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任何一項(xiàng)工程試驗(yàn)都是試驗(yàn)條件+試驗(yàn)設(shè)備+試驗(yàn)技術(shù)+試驗(yàn)判據(jù)的有機(jī)組合,其中試驗(yàn)設(shè)備及測(cè)量裝置是完成一項(xiàng)工程試驗(yàn)的基本物質(zhì)條件,沒有試驗(yàn)設(shè)備的支持,試驗(yàn)只能是“紙上談兵”,即使現(xiàn)在炒得很熱的“虛擬試驗(yàn)”,目前也只能是用于模擬某些簡(jiǎn)單的工程試驗(yàn)而已?,F(xiàn)實(shí)中,仍然需要要耗費(fèi)巨大的資金和精力用于研發(fā)能盡量模擬產(chǎn)品工作環(huán)境的試驗(yàn)設(shè)備。
如上所述,環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備及環(huán)境參數(shù)測(cè)量裝置是完成環(huán)境試驗(yàn)的基本物質(zhì)條件,但是在產(chǎn)品環(huán)境工程界,特別是從事產(chǎn)品環(huán)境工程的管理層面,曾經(jīng)有過一種誤解,認(rèn)為只要有了好的試驗(yàn)設(shè)備,就可以很好地完成環(huán)境試驗(yàn)任務(wù),一味地強(qiáng)調(diào)引進(jìn)或采購(gòu)的環(huán)境與可靠性試驗(yàn)設(shè)備。這種做法既不了解環(huán)境與可靠性試驗(yàn)技術(shù)對(duì)試驗(yàn)過程有效性及試驗(yàn)結(jié)果可信性的重要意義,也*無(wú)視環(huán)境與可靠性試驗(yàn)人員在整個(gè)試驗(yàn)過程中的主導(dǎo)性作用。事實(shí)上,試驗(yàn)設(shè)備是為試驗(yàn)服務(wù)的,在國(guó)家質(zhì)檢部門主持的環(huán)境與可靠性實(shí)驗(yàn)室“比對(duì)”試驗(yàn)中,曾經(jīng)多次出現(xiàn)參加比對(duì)的實(shí)驗(yàn)室用試驗(yàn)設(shè)備實(shí)施比對(duì)的試驗(yàn)結(jié)果反而不合格,這充分說(shuō)明試驗(yàn)設(shè)備只是完成試驗(yàn)任務(wù)的必要條件之一,而不是完成試驗(yàn)任務(wù)
的充分條件。因此,有必要探討如何根據(jù)試驗(yàn)任務(wù)的要求,選擇合適的與實(shí)用的環(huán)境與可靠性試驗(yàn)設(shè)備,并保持試驗(yàn)設(shè)備處于良好的工作狀態(tài)和正確地使用和維護(hù)這些試驗(yàn)設(shè)備。
一.設(shè)備選擇依據(jù)
存在于地球表面及大氣層空間中環(huán)境因素的種類,目前還無(wú)法統(tǒng)計(jì)出一個(gè)確切的數(shù)目,其中對(duì)工程產(chǎn)品(裝備)的使用及壽命影響較大的因素不下幾十種。另一方面,這些環(huán)境因素的狀態(tài)(即環(huán)境條件)又隨著空間的延拓和時(shí)間的延續(xù),以及人類生產(chǎn)、生活活動(dòng)的開展而干變?nèi)f化。因而,人類和工程產(chǎn)品所面對(duì)的環(huán)境是一個(gè)紛繁復(fù)雜、變化莫測(cè)的大千景象,善良的人們想要在試驗(yàn)室內(nèi)完整而地再現(xiàn)外面那精彩的世界顯然是不可能的。于是,從事工程產(chǎn)品環(huán)境條件研究的工程師們將自然界存在以及由于人類生產(chǎn)和生活活動(dòng)誘發(fā)的環(huán)境條件整理歸納為一系列的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范,用于指導(dǎo)工程產(chǎn)品的環(huán)境及可靠性試驗(yàn)。如:指導(dǎo)軍工產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)的中華人民共和國(guó)國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)CJB 150《軍用裝備環(huán)境試驗(yàn)方法》系列標(biāo)準(zhǔn),指導(dǎo)電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)的中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2423《電工電予產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程》系列標(biāo)準(zhǔn)等。因此,我們選擇環(huán)境及可靠性試驗(yàn)設(shè)備的主要依據(jù)之一是工程產(chǎn)品的環(huán)境試驗(yàn)規(guī)范和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。
