环境试验设备.docx

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环境试验设备

管理哲学

1、商场是生态系统，不是战场商业是由寻求市场生态链的相互依存关系构成

的，是“你活我活，你死我死”的相互依赖关系。

随着全球经济一体化的日趋明

显，国家、企业以及企业各部门都是生态系统中的一个环节，相互影响，相互

依存。

2、公司是社区，不是机器公司是由拥有希望和梦想的个人组成的集

合体，是志同道合者汇聚一堂的地方，个人的希望和梦想又与公司的远大目标

息息相关。

员工不再像一台大机器的零件，而是企业内富有活力的细胞体，与

流水线上的操作工人被动地适应设备运转相反，更倾向于拥有一个自主的工作

环境，不愿意受制于物。

3、管理是服务，不是控制管理的工作就是指明方向，提供员工完成工作所需的资源。

决策是由公司“最低层”做出的，有员工自己的规定和方向，让每个人都觉得自己是举足轻重的，对公司盈亏都是有所影

响的，从而更能激励他们。

让他们直接而又深切地感受到了企业的“脉搏”，反

过来又使整个公司对市场更为敏感。

4、员工是同辈，不是小孩员工是同

辈，不要认为员工像小孩太不成熟了，如果不严加管束，他们会把公司财产偷

得一干二净。

员工不是小孩。

被聘用的每一个员工都好像是公司中最重要的

人，一个有才干的人是能够全力以赴的人。

5、激励靠眼光，不是靠担惊受

怕我们不靠炒鱿鱼、嘲讽和取消特权来激励员工雇员拼命工作。

他们目标明

确，对企业的目标怀有坚定的信心，真正地喜欢自己所做的一切。

如果知道自

己一旦实现目标将有巨大的回报，知道收获的硕果中也有他们的一份，那么他

们将以极大的热情、忘我的精神和幽默的心境投入到工作中去。

6、变革即发

展，不是痛苦变革是求发展，是适应新市场，再次获得成功的必由之路！

不

是痛苦的。

新技术领域的先驱，他们无时不在拓展新天地。

关于环境实验设备

第一部分

气候环境实验概论

一、气候环境实验：

随着科学技术经液晶贸易的迅猛发展，自然资源海洋宇宙开发与利用，各

种产品在贮存、运输和使用过程中遇到的环境越来越复杂，越来越严酷。

从热

带到寒带，从平原到高原，从海洋到太空等等，这就使得用户和生产者双方都

关心产品在上述环境中得性能、可靠性和安全性，以保证产品能满意地工作，

这就必须要进行环境实验。

所谓环境实验，就是将产品暴露在自然环境或人工模拟环境中，从而对它们实

际上会遇到的贮存、运输和使用条件下的性能做出评价。

通过环境实验，可发

提供设计质量和产品质量方面的信息，是质量保证的重要手段。

1、环境实验的意义：

对产品的评价不能只看其功能和性能是否优秀，还要综合其各方面条件，例如

在严酷环境中，其功能和性能的可靠程度以及维修、成本高低等。

在提高产品

可靠性方面，环境实验占有重要位置，说的极端一些，没有环境实验，就无法

正确鉴别产品的品质、确保产品质量。

在产品的研制，生产和使用中都贯穿着环境实验，通常是设计――环境实

验――改进――再实验――投产，环境实验越真实准确，产品的可靠性越好。

2、环境实验在生产过程中的作用。

1）用于产品研究性实验：

研究性实验主要用于产品的设计、研制阶段，用于考核所选用的元器件、

零部件、设计结构、采用的工艺等能否满足实际环境要求以及存在的问题。

为

了节省时间和暴露产品的薄弱环节，一般都采用加速环境实验方法。

2）用于产品定型实验：

定型实验是用来确定产品能否在预定的环境条件达到规定设计技术指标和

安全要求。

定型实验是最全面的实验，产品可能遇到的环境因素都必须考虑

到。

3）用于生产检查实验：

生产检查实验主要用于检查产品的工艺质量及工艺变更时的质量稳定性。

4）用于产品的验收实验：

验收实验是指产品出厂时，为了保证产品质量必须进行的一些基础上的实

验，验收实验通常是抽样进行的。

5）用于安全性实验：

用环境实验可以检查产品是否危害健康及重合问题，用恒加速度来检查产

品安装、连接的牢固性，以防止在紧急情况下被抛出而造成人身伤亡事故或撞

