淋雨试验箱通过模拟自然降雨或强冲洗环境，验证汽车灯具、动力电池、5G 天线、轨道交通信号设备等外壳的防护等级（IPX1～IPX6K）。水是传递能量与腐蚀介质的载体，其理化性质直接决定喷嘴堵塞概率、流量稳定性、试件表面张力以及后续电气测量的可信度。因此，系统评估“试验用水”对设备、试件、数据三维度带来的连锁影响，是实验室质量控制极易被忽视却极为关键的一环。
二、试验用水的关键指标
2.1 固体颗粒
ASTM D1193 将“颗粒”列为一级超纯水首要控制对象。粒径＞5 µm 的微粒在 0.5～4 MPa 喷嘴射流中可产生“磨料效应”，导致黄铜或蓝宝石喷嘴孔径扩大 2～4 µm，喷射角度增大 1°～2°，使淋雨强度由 12 mm/min 降至 9 mm/min，直接造成 IPX5 误判为 IPX4。
2.2 硬度（Ca²⁺、Mg²⁺）
硬度＞60 mg/L（以 CaCO₃ 计）时，70 ℃ 喷淋后 30 min 即在加热管表面生成 0.1 mm 垢层，导热系数下降 6 %，引发 PID 超调，箱内温度漂移±2 ℃，造成高温高湿联试失效。
2.3 电导率
IEC 60529:2013 附录 A 建议“电气测量应在喷雾后 1 min 内进行”。若水电导率＞5 µS/cm，表面离子残留使 500 V DC 绝缘电阻由 100 MΩ 级骤降至 10 MΩ 级，形成假阴性。
2.4 余氯与微生物
余氯＞0.3 mg/L 会加速 SUS304 箱体点蚀，电位差达 120 mV；菌落总数≥10³ CFU/mL 时，橡胶密封条表面形成生物膜，门封摩擦系数增大 15 %，导致泄漏率由 0.05 L/min 升至 0.3 L/min。
三、对设备本体的不利链式反应
3.1 流量系统
淋雨试验箱采用离心泵＋变频稳压，额定流量 40 L/min。硬度超标→喷嘴缩径→管路背压升高→变频器由 35 Hz 升至 45 Hz→泵轴承寿命缩短 30 %；同时背压升高使隔膜压力开关频繁启停，触点电蚀，MTBF 由 5 000 h 降至 2 800 h。
3.2 加热与制冷
板式换热器水侧流速设计 1.2 m/s，结垢后降至 0.8 m/s，换热系数下降 25 %；为维持 80 ℃ 高温喷射，电加热管功率由 9 kW 升至 12 kW，能耗增加 33 %，且超温保护器易误动作。
3.3 传感器漂移
电磁流量计电极表面结垢 0.2 mm，输出信号产生 3 % 负漂移；若未进行 30 天一次零点校准，将导致 IPX6 峰值流量由 100 L/min 降至 97 L/min，长期累积造成防护等级误判。
四、对试件性能的隐性干扰
4.1 表面张力与润湿角
纯水表面张力 72 mN/m，添加 0.1 % 表面活性剂后降至 30 mN/m，润湿角由 85° 减至 25°，水更易越过密封胶条进入壳体内部，导致“合格”产品被错误判为不合格。
4.2 离子污染与腐蚀
某 LED 车灯企业使用自来水（电导率 350 µS/cm）进行 24 h IPX5 试验，喷雾后在 PCB 表面检出 Cl⁻ 0.8 µg/cm²；后续 48 h 中性盐雾试验出现 0.3 mm 蚀沟，导致铜箔开路。更换去离子水（电导率 0.8 µS/cm）后，Cl⁻ 残留＜0.05 µg/cm²，再未出现类似失效。
4.3 电气测量窗口
标准规定喷雾结束后应在 1 min 内测量耐压与绝缘。若水中 Na⁺、K⁺ 残留高，表面电导率增大，介电强度由 2 kV 降至 1.2 kV，形成“瞬时击穿”假象，浪费大量失效分析人力。
五、水质分级与处理方案
5.1 分级
一级（高等级）：ASTM Type II，电导率＜1 µS/cm，颗粒＜1 µm，硬度≈0，用于 IPX5～IPX6K 及后续电气测量；
二级（常规）：ASTM Type III，电导率＜5 µS/cm，颗粒＜5 µm，硬度＜10 mg/L，用于 IPX1～IPX4；
三级（经济）：市政自来水，仅用于设备外壁清洁或预淋阶段，不得进入喷嘴。
5.2 处理工艺
“砂滤→活性炭→软化→5 µm 保安→RO→混床→0.22 µm 终端”七级工艺，出水可达 Type II；RO 回收率 65 %，浓水可用于冷却塔补水，实现零排放。
5.3 在线监测
安装 0～20 µS/cm 电导率变送器＋4～20 mA 远传，设定阈值 2 µS/cm，超标自动切换至备用水箱；流量计后端加 100 目 Y 型过滤器，压差＞0.05 MPa 自动报警，提醒更换滤芯。
六、运行维护与成本测算
以 270 L 淋雨试验箱为例，每天运行 8 h，循环水量 300 L。使用 Type II 水，年耗水 78 t，制水成本 8 元/t，合计 624 元；若直接使用自来水，喷嘴更换周期由 12 个月缩短至 4 个月，每次更换 6 只×380 元，年增加费用 4 560 元，且因流量漂移导致重复试验 3 次，综合损失超 1.5 万元。显然，一级水方案性价比更高。
淋雨试验箱对水质的敏感度远高于传统环境箱。固体颗粒、硬度、电导率、余氯及微生物等指标通过喷嘴磨损、结垢、生物膜、离子残留等机制，对流量精度、温控效率、传感器漂移以及试件电气性能产生连锁放大效应。建立“进水—循环—排放”全链路水质管理体系，采用 Type II 去离子水并辅以在线监测，可将喷嘴寿命延长 3 倍、试验误判率降至 0.3 % 以下，真正实现“一次试验、一次通过、全球互认”。上海林频仪器股份有限公司在交付每台淋雨试验箱的同时，均提供配套纯水机与水质监测模块，并负责按照 ISO 9227 及 IEC 60529 要求完成联合验收，确保设备在整个生命周期内稳定、可靠、可追溯。
