若何选择环境试验设备及靠得住性试验设备

一、 设备选择凭据：
    存在于地球表表及大气层空间中的天然环境成分和诱发环境成分的种类，目前还无法统计出一个确切的数量，其中对工程产品（设备）的使用及寿命影响较大的成分不下十几种
。从事工程产品环境前提钻研的工程师们将天然界存在以及人类活动所诱发的环境前提整顿综合为一系列的试验尺度和规范，用以领导工程产品的环境及靠得住性试验
。如领导产品进行环境试验GJB150――中华人民共和国国度尺度《设备环境试验步骤》，领导电工电子产品进行环境试验的GB2423――中华人民共和国国度尺度《电工电子产品环境试验步骤指南》等
。因而，我们选择环境及靠得住性试验设备时重要的凭据是工程产品的试验规范和试验尺度
。
    其次，为了规范试验设备中环境试验前提的容差，保障环境参数的节造精度，国度技术监督机构及各工业部门还造订了一系列的环境试验设备及检测仪器仪表的检定规程
。如中华人民共和国国度尺度GB5170《电工电子产品环境试验设备根基参数检定步骤》，又如国度技术监督局颁布执行的JJG190－89《电动振动试验台系统试行检定规程》等
。这些检定规程也是选择环境及靠得住性试验设备的沉要凭据，不切合这些检定规程要求的试验设备是不允许投入使用的
。

二、 设备选择根基准则：
环境及靠得住性试验设备的选择应遵循以下五条根基准则：
    1、环境前提的再现性
在试验室内齐全而地再现天然界存在的环境前提是可望而不成及的事件
。但是，在肯定的容差领域之内，人们*能够正确而近似地仿照工程产品在使用、贮存、运输等过程中所经受的表界环境前提
。这段话用工程的说话概括，就是“试验设备所创造的萦绕被试产品周边的环境前提（含平台环境）应该满足产品试验规范所划定的环境前提及其容差的要求"
。如用于产品试验的温度箱不仅要满足国军标GJB150.3－86、GJB150.4－86中凭据分歧的均匀性和温度节造精度的要求
。只有这样，能力保障在环境试验中环境前提的再现性
。
    2、环境前提的可沉复性
一台环境试验设备可能用于统一类型产品的屡次试验，而一台被试的工程产品也可能在分歧的环境试验设备中进行试验，为了保障统一台产品在统一试验规范所划定的环境试验前提下所得试验了局的可比力性，必然要求环境试验设备所提供的环境前提拥有可沉复性
。这也就是说，环境试验设备施用于被试验产品的应力水平（如扰爪力、振动应力、电应力等）对于统一试验规范的要求是一致的
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。为此，必必要求环境试验设备能满足检定规程中的各项技术指标及精度指标的要求，并且在使用功夫上不超过检定周期所划定的时限
。如使用十吩煺遍的电动振动台除满足激振力、频率领域、负载能力等技术指标表，还必须满足检定规程中划定的横向振动比、台面加快度均匀性、谐波失真度等精度指标的要求，并且每次检定后的使用周期为二年，超过二年必须沉新检定合格后能力投入使用
。
    3、环境前提参数的可测控性
任何一台环境试验设备所提供的环境前提必须是可观测的和可节造的，这不仅是为了使环境参数限度在肯定的容差领域之内，保障试验前提的再现性和沉复性的要求，并且从产品试验的安全启程也是必须的，以便预防环境前提失控导致被试产品的败坏，带来不用要的损失
。目前各类试验规范中大体要求参数测试的精度不应低于试验前提允许的误差的三分之一
。
    4、环境试验前提的排它性
每一次进行环境或靠得住性试验，对环境成分的类别、量值及容差都有严格的划定，并排除非试验所需的环境成分渗入其中，以便在试验中或试验实现后判断和分析产品失效与故障模式时，提供确切的凭据，故要求环境试验设备除提供所划定的环境前提表，不允许对被试产品附加其它的环境应力滋扰
。如电动振动台检定规程中所限造的台面漏磁，加快度信噪比、带内带表加快度总均方根值比
。随机信号的检验、谐波失真度等精度指标都是为了保障环境试验前提的*性而造订的检定项目
。
    5、试验设备的安全靠得住性
环境试验，出格是靠得住性试验，试验周期长，试验的对象有时是价值很高的产品，试验过程中，试验人员时时要在现场周围操作巡视或测试工作，因而要求环境试验设备必须拥有运行安全、操作方便、使用靠得住、工作寿命长等特点，以确保试验自身的正常进行
。试验设备的各类；ぁ⒏婢胧┘鞍踩爸糜Ω*靠得住，以保障试验人员、被试产品和试验设备自身的安全靠得住性
。