坏其它设备。

安全实验通常采用较正常实验更严酷的实验等级进行。

6）用于可靠性实验：

可靠性实验是由环境实验、寿命实验、现象实验和特殊实验等组成，环境

实验是其中的主要组成。

美国MIL－ZTD－781D中明确规定：

环境实验是可靠

性实验的必要补充内容，也是提高产品可靠性的重要手段。

二、环境实验的分类：

1、按环境实验形式分类：

1.1自然暴露实验：

是将样品长期暴露在天然环境中，它分为加负荷和不加负荷两种。

1.2现场实验

为评价、分析产品的可靠性，在使用现场进行的实验叫现场环境实验。

1.3人工模拟实验：

是将样品放在人工模拟实验箱中进行的实验。

一般来说，自然暴露实验和现场实验能真实反映产品在实际使用中的性能

和可靠性，也是验证人工模拟实验准确性的基础，但这二种实验的不足之处是

实验周期长，花费人力物力大，因此只有对可靠性要求较高的产品才进行这项

实验。

而人工模拟实验是电工电子产品可靠性研究中常见的实验方法。

2、按环境实验性质分类：

IEC（国际电工委员会）TC75环境条件分类委员会于1981年颁布了“环境

参数分级标准”，具体如下：

2.1气候环境因素：

温度、湿度、压力、日光辐射、沙尘、雪等。

2.2生物及化学因素：

盐雾、霉菌、二氧化硫、硫化氢等。

2.3机械环境因素：

振动（含正弦、随机）、碰撞、跌落、摇摆、冲击等。

2.4综合环境因素：

温度与湿度，温度与压力，温度、湿度与振动等等。

3、按环境实验工程分类：

气候环境实验其工程可分类如下几项：

高温，低温，温度循环，温度冲

击，低气压，湿热，日光辐射，砂尘，淋雨等，一般将盐雾和霉菌实验包括在

其中。

在上述实验工程中可分为单因素，综合及组合实验。

三、气候环境实验的发展状况：

从本世纪初，人们就注意到环境条件对产品的性能很大的影响，随着产品

越来越复杂和使用环境越来越严酷，，环境实验受到人们的重视。

1、国外情况：

环境实验在国际上已有80多年的历史，1919年美国开始进行人工模拟环

境实验，1943年，美国陆海空军便制定了环境实验方法。

当时的实验工程主要

是高温，湿热，低气压，砂尘，盐雾，日光辐射等，其主要的目的是解决热带

沙漠英国于1949年成立了环境工程学会，前苏联在五十年就在国内各地建立了

环境实验站，并在我国进行大量的暴露实验。

东德于1962年成立了环境实验委

员会，主要负责电信设备和元件方面环境实验。

IEC于四十年代开始研究环境实验方面的问题，随着电子电工产品环境实

验问题日益突出，于1961年成立了TC50“环境实验技术委员会“，专门从事

环境条件分类和分级的研究。

2、国内情况：

我国的环境实验始于五十年代，最先在广州，上海，海南岛等地建立了天

然暴露实验站，与东欧各国共同探索热带、亚热带、沿海地区气候条件对产品

的影响。

我国的环境从学习国外的标准，到逐步建立自己的环境实验体系，几

十年来有了很大的发展。

目前，国内的环境实验工作正大面积地开展，各省市

都有建立了电子产品检验所（站），各大公司各大厂、所也都拥有自己的可靠

性环境实验室，并陆续淘汰了旧设备，引进和购置了一些新设备，随着宇航事

业的迅速发展，国防工业部门开始可靠性和环境实验给予高度重视，并投入了

巨大的人力、物力、财力，对提高军用产品的质量起到重要作用。

四、气候环境实验设备：

在环境实验中，人工模拟实验是最常用和最重要的实验方法，而环境实验

设备是开展人工模拟实验工作研究的工具和手段。

和环境实验一样，环境实验

设备迅速发展，并逐渐成为一门综合性强技术复杂的边缘科学。

1、气候环境实验设备发展简况：

1）国外气候实验设备的发展情况看，大致可分为三个阶段：

第一阶段为探索阶段（从20年代至50年代）：

这个阶段是从无到有，其结构和电气控制都是较为简单的单因素设备。

第二阶段为发展阶段（从50年代末至70年代中期）：

这个阶段发展了几十个品种，上百个规格，可以模拟从地面到高空的气候实验设备，这些设备在结构设计和电气控制方面有了明显的改进，基本实现了自动控制，并有了简单的安全保护措施。