其次,為了規(guī)范環(huán)境及可靠性試驗(yàn)設(shè)備中環(huán)境試驗(yàn)條件的容差,保證環(huán)境參數(shù)的控制精度,國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督機(jī)構(gòu)及各工業(yè)部門還制定了一系列的環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備及檢測(cè)裝置的檢定方法或校準(zhǔn)規(guī)范。如國(guó)家計(jì)量技術(shù)規(guī)范JJF 1270-2010《溫度、濕度、振動(dòng)綜合環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備校準(zhǔn)規(guī)范》、國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程JG 948-1999《數(shù)字電動(dòng)振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)》、中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)GB/T 5170《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備基本參數(shù)檢定方法》等。按照這些檢定規(guī)程、校準(zhǔn)規(guī)范對(duì)試驗(yàn)設(shè)備的功能性參數(shù)、精度性技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行計(jì)量檢測(cè),核定這些校準(zhǔn)結(jié)果是否滿足試驗(yàn)任務(wù)的要求也是選擇環(huán)境及可靠性試驗(yàn)設(shè)備的重要依據(jù)。未經(jīng)校準(zhǔn)的試驗(yàn)設(shè)備是不允許投入使用的。
二.設(shè)備選擇的基本原則
選擇環(huán)境及可靠性試驗(yàn)設(shè)備應(yīng)遵循以下五條基本原則:
1.環(huán)境條件的再現(xiàn)性
人們要在試驗(yàn)室內(nèi)完整而地再現(xiàn)自然界存在的環(huán)境條件是可望而不可及的事情。但是,在一定的容差范圍之內(nèi),人們*可以正確而近似地模擬工稈產(chǎn)品在使用、貯存、運(yùn)輸?shù)冗^程中經(jīng)受的外部環(huán)境條件。請(qǐng)注意:我們特別強(qiáng)調(diào)不是地再現(xiàn),而是正確又近似地模擬,這段話用工程的語(yǔ)言概括,就是“試驗(yàn)設(shè)備所創(chuàng)造的圍繞被試產(chǎn)品周邊的環(huán)境條件(含平臺(tái)環(huán)境)應(yīng)該滿兄產(chǎn)品試驗(yàn)規(guī)范所規(guī)定的環(huán)境條件及其容差的要求”。如用于軍工產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)的溫度箱不僅要滿足同軍標(biāo)CJB 150.A3—2009、GJB 150.A4一2009中根據(jù)不同類型產(chǎn)品規(guī)定的高溫、低溫的試驗(yàn)量值、試驗(yàn)時(shí)同,同時(shí)也應(yīng)滿足試驗(yàn)規(guī)范中對(duì)溫度場(chǎng)容差的要求。只有這樣,才能保證環(huán)境試驗(yàn)中環(huán)境條妁再現(xiàn)性要求。
2.環(huán)境條件的可重復(fù)性
