译电者 第1020章 低温测试环境搭建

卷首语

【画面：1973 年实验室角落，两名技术员正在用扳手组装钢板箱体，箱体内壁贴着银灰色石棉层；地面上，干冰桶冒着白雾，液氮罐（标有 “工业用”）被麻绳固定在木架上，水银温度计的红色液柱停留在 - 20℃刻度。字幕：“在没有电子制冷设备的 1973 年，要模拟 - 37℃的北方边境严寒，靠的是‘钢板 石棉’的保温智慧，以及对干冰、液氮用量的精准把控 —— 每一度的温度稳定，都是对细节的极致追求。”】

一、低温测试舱主体设计与制作（1973.04.10-04.12）

【历史影像：钢板切割现场，乙炔焰切割 1.5mm 厚冷轧钢板时火花四溅；技术员用角尺测量箱体尺寸，在接缝处用粉笔做标记；木工在箱体外侧加装松木框架，增强结构强度。画外音：“1973 年《低温试验设备制作规范》建议：-40℃级测试舱需采用‘双层保温 密封结构’，箱体漏热率需控制在 5℃/ 小时以内，否则无法维持目标低温。”】

1. 箱体结构设计

测试舱采用 “双层钢板 多层保温” 的立方体结构，外尺寸 60cm×60cm×60cm，内尺寸 50cm×50cm×50cm（适配密码机及监测设备）。外层选用 1.5mm 冷轧钢板（防锈处理），内层为 0.8mm 镀锌钢板（耐腐蚀），两层间距 8cm，用于填充保温材料；箱体正面设计单扇开门（尺寸 30cm×40cm），门框边缘预留 1cm 宽密封槽，便于安装密封条。

2. 保温层填充

内层钢板内壁先贴一层 2cm 厚石棉板（1973 年主流低温保温材料，导热系数 0.08W/(m?K)），石棉板之间用高温胶粘合，避免缝隙漏热；石棉板外侧包裹一层铝箔（反射红外辐射），再填充 5cm 厚玻璃棉（补充保温，导热系数 0.04W/(m?K)）；最后用铁丝网固定保温层，防止玻璃棉松散。箱体顶部预留直径 5cm 的通风孔（带手动阀门），用于调节冷气流通。

3. 密封与加固

开门边缘的密封槽内嵌入截面为圆形的橡胶密封条（直径 10mm，耐低温 - 50℃），关门后密封条压缩量控制在 40%，确保密封；箱体外侧用 4cm×4cm 的松木方做框架加固，四个角用 L 型角钢焊接，防止低温下钢板收缩变形；箱底焊接 4 个高度 10cm 的钢制支脚，便于放置制冷剂容器。

【制作细节：焊接内层钢板时，采用 “连续焊 点焊结合” 工艺，接缝处焊肉厚度≥2mm，避免出现针孔漏热；保温层填充时，玻璃棉需压实至密度 15kg/m3，比松散状态保温效果提升 30%。】

【1973 年技术局限应对：无专用低温密封胶，技术员用凡士林涂抹密封条与密封槽接触面，进一步增强密封性；箱体焊接完成后，在外侧刷两层防锈漆（耐低温型），防止长期使用生锈。】

二、制冷系统搭建：干冰 液氮的协同降温（1973.04.13）

【场景重现：技术员将 5kg 块状干冰（工业级，纯度 99%）用铁铲装入镀锌铁盒（尺寸 20cm×15cm×10cm），铁盒底部钻有 10 个直径 1mm 的小孔；铁盒上方悬挂一个 5L 液氮罐，罐底阀门连接橡胶管，管口对准干冰盒。历史录音（磁带音质）：“干冰升华能降到 - 78.5℃，但太猛，得用液氮辅助调节 —— 先加干冰把温度拉到 - 30℃，再滴液氮往下降，这样才稳。”】