三、 温湿度箱的选择
1、容积的选择
将被试产品（元器件、组件、部件或整机）置入气象环境箱进行试验时，为了保障被试产品周围空气能满足试验规范所划定的环境试验前提，气象箱工作尺寸与被试产品表廓尺寸之间应遵循以下几点划定：
    a）被试产品的体积（W×D×H）不得超过试验箱有效工作空间的（20～35）%（推荐选用20%）
。对于在试验中发热的产品推荐选用不大于10%
。
    b） 被试产品的顶风断面积与该断面上试验箱工作室总面积之比不大于（35～50）%（推荐选用35%）
。
    c） 被试产品表廓表表距试验箱壁的距离至少维持100～150mm，（推荐选用150mm）
。上述三点划定现实上是相互依存和统一的
。以1立方米正方体箱子为例，面积比为1：（0.35～0.5）相当于体积之比为1：（0.207～0.354）
。距箱壁100～150mm相当于体积之比为1：（0.343～0.512）
。
总括上述三点划定，气象环境试验箱的工作腔容积至少应是被试产品表廓体积的3～5倍
。作出这种划定的理由有以下几点：

。1）被试验件置入箱体后挤占了流畅的通路，通路变窄将导致气流流速的增长
。加快气流与被试验件之间的热互换
。这与环境前提的再现不符，由于在有关尺度中对涉及温度环境试验都划定试验箱内试验样件周围的空气流速不应超过1.7m/s，以预防试验样件和周围空气产生不切合现实的热传导
。在空载时试验箱内均匀风速为0.6～0.8m/s，不超过1m/s，满足a）、b）两点要求所划定的空间及面积比时，流场的风速可能增大（50～100）%，均匀zui高风速为（1～1.7）m/s
。满足尺度划定的要求
。若是在试验中不加限度地加大试验件的体积或顶风断面积，则现实试验时气流风速将增大到超出试验尺度所划定的zui高风速，其试验了局的有效性将受到疑惑
。

。2）气象箱工作腔内环境参数〔如温度、湿度、盐雾沉降率等〕的精度指标都是在空载状态下检测的了局，一旦置入被试验件后，对试验箱工作腔内环境参数的均匀性将产生影响，试验件占有的空间越大，这种影响也就越严沉
。实测试验数据批注，流场中顶风面与背风面的温差可达到3～8℃，严沉时可大到10℃以上
。因而，必须尽量满足a〕、b〕两项要求，以保障被试产品周围环境参数的均匀性
。

