設定器 ・ヒーター制御手段 ・クーラー制御手段 第2図 第8図 テスに室内jし覧 −−−−−−fat内:JL/L −〜予熟宝内遥崖 ム ニアL回gI′)&う14イ〆す言フ1−壬二L4
【4直、y4 g今向T?I: nriJBn4fs$
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Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)冷凍機(8)に接続するクーラー(7)とファン(
    8)を配置した予冷室(9)と、ヒーター(3)とファ
    ン(4)を配置した予熱室(5)とを、テスト室(10
    )にそれぞれ隣接して設けると共に、該テスト室(10
    )に試験試料を出し入れするためのテスト室扉(17)
    を設けると共に、前記テスト室(10)と前記予熱室(
    5)とを区画する断熱隔壁(11)に高温ダンパ(14
    )を、又、前記テスト室(10)と前記予冷室(9)と
    を区画する断熱隔壁(11)に低温ダンパ(15)を設
    けた冷熱衝撃試験装置において、前記テスト室(10)
    に温度センサー(25)を設けると共に、前記テスト室
    (10)における高温側設定温度と低温側設定温度とを
    設定する温度設定器(31)と、冷熱切換時、前記テス
    ト室(10)の温度が前記高温側及び低温側設定温度に
    復帰する復帰時間を計測するタイマー(28)と、この
    復帰時間をもとに、前記予冷室(9)における次回の予
    冷温度及び前記予熱室(5)における次回の予熱温度と
    を変更する予冷熱温度制御器(30)と、該制御器(3
    0)の出力に応じて予熱温度を変更した温度に制御する
    ヒーター制御手段(34)及び予冷温度を変更した温度
    に制御するクーラー制御手段(37)とを備えているこ
    とを特徴とする冷熱衝撃試験装置。
JP63320272A 1988-12-19 1988-12-19 冷熱衝撃試験装置 Expired - Lifetime JPH0814527B2 (ja)

Priority Applications (1)

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JP63320272A JPH0814527B2 (ja) 1988-12-19 1988-12-19 冷熱衝撃試験装置

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JP63320272A JPH0814527B2 (ja) 1988-12-19 1988-12-19 冷熱衝撃試験装置

Publications (2)

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