第三阶段为飞跃发展阶段（从70年代末至今）：

这个阶段生产的设备采用了许多的科学技术成果，微处理机得到广泛应用。

从设计到制造，从测试到数据处理全部可以自动化，并出现了许多大型和综合环境实验设备。

可以说，这个阶段的设备从量变到质变，得到了突飞猛进的发展。

目前，世界各发达工业国，美、日、英、德、意等国都有相当规模的实验设备制造厂，其中日本发展最快，例如日本TABAIESPEC环境实验设备制造公司，1954年只拥有资金400万日元，1960年着手开发环境实验设备。

由于该公

司十分重视产品质量和售后服务，近年来发展迅速。

至2000年公司生产的各种

环境实验设备达几十个品种，上百个规格，年销售额达215亿日元。

且设备均采用计算机控制和数据处理。

2）国内研制和生产环境实验设备已有三十多年的历史，也经历了从仿制，自行

设计和更新设计三个阶段。

三十多年来，国内从事环境实验设备研制和生产的

厂、所发展到二十多家，生产环境实验设备二百多种。

目前，不少厂家引进先

进技术，按国际和国家标准，不断更新设计，朝着多功能综合参数，微机控制的方向发展。

2、国内外部分气候实验设备标准：

标准号

国别

标准名称

备注

GB10586-89

中

《湿热实验箱技术条件》

已颁布

GB10587-89

中

《盐雾实验箱技术条件》

已颁布

GB10588-89

中

《长霉实验箱技术条件》

已颁布

GB10589-89

中

《低温实验箱技术条件》

已颁布

GB10590-89

中

《低温/低气压实验箱技术条件》

已颁布

GB10591-89

中

《高温/低气压实验箱技术条件》

已颁布

GB10592-89

中

《高、低温实验箱技术条件》

已颁布

GB11158-89

中

《高温实验箱技术条件》

已颁布

GB11159-89

中

《低气压实验箱技术条件》

已颁布

MIL-C-8811

美

《淋雨实验箱技术条件》

MIL-C-9452

美

《霉菌实验箱技术条件》

MIL-C-9435

美

《防爆实验箱技术条件》

MIL-C-9436

美

《砂尘实验箱技术条件》

MIL-Z-7951

美

《高度-湿度-温度实验箱技术条件》

第二部分

环境实验设备相关计量方法介绍

一、概述

1、军工产品在生产，储存，运输和使用过程中不可回避地要随环境条件的侵

袭，这种环境条件侵袭通常有三种情况：

1）气候环境条件----高温，低温，湿度，霉菌，盐雾，砂尘，淋雨日照等

2）飞行环境条件----低温低气压，高温低气压，温度冲击，加速度，振动，

冲击

3）运输环境条件----碰撞，振动，冲击等

为了适应和经受这些环境条件的侵袭，国内外生产厂家不断推出自己最好

的环境实验设备以满足市场的需求。

“九五”期间，七个地区（北京，上海，成都，西安，沈阳，武汉，广州）

国防系统等60多单位投入环境实验设备几百余台（箱），统计分析其中80年

代投入使用占61%，70年代投入使用占29%，60年代投入使用占10%，这些

实验设备都较充分的发挥了作用。

2、现在实行的军用标准

●美军标MIL-STO-810

●GJB150~20-86军用设备环境实验方法

●GB/T5170-96电工电子产品环境实验设备基本参数检定方法

●GB2423电工电子产品基本环境实验

●GB10592-89高低温实验箱技术条件

●GB10589-89低温实验箱技术条件

●GB10586-89湿热实验箱技术条件

二、环境实验设备若干计量问题

1、温度冲击实验及温度变化实验

温度冲击实验：

这种实验特点是仅在实验前后对产品性能进行初始检测和最终

检测，以判断产品是否能耐受温度的急剧变化，不要求产品在

温度变化过程中工作并达到性能要求，高低温箱在实验过程中

高低温转换一般规定此转换时间小于5分钟（这同时也是计量