一臺(tái)環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備可能用于同一類型產(chǎn)品的多次環(huán)境試驗(yàn),而一臺(tái)被測(cè)試的工程產(chǎn)品也可能在不同的環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備中進(jìn)行相同環(huán)境條件的試驗(yàn),為了保證同一臺(tái)(批)產(chǎn)品按同一個(gè)試驗(yàn)規(guī)范的環(huán)境試驗(yàn)條件在多次或多臺(tái)試驗(yàn)設(shè)備中實(shí)施試驗(yàn)得到結(jié)果的可比較性,必然要求環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備提供的環(huán)境條件具有可重復(fù)性?;蛘哒f(shuō),按同一個(gè)試驗(yàn)規(guī)范施加于同一個(gè)產(chǎn)品的多次的環(huán)境試驗(yàn),或者按同一個(gè)試驗(yàn)規(guī)范施加于不同產(chǎn)品的環(huán)境試驗(yàn),試驗(yàn)設(shè)備施于被試產(chǎn)品的應(yīng)力水平(如熱應(yīng)力、振動(dòng)應(yīng)力、電應(yīng)力等)都是一致的,是*可以重復(fù)的。尤其是在判定產(chǎn)品故障原因,實(shí)施“故障歸零”的過程中,環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備提供的環(huán)境條件可重復(fù)性更是必須保證的關(guān)鍵條件。
環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備提供的環(huán)境條件可重復(fù)性是由國(guó)家計(jì)量校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)依據(jù)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督機(jī)將制定的校準(zhǔn)規(guī)范實(shí)施校準(zhǔn)提供保證。為此,必須要求不同檔次的環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備能滿足試驗(yàn)規(guī)范對(duì)性能指標(biāo)及精度指標(biāo)的要求,并且在使用時(shí)間上不超過校準(zhǔn)規(guī)范推薦的時(shí)限。如使用非常普通的電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)除滿足激振力、頻頦卒范圍、負(fù)載能力等性能指標(biāo)外,還必須滿足橫向振功比、臺(tái)面加速度均勻性、諧波失真度等精度指標(biāo)的要求,推薦校準(zhǔn)后的使用周期為二年,超過二年必須重新校準(zhǔn)才能投入使用。
請(qǐng)讀者注意,環(huán)境條件再現(xiàn)性強(qiáng)調(diào)的是:在某一次試驗(yàn)中,環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備的功能性枝術(shù)指標(biāo)必須満足產(chǎn)品試驗(yàn)規(guī)范中施加應(yīng)力水平的要求,同時(shí),還必須將施加的應(yīng)力控制在一定的誤差范圍之內(nèi)、這是從滿足試驗(yàn)規(guī)范的要求提出的原則。環(huán)境條件的可重復(fù)性是說(shuō)環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備應(yīng)長(zhǎng)期保持功能性指標(biāo)和精度指標(biāo)的穩(wěn)定性,強(qiáng)調(diào)的是試驗(yàn)設(shè)備在長(zhǎng)期的使用過程或待機(jī)狀態(tài)下,能夠保持其功能及其對(duì)性能指標(biāo)的控制能力。這二者有太多相同或相似之處,但其側(cè)重點(diǎn)不一樣。在時(shí)間跨度上有明顯的差別。
3.環(huán)境條件參數(shù)的可測(cè)控性
任何一臺(tái)環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備所提供的環(huán)境條件必須是可觀測(cè)和受控的,這不僅是為了使環(huán)境參數(shù)限制在一定的容差范闈之內(nèi),保證試驗(yàn)條件的再現(xiàn)性和重復(fù)性要求、而且從產(chǎn)品試驗(yàn)的安全性出發(fā)也是必須的,以便防止因環(huán)境條件的失控致被試產(chǎn)品的損壞,帶來(lái)不必要的損失。