1. 制冷源配置

主制冷源：采用块状干冰，装入 3 个镀锌铁盒（每个容量 5kg），均匀放置在测试舱底部，干冰升华产生的低温二氧化碳气体通过铁盒小孔扩散至舱内，初步降温；

辅助制冷源：5L 液氮罐（1973 年军工实验室专用）作为微调手段，通过针型阀门控制液氮滴速（1-2 滴 / 秒），液氮汽化吸收大量热量，将温度从 - 30℃降至 - 37℃；

气流引导：舱内顶部安装一个手动风扇（摇柄驱动），每 30 分钟转动 10 圈，使冷空气均匀分布，避免局部温度偏差过大。

2. 温度调节机制

升温控制：若舱内温度低于 - 37℃（如降至 - 40℃），关闭液氮阀门，打开顶部通风孔 1-2 分钟，引入室温空气升温，每次通风可使温度回升 2-3℃；

降温控制：若温度高于 - 37℃（如升至 - 35℃），增加液氮滴速至 3 滴 / 秒，同时补充 2kg 干冰，加快降温速度；

稳定维持：温度达到 - 37℃后，液氮滴速保持 1 滴 / 秒，每小时补充 1kg 干冰，使温度波动控制在 ±1℃以内。

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喜欢译电者请大家收藏：()译电者全本小说网更新速度全网最快。3. 制冷剂补给方案

干冰每 2 小时补充一次，每次补充前先将剩余干冰残渣清理出舱；液氮罐压力低于 0.2MPa 时立即更换（备用液氮罐提前预冷）；补给操作需在 5 分钟内完成，避免开门时间过长导致温度大幅回升。

【制冷数据：5kg 干冰完全升华可维持 - 30℃环境约 3 小时；1L 液氮汽化可使 1m3 空间温度降低 5-8℃；通过 “干冰打底 液氮微调”，可将舱内温度稳定控制在 - 37℃±1℃，满足测试需求。】

三、温度监测与数据采集设备配置（1973.04.14）

【历史实物：测试舱内布置的监测设备 ——4 支 WNY-1 型低温水银温度计（量程 - 50℃~50℃，精度 0.5℃）分别固定在舱内顶部、中部、底部及密码机旁；舱外连接一台 XWD-10 型指针式记录仪，通过热电偶传感器传输温度信号。画面特写：温度计红色液柱在 - 37℃刻度处微微晃动，记录仪指针缓慢摆动，划出连续曲线。】

1. 温度监测点布置

空间监测：舱内顶部（距顶 10cm）、中部（中心位置）、底部（距底 10cm）各布置 1 支水银温度计，监测整体温度分布；

设备周边监测：在密码机的电源模块、加密模块、旋钮操作区旁各放置 1 支温度计，重点监测设备关键部位的环境温度；

外部环境监测：舱外实验室放置 1 支温度计，记录室温（用于分析舱体漏热情况）。

2. 数据采集设备适配

实时记录：采用 XWD-10 型自动平衡记录仪（1973 年上海自动化仪表三厂生产），通过铜 - 康铜热电偶传感器（测温范围 - 200℃~300℃）连接舱内中部温度计，记录仪每 10 秒打印一次温度值，绘制连续温度曲线；

人工记录：技术员每 10 分钟读取一次所有温度计数值，记录在 “低温环境监测表” 上，包括时间、各点温度、制冷剂用量、阀门状态等信息；

偏差校准：每天测试前，将所有水银温度计与标准低温源（-37℃酒精浴）比对，误差超过 0.5℃的立即更换。

3. 数据准确性保障

热电偶传感器的探头用铝箔包裹，避免与干冰直接接触导致局部过冷；记录仪的走纸速度设定为 10mm / 小时，确保温度波动细节被完整记录；人工记录时需戴棉手套操作，防止手温影响温度计读数。

【1973 年监测局限：无数字温度传感器，水银温度计易受振动影响读数，因此测试舱需放置在实验室固定位置，避免碰撞；记录仪精度仅 ±1℃，需通过多支温度计交叉验证，提高数据可靠性。】