。3）凭据热传导的道理，箱壁左近气流的温度通常与流场中心温度相差2～3℃，在凹凸温的高低*，还可能达到5℃
。箱壁的温杜纂箱壁左近流场的温杜字相差2～3℃（视箱壁的结构和资料而定）试验温杜纂表界大气环境相差越大，上述温差也越大，因而，距箱壁（100～150mm）距离内的空间是不成利用空间
。
2、温度领域的选择
目前，国表温度试验箱的领域大体上为－73～+177℃，或－70～+180℃
。国内无数厂家通常为－80～+130℃，－60～+130℃，－40～+130℃，也有高温到150℃
。这些温度领域通Ｄ芄宦愎诰笪奘⒚裼貌肺露仁匝榈谋匾，除非确有特殊必要，如装置地位靠近发起机等热源的产品表，不成盲目提高温度上限
。由于上限温度越高，箱体内表的温差越大，箱体内部流场的均匀性也越差
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。另一方面，上限温度值越高，对箱壁夹层中保温资料（如玻璃棉等）的耐热性要求越高
。箱体密封性的要求也越高，使箱体的造作成本增长
。
3、湿度领域的选择
国内表环境试验箱给出的湿度指标多数是20～98%RH或30～98%RH，若是湿热试验箱没有除湿系统，则湿度领域为60～98%，这一类试验箱只能做高湿试验，但它的价值低得多
。值妥贴心的是在湿度指标后面应该注明相应的温度领域，或给出zui低露点温度
。由于相对湿度是与温度直接有关的，对于同样的含湿量，温度越高，相对湿度就越幼，如含湿量为5g/Kg（指1公斤干空气中含有5克的水蒸汽），当温度为29℃时，相对湿度为20%RH，温度为6℃时，相对湿度为90%RH，当温度降至4℃以下，相对湿度超过100%，在箱体内会出现结露景象
。
实现高温、高湿只必要往箱体空气中喷水蒸汽或雾化的水珠，进行加湿
。低温低湿则相对难于节造，由于此时的含湿量很低，有时比大气中的含湿量低好多，必要对箱体内流动的空气除湿，使空气变得干燥
。目前国内表绝大无数的温湿度箱都选取造冷除湿的道理，是在箱体的空气预调室内加一组造冷光管
。当湿空气经过冷管时，其相对湿度会达到100%RH，因空气鼓和在光管上结露，使空气变得更干燥
。这种除湿方式理论上可达到零度以下的露点温度，但是当冷点表表温度达到0℃时，光管表表结露的水滴会结冰，从而影响光管表表的热互换，使除湿能力降落
。又由于箱体不成能密封，大气中的湿空气会渗入到箱体内，使露点温度回升
。另一方面，在光管间流动的湿空气只是在和光管（冷点）接触的瞬间达到鼓和状态而析出水蒸汽，因而这种除湿步骤很难使箱体内的露点温度在到0℃以下
。现实所达到的zui低露点温度为5～7℃
。露点温度5℃相当于含湿量为0.0055g/Kg，对应相对湿度20%RH的温度为30℃
。若是要求温度20℃进相对湿度达到20%RH，此时的露点温度为－3℃，选取致冷方式除湿是很难题的，必须选用空气干燥系统能力实现
。
4、节造方式的选择
温度、湿度试验箱有恒定试验箱、交变试验箱两种情况
。
通常的凹凸温试验箱通常指的是恒定凹凸温试验箱，其节造方式为：设定一个指标温度，试验箱拥有自动恒温到指标温度点的能力
。恒定温湿度试验箱的节造节造方式也类似，设定一个指标温度、湿度点，试验箱拥有自动恒温到指标温度、湿度点的能力
。高、低温交变试验箱拥有设定一条或者多条凹凸温变动、循环的法式，试验箱有能力凭据预置的曲线实现试验过程，并且能够在zui大升温、降温速度能力的领域内，节造升温、降温的速度，即能够凭据设定的曲线的斜率节造升温、降温速度
。同样，凹凸温交变湿热试验箱也拥有预置温度、湿度曲线，并且凭据预置进行节造的能力
。当然，交变试验箱都拥有恒定试验箱的职能，但交变试验箱的造作成本较高，由于交变试验箱需配置有曲线自动纪录装置、法式节造仪，还须解决试验箱在工作室内温度较高的情况下开启造冷机等问题，因而，交变试验箱的价值比恒定试验箱的价值通常要高20%以上
。因而，我们该当疑神疑鬼的以试验步骤的必要为启程点，选用恒定试验箱或者是交变试验箱
。
5、变温速度的选择
通常的凹凸温试验箱没有降温速度的指标，从环境温度降温到标称的zui低温度的功夫通常为90～120min
。凹凸温交变试验箱、凹凸温交变湿热试验箱都有变温速度的要求，其变温速度通常要求1℃/min，在此速度的领域内速度可调
。而急剧温度变动试验箱的变温速度较快，升温、降温速度能够达到3℃/min～15℃/min，在某些温度段升温、降温速度甚至能够达到30℃/min以上
。
各类规格、速度的急剧温度变动试验箱的温度领域通常都是一样的，即－60～+130℃，但查核降温速度的变温领域却不尽一样，凭据试验分歧的试验要求，急剧温度变动试验箱变温领域有的是－55～+80℃，而有的是－40～+80℃
。
关于急剧温度变动试验箱的变温速度有两种提法，一种是全程均匀起落温速度，一种是线形起落温速度（现实上是每5min均匀速度）
。全程均匀速度是指在试验箱的变温领域内，zui高温杜纂zui低温度之差值与功夫之比
。目前国表各环境试验设备出产厂家提供的变温速度的技术参数都是指的全程均匀速度
。线形起落温速度指在肆意的每5min功夫段内，可能保障的变温速度
。而现实上对于急剧温度变动试验箱来说，保障线形起落温速度的难度zui大、zui关键的一段是，在降温段zui后的一个5 min的功夫段内，试验箱能够达到的降温速度
。从某种角度讲，线形起落温速度（每5 min均匀速度）更科学
。因而试验设备拥有全程均匀起落温速度和线形起落温速度（每5min均匀速度）这两个参数
。通常来说，线形起落温速度（每5 min均匀速度）是全程均匀起落温速度的1/2
。
6、风速
有关尺度划定，进行环境试验时温湿箱内的风速应幼于1.7m/s，对于试验自身来说，风速越幼越好，风速过大会加快试验件表表与箱体内流动气流的热互换，于试验的真实性不利
。但为了保障试验箱工作室内的均匀性，试验箱内拥有循环风是必须的
。但是急剧温度变动试验箱以及温度、湿度、振动等多成分综合环境试验箱，为钻营变温速度，必须加快箱体内循环气流的流速，风速通常在2～3m/s
。因而，对于分歧的使用主张，风速的限度是不一样的
。7、温度颠簸度
温度颠簸是一个比力容易实现的参数，所有环境试验设备厂家出产的无数的试验箱现实的温度颠簸都能够节造在±0.3℃的领域以内
。
8、温度场均匀度
为了更正确地仿照产品在天然界所遭逢的现实环境情况，在环境试验中必须保障被试产品的周边处在统一温度环境前提下，为此，必须对试验箱内的温度梯度和温度的颠簸度加以限度
。在国军标GJB150.1－86设备环境试验步骤总则中明确划定“试验样品左近丈量系统的温杜爪在试验温度的±2℃以内，其温度工不超过1℃/m或总的zui大值为2.2℃（试验样品不工作）"
。
9、湿度的精度节造
环境试验箱中丈量湿度无数是选取干湿球法，环境试验设备的造作尺度GB10586要求，相对湿度误差应在+2-3%RH
。为满足湿度节造精度的要求，湿度试验箱的温度节造精度较高，温度颠簸通常幼于±0.2℃
。不然很难达到湿度节造精度的要求
。
10、冷却方式选择
试验箱若是带有造冷系统，造冷系统必要进行冷却
。试验箱有风冷、水冷两种大局
。