環(huán)境參數(shù)的可測(cè)控性包含“測(cè)”和“控”兩個(gè)方面。測(cè)量是控制的基礎(chǔ),準(zhǔn)確的測(cè)量是實(shí)施控制的前提,現(xiàn)有各種試驗(yàn)規(guī)范中大體上規(guī)定環(huán)境條件參數(shù)測(cè)量的精度不應(yīng)低于試驗(yàn)條件允許誤差的三分之一。試驗(yàn)設(shè)備的這種能力首先是由設(shè)備制造商提供保證,試驗(yàn)設(shè)備制造方在選擇使用測(cè)試用的傳感器、變送器、二次儀表及其顯示裝置時(shí),應(yīng)能充分滿足試驗(yàn)規(guī)范的要求、并留有足夠的余量。在試驗(yàn)設(shè)備使用過程中,保持測(cè)量能力的有效性及持久性是通過質(zhì)量檢測(cè)與管理部門對(duì)測(cè)試設(shè)備的定期校準(zhǔn)和有計(jì)劃的期間核查得到保證。
的控制能力是使環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備具有環(huán)境條件再現(xiàn)性及環(huán)境條件可重復(fù)性的保證。在環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備中,控制的性與控制的穩(wěn)定性是同等重要的指標(biāo),試驗(yàn)設(shè)備的這種能力首先也是由設(shè)備制造商提供保證。在其后的使用中,由質(zhì)檢部門定期進(jìn)行校準(zhǔn)確認(rèn)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,試驗(yàn)驗(yàn)箱的測(cè)控已愈來(lái)愈自動(dòng)化。但使用者在試驗(yàn)過程中決不可*依賴于設(shè)備自身的“自動(dòng)化”,必須進(jìn)行人工巡查,以確保施加的環(huán)境應(yīng)力在使用過程中的可測(cè)控性”。
4.環(huán)境試驗(yàn)條件的排它性
任何一次可實(shí)施的環(huán)境或可靠性試驗(yàn),對(duì)環(huán)境因素的類別、量值及容差都有嚴(yán)格的規(guī)定,并排除非試驗(yàn)所需的環(huán)境岡素滲透其中,以便在試驗(yàn)中或試驗(yàn)結(jié)束后判別和分析產(chǎn)品失效與故障模式時(shí),提供確切的依據(jù),故要求環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備除提供規(guī)定的環(huán)境條件外,不允許對(duì)被試產(chǎn)品附加其它的環(huán)境應(yīng)力干擾。如電工電子產(chǎn)品高溫(干燥)試驗(yàn)中限制相對(duì)濕度不能超過某個(gè)量值、不能將干熱( Dry heat,)試驗(yàn)變成濕熱( Damp heat)環(huán)境條件的模擬,其目的是確保正確模擬產(chǎn)品在干熱的沙漠環(huán)境條件下的環(huán)境適應(yīng)性。還如電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)校準(zhǔn)規(guī)范中的臺(tái)面漏磁、加速度信噪比、帶內(nèi)帶外加速度總均方根值比、隨機(jī)信號(hào)的檢驗(yàn)、諧波失真度等精度指標(biāo)也都是為了保證環(huán)境試驗(yàn)條件的*性而制定的校準(zhǔn)項(xiàng)目。因此,更準(zhǔn)確地說(shuō),環(huán)境試驗(yàn)條件的排它性(或*性)是要求環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備在提供試驗(yàn)規(guī)范所要求的環(huán)境應(yīng)力時(shí),必須同時(shí)抑制其它不必要的環(huán)境應(yīng)力的影響,將這些與主環(huán)境參數(shù)之外的環(huán)境應(yīng)力量值嚴(yán)格限制在低量級(jí)范圍之下。
5.試驗(yàn)設(shè)備的安全可靠性