所要求达到的指标）。

温度变化实验：

考核产品在温度变化期间耐抗能力和正常工作能力的实验，用

一个实验箱对温度变化的速率作出限制。

如：

10℃/min15℃

/min20℃/min

2、温度容差

在众多的环境实验方法标准中，实验条件容差是一项重要的技术指标，它反映了环境实验对设备的控制水平的要求，体现了环境实验的规范性。

因此，正确理解有头标准对实验条件容差的规定，从而提高环境实验结果的可靠性和科学性是至头重要的。

国标GB2423.1低温实验方法中规定了温度允许偏差范围±3℃，在这里±

3℃并不是指那一个点或是在那一时间，鸸对整个工作空间的各点的要求。

还应指出的另一问题是±2℃这个温度容差是允许偏差的概念，GJB150军

标温度梯度最大2.2℃时，对温度场均匀性要求是某一瞬间温度场各点温度之间

的关系。

±2℃这个温度容差，决不能看作是标称值的设定范围。

例60±2℃

此处60℃是标称值，±2℃则是容差在设定环境条件参数值时，温度设定值只能是60℃，而不能是62℃，或58℃，由于控制系统漂移调整中的误差及

实验箱温度场的不均匀性，实验温度的实测结果不可能是60℃，允许偏差但范

围是不超过62℃

或不低于58℃

3、环境实验设备中相对湿度的测量

相对湿度在环境实验中是一个很重要的参数，合理而准确地测量相对湿度，对于保证环境条件具有重要意义。

所谓相对湿度，就是空气中水蒸气分压力和同温度下饱和水蒸气分压力之

比

u=e/es*100%,RS

实验箱中相对湿度通常无法由测量空气中水蒸气分压和饱和水蒸气分压得

到，是通过测量干球温度并加以换算而得到

e=etw-AP（t-tw）

利用干湿球法测量相对湿度的基础是空气状况，如果温度变化阶段用干湿

球法测量相对湿度是不准确，只能作为参考，在空气状态稳定的情况下，相对

湿度只受A值的影响

A=0.00001（65+6.75/V）

公式上看A值的大小取决于流过湿球的空气流速，所以流过湿球的空气流

速是影响相对湿度测量的重要因素，实验证明，当空气流速大于2.5m/s时，对

相对温度的影响已不明显，但实验箱是在密闭条件下，在检定时要求在工作空

间布置多个相对湿度测量点。

这样在工作空间一般〈1m3内，将存在多个能产

生局部气流速度大于2.5m/s风源，这将破坏实验箱原来的工作状态，显然不合

适

结论：

●用干湿球法测量相对湿度。

以上因素是带来测量相对湿度准确性的影响因

素。

●用干湿球法测量相对湿度的过程，流过湿球的气流速度是影响结果的重要因

素，保持2.5m/s以上，而实际实验箱0.6m/s左右，如不能满足要求，可使用相

应气流速度的相对湿度查算表。

干湿球测量相对湿度的方法：

1）选用两支型号相同，特性基本一致的温度计，两去温度计传感器的轴凡线应

平行，温度计之间的距离应不小于湿球传感器总直径的3倍（包括湿球纱

套）

2）水杯最好带盖，并盖满蒸馏水，水杯中水面到湿球底部的距离纸为30mm。

3）湿球水的渗透高（70~80）mm。

（ZBY157-83要求）

4）分别读出干湿球温度计的示值，算出干湿球温度计差值，根据GB6999-86

查出访温度下的相对湿度值。

4、环境实验设备检定中的标称值

工作空间环境参数标称值是环境实验设备的重要特征之一，是计算环境参数偏差的依据，是环境实验设备检定工作的基础。

1）标称值的定义：

标注在量具上用以标明其特性或指导其使用的量值称为标称

值。

2）标称值的特点：

它是一个测量结果，是计量器具所特有，一个已知给出的

值。

3）标称值在环境实验设备检定工作中的作用：

环境实验中要求的环境条件是由

实验设备提供，而实验方法标准中规定的环境条件标称值一个理想值，在实际实验中由于多种因素，影响实验设备提供的环境条件的实际值，只能接近标称值而无法达到标称值，接近的程度取决于实验设备控制系统的准确度，它的作用体现在两个方面：

