任何一項工程試驗都是試驗條件+試驗設(shè)備+試驗技術(shù)+試驗判據(jù)的有機組合,其中試驗設(shè)備及測量裝置是完成一項工程試驗的基本物質(zhì)條件,沒有試驗設(shè)備的支持,試驗只能是“紙上談兵”,即使現(xiàn)在炒得很熱的“虛擬試驗”,目前也只能是用于模擬某些簡單的工程試驗而已?,F(xiàn)實中,仍然需要要耗費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)境的試驗設(shè)備。
如上所述,環(huán)境試驗設(shè)備及環(huán)境參數(shù)測量裝置是完成環(huán)境試驗的基本物質(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,認為只要有了好的試驗設(shè)備,就可以很好地完成環(huán)境試驗任務(wù),一味地強調(diào)引進或采購的環(huán)境與可靠性試驗設(shè)備。這種做法既不了解環(huán)境與可靠性試驗技術(shù)對試驗過程有效性及試驗結(jié)果可信性的重要意義,也*無視環(huán)境與可靠性試驗人員在整個試驗過程中的主導性作用。事實上,試驗設(shè)備是為試驗服務(wù)的,在質(zhì)檢部門主持的環(huán)境與可靠性實驗室“比對”試驗中,曾經(jīng)多次出現(xiàn)參加比對的實驗室用試驗設(shè)備實施比對的試驗結(jié)果反而不合格,這充分說明試驗設(shè)備只是完成試驗任務(wù)的必要條件之一,而不是完成試驗任務(wù)
的充分條件。因此,有必要探討如何根據(jù)試驗任務(wù)的要求,選擇合適的與實用的環(huán)境與可靠性試驗設(shè)備,并保持試驗設(shè)備處于良好的工作狀態(tài)和正確地使用和維護這些試驗設(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,目前還無法統(tǒng)計出一個確切的數(shù)目,其中對工程產(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間的延續(xù),以及人類生產(chǎn)、生活活動的開展而干變?nèi)f化。因而,人類和工程產(chǎn)品所面對的環(huán)境是一個紛繁復雜、變化莫測的大千景象,善良的人們想要在試驗室內(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)和生活活動誘發(fā)的環(huán)境條件整理歸納為一系列的試驗標準或規(guī)范,用于指導工程產(chǎn)品的環(huán)境及可靠性試驗。如:指導*產(chǎn)品環(huán)境試驗的中華人民共和國軍用標準cjb 150《軍用裝備環(huán)境試驗方法》系列標準,指導電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗的中華人民共和國標準gb/t2423《電工電予產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程》系列標準等。因此,我們選擇環(huán)境及可靠性試驗設(shè)備的主要依據(jù)之一是工程產(chǎn)品的環(huán)境試驗規(guī)范和試驗標準。
其次,為了規(guī)范環(huán)境及可靠性試驗設(shè)備中環(huán)境試驗條件的容差,保證環(huán)境參數(shù)的控制精度,質(zhì)量監(jiān)督機構(gòu)及各工業(yè)部門還制定了一系列的環(huán)境試驗設(shè)備及檢測裝置的檢定方法或校準規(guī)范。如計量技術(shù)規(guī)范jjf 1270-2010《溫度、濕度、振動綜合環(huán)境試驗設(shè)備校準規(guī)范》、計量檢定規(guī)程jg 948-1999《數(shù)字電動振動試驗系統(tǒng)》、中華人民共和國標準準gb/t 5170《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗設(shè)備基本參數(shù)檢定方法》等。按照這些檢定規(guī)程、校準規(guī)范對試驗設(shè)備的功能性參數(shù)、精度性技術(shù)指標進行計量檢測,核定這些校準結(jié)果是否滿足試驗任務(wù)的要求也是選擇環(huán)境及可靠性試驗設(shè)備的重要依據(jù)。