環(huán)境試驗(yàn),特別是可靠性試驗(yàn),試驗(yàn)周期長(zhǎng),試驗(yàn)的對(duì)象有時(shí)是價(jià)值很高的產(chǎn)品,試驗(yàn)過程中,試驗(yàn)人員經(jīng)常要在現(xiàn)場(chǎng)周圍進(jìn)行巡查或測(cè)試工作,因此要求環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備必須具有運(yùn)行安全、操作方便、使用可靠、工作壽命長(zhǎng)等特點(diǎn),以確保試驗(yàn)本身的正常進(jìn)行,而且用于環(huán)境與可靠性試驗(yàn)設(shè)備的各種保護(hù)、告警措施及安全聯(lián)鎖裝置完善、可靠,甚至有多裕度安全設(shè)計(jì)。
試驗(yàn)設(shè)備的安全可靠分三個(gè)層次,*是確保試驗(yàn)操作人員的安全,包括正常操作甚至出現(xiàn)誤操作情況下,能對(duì)操作者人身實(shí)施安全保護(hù)。第二是對(duì)重要的被試驗(yàn)產(chǎn)品的保
護(hù),一旦控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障,被試產(chǎn)品周邊的環(huán)境條件失控時(shí),多裕度保護(hù)系統(tǒng)會(huì)參與對(duì)被試產(chǎn)品的保護(hù)并自動(dòng)停機(jī)。第三是試驗(yàn)設(shè)備的自身安全性,當(dāng)設(shè)備的測(cè)試系統(tǒng)失靈,失控的環(huán)境條件超出極值范圍時(shí),獨(dú)立于試驗(yàn)設(shè)備控制系統(tǒng)之外的多裕度安全保護(hù)系統(tǒng)能自
動(dòng)切斷能源供應(yīng),停機(jī)待查。
這三個(gè)層次中,*層次和第三層次的保護(hù)與告警是必須確保的,第二層次可依據(jù)被試產(chǎn)品的重要性和價(jià)值,選取相應(yīng)的輔助手段實(shí)施不同級(jí)別的安全保護(hù),不必一視同仁。
高低溫濕熱試驗(yàn)箱 技術(shù)規(guī)格;
型號(hào) | SEH-150 | SEH-225 | SEH-408 | SEH-800 | SEH-1000 | |||
工作室尺寸(cm) | 50×50×60 | 50×60×75 | 60×80×85 | 100×80×100 | 100×100×100 | |||
外形尺寸(cm) | 115×75×150 | 115×85×165 | 130×105×170 | 165×105×185 | 170×125×185 | |||
性 能 | 溫度范圍 | 0℃/-20℃/-40℃/-70℃~+100℃/+150℃/+180℃ | ||||||
溫度均勻度 | ≤2℃ | |||||||
溫度偏差 | ±2℃ | |||||||
溫度波動(dòng)度 | ≤1℃(≤±0.5℃,按GB/T5170-1996表示) | |||||||
升溫時(shí)間 | +20℃~+150℃/約45min (空載) | |||||||
降溫時(shí)間 | +20℃~-20℃/30min/ +20℃~-40℃/50min/ +20℃~-70℃/60min/(空載) | |||||||
濕度范圍 | (10)20~98%RH | |||||||
濕度偏差 | ±3%(>75%RH), ±5%(≤75%R上) | |||||||
溫度控制器 | 中文彩色觸摸屏+ PLC控制器(控制軟件自行開發(fā)) | |||||||
低溫系統(tǒng)適應(yīng)性 | *的設(shè)計(jì)滿足全溫度范圍內(nèi)壓縮機(jī)自動(dòng)運(yùn)行 | |||||||
設(shè)備運(yùn)行方式 | 定值運(yùn)行、程序運(yùn)行 | |||||||
制冷系統(tǒng) | 制冷壓縮機(jī) | 進(jìn)口全封閉壓縮機(jī) | ||||||
冷卻方式 | 風(fēng)冷(水冷選配) | |||||||
加濕用水 | 蒸餾水或去離子水 | |||||||
安全保護(hù)措施 | 漏電、短路、超溫、缺水、電機(jī)過熱、壓縮機(jī)超壓、過載、過流 | |||||||
標(biāo)準(zhǔn)裝置 | 試品擱板(兩套)、觀察窗、照明燈、電纜孔(?50一個(gè))、腳輪 | |||||||
電源 | AC380V 50Hz 三相四線+接地線 | |||||||
材料 | 外殼材料 | 冷軋鋼板靜電噴塑(SETH標(biāo)準(zhǔn)色) | ||||||
內(nèi)壁材料 | SUS304不銹鋼板 | |||||||
保溫材料 | 硬質(zhì)聚氨脂泡沫 |