●标称值是实验设备控制系统设定值的依据。

●标称值是计算实验设备工作空间各点环境条件偏差的依据。

三、环境实验箱的计量工程、方法、计算

1、名词解释：

1）波动度：

环境实验设备在稳定状态下，工作空间中心点参数随时间的变

化量。

2）均匀度：

环境实验设备在稳定状态下，工作空间某一时刻各测试点（温

湿度）之间的差异。

3）偏差：

设备在稳定状态下，工作空间各测量点的实测最高值和实测最低

值与标称值的上下偏差。

2、计量特性：

温湿度偏差、温湿度波动度、温湿度均匀性

3、计量方法：

1）计量在空载条件下进行。

若带有负载，应在证书中说明负载情况。

2）计量浊湿度点一般应选择设备使用范围的上限、下限及中心点，也可根据用

户需要选择实际常用的温湿度点

3）计量点的位置：

●设备容积小于2m3时，温度点9个，湿度点3个●设备容积大于2m3，温度点15个，温度点4个计算（以温度为例）

波动度：

△tf=±（tomax-tomin）/2

均匀度：

△tu=Σ（ttmax-ttmin）/n

I=1

偏差：

△Tmax=Tmax-T标

△Tmin=Tmin-T标

第三部分

GB实验设备标准及参数检定方法

一、简况

环境实验设备设计、生产的依据是环境实验方法，随着生产力的进步、国

民经济的发展，环境实验方法的日臻丰富，相应的环境实验设备亦随之日益增

多。

为了使环境实验能可靠、持续地得到实施，这就需要有质量上乘，性能合

格的实验设备，而要达到这一要求，就需有一个统一衡量实验设备尺度即环境

实验设备标准，以及环境实验设备基本参数检定标准。

我国的环境实验设备标准（以下简称“设备标准”）及电工电子产品环境实验

设备基本参数检定方法标准（以下简称“方法标准”）起草、发布、实施于二

十世纪八十年代中期。

为使该两类标准能得到更好地贯彻执行，下面将我们在

贯彻实施两类标准时的若干问题极其看法提出，以期同行引起注意，并求不吝

赐孝，取得一致见地，将本行业的工作做好。

二、环境实验设备标准

1、现行环境实验设备标准共有九项：

GB10586-89湿热实验箱技术条件

GB10587-89盐雾实验箱技术条件

GB10588-89长霉实验箱技术条件

GB10589-89低温实验箱技术条件

GB10590-89低温/低气压实验箱技术条件

GB10591-89高温/低气压实验箱技术条件

GB10592-89高、低温实验箱技术条件

GB11158-89高温实验箱技术条件

GB11159-89低气压实验箱技术条件

2、设备标准中的共性问题

1）适用范围

在上述的九项标准中都明确规定了本标准适用于生产环境实验设备的所有

厂家，对该标准所对应的产品在作出厂检验、型式检验、质量监督检验时作为

依据。

2）适应性

按设备标准检测合格的产品，其性能要符合相对应的环境实验方法标准中

对实验设备的要求，按其检验要求检测合格的产品方可出厂。

3）操作性

设备标准在贯彻实施过程中基本能得到贯彻执行。

同时，该类标准在设备

制造厂也应用较多。

4）修订设备标准的不足之处

九项设备标准起草于上世纪八十年代，随着科学技术的发展，工农业及其他待

业的发展和需求，修订设备标准是必须的。

3、贯彻执行过程中的注意事项

1）对基本环境条件的要求，综合在一起主要有下列几项

A）温度：

15℃~35℃

B）相对湿度：

不大于85%RH

C）大气压强：

86Kpa~106Kpa

D）热辐射：

无阳光起直射，无热源直接辐射

E）气流：

无强烈气流，需要时不可直接吹到箱体上

F）电磁场：

无强烈电磁场

G）三废：

无高浓度粉尘及腐蚀性物质

H）冷却水源：

水温不大于30℃，水压控制在0.1~0.3Mpa

I）加湿水源：

电阻率不低于500Ωm

J）电源：

220±22V、380±38V、50±0.5Hz

2）负载要求：

A）负载品种：

一般可用电工、电子产品或其它产品、零部件及绝缘材料等（盐雾实验除外）

B）负载条件：

-------负载总质量：

50~80Kg/m3

-------负载总体积：

不大于工作室容积的1/5

-------阻挡主风道总面积：

不大于主风道所处工作室截面积的1/3

-------盐雾实验设备：

规格：

50*100*（1~2）mm

-------种类：

金属

-------样品数：

160块/m2（工作室水平面面积计）

三、环境实验设备基本参数检定方法标准（气候实验设备）

1、现行环境实验设备基本参数检定方法标准共有六项：

GB/T5170.2----1996电工电子产品环境实验设备基本参数检定方法温度实验设备

GB/T5170.5----1996电工电子产品环境实验设备基本参数检定方法湿热实验设备

GB/T5170.8----1996电工电子产品环境实验设备基本参数检定方法盐雾实验设备

GB/T5170.9----1996电工电子产品环境实验设备基