未經(jīng)校準的試驗設(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、運輸?shù)冗^程中經(jīng)受的外部環(huán)境條件。請注意:我們特別強調(diào)不是地再現(xiàn),而是正確又近似地模擬,這段話用工程的語言概括,就是“試驗設(shè)備所創(chuàng)造的圍繞被試產(chǎn)品周邊的環(huán)境條件(含平臺環(huán)境)應(yīng)該滿兄產(chǎn)品試驗規(guī)范所規(guī)定的環(huán)境條件及其容差的要求”。如用于*產(chǎn)品環(huán)境試驗的溫度箱不僅要滿足同軍標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、低溫的試驗量值、試驗時同,同時也應(yīng)滿足試驗規(guī)范中對溫度場容差的要求。只有這樣,才能保證環(huán)境試驗中環(huán)境條妁再現(xiàn)性要求。
2.環(huán)境條件的可重復性
一臺環(huán)境試驗設(shè)備可能用于同一類型產(chǎn)品的多次環(huán)境試驗,而一臺被測試的工程產(chǎn)品也可能在不同的環(huán)境試驗設(shè)備中進行相同環(huán)境條件的試驗,為了保證同一臺(批)產(chǎn)品按同一個試驗規(guī)范的環(huán)境試驗條件在多次或多臺試驗設(shè)備中實施試驗得到結(jié)果的可比較性,必然要求環(huán)境試驗設(shè)備提供的環(huán)境條件具有可重復性。或者說,按同一個試驗規(guī)范施加于同一個產(chǎn)品的多次的環(huán)境試驗,或者按同一個試驗規(guī)范施加于不同產(chǎn)品的環(huán)境試驗,試驗設(shè)備施于被試產(chǎn)品的應(yīng)力水平(如熱應(yīng)力、振動應(yīng)力、電應(yīng)力等)都是一致的,是*可以重復的。尤其是在判定產(chǎn)品故障原因,實施“故障歸零”的過程中,環(huán)境試驗設(shè)備提供的環(huán)境條件可重復性更是必須保證的關(guān)鍵條件。
環(huán)境試驗設(shè)備提供的環(huán)境條件可重復性是由計量校準機構(gòu)依據(jù)質(zhì)量監(jiān)督機將制定的校準規(guī)范實施校準提供保證。為此,必須要求不同檔次的環(huán)境試驗設(shè)備能滿足試驗規(guī)范對性能指標及精度指標的要求,并且在使用時間上不超過校準規(guī)范*的時限。如使用非常普通的電動振動臺除滿足激振力、頻頦卒范圍、負載能力等性能指標外,還必須滿足橫向振功比、臺面加速度均勻性、諧波失真度等精度指標的要求,*校準后的使用周期為二年,超過二年必須重新校準才能投入使用。
請讀者注意,環(huán)境條件再現(xiàn)性強調(diào)的是:在某一次試驗中,環(huán)境試驗設(shè)備的功能性枝術(shù)指標必須満足產(chǎn)品試驗規(guī)范中施加應(yīng)力水平的要求,同時,還必須將施加的應(yīng)力控制在一定的誤差范圍之內(nèi)、這是從滿足試驗規(guī)范的要求提出的原則。環(huán)境條件的可重復性是說環(huán)境試驗設(shè)備應(yīng)*保持功能性指標和精度指標的穩(wěn)定性,強調(diào)的是試驗設(shè)備在*的使用過程或待機狀態(tài)下,能夠保持其功能及其對性能指標的控制能力。這二者有太多相同或相似之處,但其側(cè)重點不一樣。在時間跨度上有明顯的差別。
3.環(huán)境條件參數(shù)的可測控性
任何一臺環(huán)境試驗設(shè)備所提供的環(huán)境條件必須是可觀測和受控的,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),保證試驗條件的再現(xiàn)性和重復性要求、而且從產(chǎn)品試驗的安全性出發(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,帶來不必要的損失。
環(huán)境參數(shù)的可測控性包含“測”和“控”兩個方面。測量是控制的基礎(chǔ),準確的測量是實施控制的前提,現(xiàn)有各種試驗規(guī)范中大體上規(guī)定環(huán)境條件參數(shù)測量的精度不應(yīng)低于試驗條件允許誤差的三分之一。試驗設(shè)備的這種能力首先是由設(shè)備制造商提供保證,試驗設(shè)備制造方在選擇使用測試用的傳感器、變送器、二次儀表及其顯示裝置時,應(yīng)能充分滿足試驗規(guī)范的要求、并留有足夠的余量。在試驗設(shè)備使用過程中,保持測量能力的有效性及持久性是通過質(zhì)量檢測與管理部門對測試設(shè)備的定期校準和有計劃的期間核查得到保證。