风冷　　　　　　　　水冷 
使用前提 设备装置轻便，只必要接通电源即可使用
；肪澄露抛Φ陀28℃，若是环境温度高于28℃对造冷成效有肯定的影响（建设空调） 需配置循环冷却水系统
。 
换热成效 相对于水冷方式而言是较差 不变、优良 
对使用环境的影响 会导致试验箱周围的空气温度上升
。 不影响试验箱周围的温度
。 
噪声 较大（相对于水冷方式） 较幼 
结论 选择何种冷却方式，应结合试验室的现实情况而定
。 在前提允许的情况下，优先思考选择水冷方式
。但若是选用的试验箱的造冷系统很幼，也能够优先思考选择水冷方式
。

四、 温湿度试验设备情况分析
1〕温湿度环境试验设备的出产是持续了几十年的机械造作行业，其根基技术（如造冷，加热）已经成熟
。就是随着工业技术的进取和发展，好多新的利用技术不休引入到环境试验设备中，如推算机技术，吞吐节造理论，多箱同步运行等，因而，很难给造作厂家下一个孰优孰劣的果断性结论
。各个出产厂家积几十年的造作经验所出产的设备都是能够使用的，其工作道理、所利用的技术，甚至结构、资料等都有好多类似之处
。但是由于环境试验设备“多非标、多种类、幼批量"的出产方式的造约，产品的靠得住性始终是包围国内、国表造作商的一个问题
。关键在于出产厂家必须治理精密，工艺完整、检测伎俩齐全、对证量当真掌管（如通过ISO9000论证）
。同时，环境试验设备是一种耐用品，一些问题和设计缺点必要多年使用能力露出出来，通过统计分析能力发现问题地点
。一个成熟的、高靠得住性的产品往往必要多年改进、*
。因而，环境试验设备出产厂家拥有肯定出产规模和出产汗青，是产品拥有较高靠得住性的必要前提之一
。
2〕出产过程的质量节造
。国内出产过程的质量节造有很大提高
。出产过程的质量节造与出产厂家的治理水平、出产习惯有关，通过ISO9000的论证是出产过程质量节造走上规范化的一个标志
。
国内表出产温湿度环境试验设备的厂家在出产气象环境试验方面都堆集了丰硕的经验
。提供的都是可供使用的，在质量上都可信任
。至于到底应该选用哪一家，哪一种型号的产品更切合要求，除了本文前面所述的一些准则和具体的技术指标要求表，还有一些值得器沉和思考的成分
。
　　a〕机能/价值比
。
在对环境试验设备的技术参数、靠得住性充分考证的基础上，性价比是该当思考的沉要成分
；肪呈匝樯璞傅慕谖抟焕矶际峭ü砩淘诠诮邢鄣，价值的成分不仅取决于出产厂家的成本和利润，还蕴含着好多中央环节用度及销售提成
。在一样的造作成本下，降低中央用度是降低订货价值的沉要成分，统一国度有关技术指标的产品，造作成本大体相当，分歧国度（指西方蓬勃国度）出产的产品即便有差距也不会太大
。
　　b〕满足用户必要的水平和能力
。
用户订购一台温湿度环境试验箱，其要求依产品试验的必要而分歧，如有的三综合试验箱时时用于产品部件或组件和环境应力筛选试验，此时设备的强造除湿能力以及附加空气干燥系统的可能性是用户应该沉点关切的项目，若是有的用户想利用三综合试验箱作环境试验（如湿热试验），则风速可调整性就是必须思考的成分
。
　　c〕售后服务及设备故障的处置能力
。
任何一台设备在使用中不成能不出故障，一旦出现问题使用者能否享受到实时的维建服务，或者能凭据设备自身拥有的故障诊断能力很快确定出故障处置法子，使设备尽快复原机能，沉新投入使用
。在这方面，国内表的出产厂家都已经或在做出积极的致力，如成立急剧反映的维建行列，如在推算机节造系统中增长诊断及故障预警系统软件，用户可凭据推算机提供的信息，尽快处置故障
。

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