四、稳定性控制与调试（1973.04.15）

【历史影像：调试现场，技术员关闭测试舱门，拧紧密封锁扣，打开干冰盒和液氮阀门；30 分钟后，依次读取各温度计数值：顶部 - 36.8℃、中部 - 37.1℃、底部 - 37.0℃、密码机旁 - 36.9℃；记录仪曲线显示温度波动在 ±0.3℃以内。画外音：“调试的关键是‘耐心’—— 从室温降到 - 37℃要 2 小时，期间每 5 分钟调一次液氮阀门，直到温度稳住不动。”】

1. 密封性测试

关闭所有阀门和通风孔，向舱内放入少量烟雾（松香燃烧产生），观察舱体接缝处是否有烟雾泄漏；若发现门缝漏烟，立即调整密封条位置，并用凡士林封堵缝隙；最终确保 24 小时内温度自然回升不超过 2℃，视为密封合格。

2. 温度均匀性调试

开启舱内手动风扇，连续转动 20 圈后，测量各监测点温度：若底部与顶部温差超过 1℃，调整干冰盒位置，将其中一个铁盒移至舱内中部下方；若密码机旁温度偏高，在其侧面放置一个小型干冰袋（500g），局部降温。

3. 长时间稳定性验证

连续开机 72 小时进行稳定性测试：

前 24 小时：每小时调整一次液氮滴速和干冰用量，使温度稳定在 - 37℃±0.5℃；

24-72 小时：仅每 2 小时补充干冰，液氮滴速保持不变，温度波动可控制在 ±1℃以内；

关键指标：72 小时内无密封失效、无温度计冻裂、记录仪数据连续无中断。

4. 应急处理预案

温度骤降：若因液氮泄漏导致温度骤降至 - 45℃，立即打开通风孔和舱门，取出部分干冰，待温度回升至 - 37℃后重新密封；

密封失效：若门缝密封条老化导致温度回升过快，用备用密封条更换，同时增加干冰用量，快速降温；

设备故障：若记录仪停机，立即启用人工记录，每 5 分钟读取一次温度，同时更换备用记录仪。

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喜欢译电者请大家收藏：()译电者全本小说网更新速度全网最快。五、安全防护与操作规范（1973 年标准）

1. 安全防护措施

个人防护：操作人员需穿戴厚棉衣、棉手套、护目镜（防止液氮溅伤），严禁徒手接触干冰和液氮罐；

通风保障：实验室安装两台轴流风扇（手动摇柄式），每小时通风 10 分钟，防止干冰升华产生的二氧化碳浓度过高（需≤1%）；

消防准备：舱体周围放置 2 具干粉灭火器，禁止在附近使用明火（防止二氧化碳遇明火引发危险）。

2. 操作规范

开机流程：先装入干冰→关闭舱门→打开风扇→缓慢开启液氮阀门→逐步降温至 - 37℃；

关机流程：关闭液氮阀门→取出剩余干冰→打开舱门和通风孔→待温度回升至 0℃以上→关闭风扇；

交接班记录：每班需详细记录制冷剂剩余量、温度波动情况、设备运行状态，确保交接清晰。

历史补充与证据

材料标准：1973 年《GB 3003-73 石棉制品检验方法》规定，低温用石棉板的导热系数需≤0.1W/(m?K)，本测试舱所用石棉板经检测为 0.08W/(m?K)，符合要求；

制冷依据：《1973 年工业制冷剂应用手册》记载，干冰与液氮混合使用可实现 - 20℃~-80℃的可控温度，在军工低温测试中广泛应用；

设备背景：XWD-10 型记录仪是 1970-1975 年国内实验室主流温度记录设备，在《电子测量技术》1973 年第 2 期有详细应用案例；

档案支撑：电子工业部第十研究所 1973 年《低温测试舱验收报告》（编号 73-025）记载，该舱体在 - 37℃下连续运行 72 小时，温度波动 ±0.8℃，密封性能合格，现存于研究所档案库。

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