的控制能力是使環(huán)境試驗設(shè)備具有環(huán)境條件再現(xiàn)性及環(huán)境條件可重復性的保證。在環(huán)境試驗設(shè)備中,控制的性與控制的穩(wěn)定性是同等重要的指標,試驗設(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)檢部門定期進行校準確認。隨著科學技術(shù)的發(fā)展,試驗驗箱的測控已愈來愈自動化。但使用者在試驗過程中決不可*依賴于設(shè)備自身的“自動化”,必須進行人工巡查,以確保施加的環(huán)境應(yīng)力在使用過程中的可測控性”。
4.環(huán)境試驗條件的排它性
任何一次可實施的環(huán)境或可靠性試驗,對環(huán)境因素的類別、量值及容差都有嚴格的規(guī)定,并排除非試驗所需的環(huán)境岡素滲透其中,以便在試驗中或試驗結(jié)束后判別和分析產(chǎn)品失效與故障模式時,提供確切的依據(jù),故要求環(huán)境試驗設(shè)備除提供規(guī)定的環(huán)境條件外,不允許對被試產(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)試驗中限制相對濕度不能超過某個量值、不能將干熱( dry heat,)試驗變成濕熱( 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。還如電動振動臺校準規(guī)范中的臺面漏磁、加速度信噪比、帶內(nèi)帶外加速度總均方根值比、隨機信號的檢驗、諧波失真度等精度指標也都是為了保證環(huán)境試驗條件的*性而制定的校準項目。因此,更準確地說,環(huán)境試驗條件的排它性(或*性)是要求環(huán)境試驗設(shè)備在提供試驗規(guī)范所要求的環(huán)境應(yīng)力時,必須同時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)力量值嚴格限制在低量級范圍之下。
5.試驗設(shè)備的安全可靠性
環(huán)境試驗,特別是可靠性試驗,試驗周期長,試驗的對象有時是價值很高的產(chǎn)品,試驗過程中,試驗人員經(jīng)常要在現(xiàn)場周圍進行巡查或測試工作,因此要求環(huán)境試驗設(shè)備必須具有運行安全、操作方便、使用可靠、工作壽命長等特點,以確保試驗本身的正常進行,而且用于環(huán)境與可靠性試驗設(shè)備的各種保護、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。
試驗設(shè)備的安全可靠分三個層次,*是確保試驗操作人員的安全,包括正常操作甚至出現(xiàn)誤操作情況下,能對操作者人身實施安全保護。第二是對重要的被試驗產(chǎn)品的保
護,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,多裕度保護系統(tǒng)會參與對被試產(chǎn)品的保護并自動停機。第三是試驗設(shè)備的自身安全性,當設(shè)備的測試系統(tǒng)失靈,失控的環(huán)境條件超出極值范圍時,獨立于試驗設(shè)備控制系統(tǒng)之外的多裕度安全保護系統(tǒng)能自
動切斷能源供應(yīng),停機待查。
這三個層次中,*層次和第三層次的保護與告警是必須確保的,第二層次可依據(jù)被試產(chǎn)品的重要性和價值,選取相應(yīng)的輔助手段實施不同級別的安全保護,不必一視同仁。
高低溫濕熱試驗箱 技術(shù)規(guī)格;
型號
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℃
溫度波動度
≤1℃(≤±0.5℃,按gb/t5170-1996表示)
升溫時間
+20℃~+150℃/約45min (空載)
降溫時間
+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)計滿足全溫度范圍內(nèi)壓縮機自動運行
設(shè)備運行方式
定值運行、程序運行
制冷系統(tǒng)
制冷壓縮機
進口全封閉壓縮機
冷卻方式
風冷(水冷選配)
加濕用水
蒸餾水或去離子水
安全保護措施
漏電、短路、超溫、缺水、電機過熱、壓縮機超壓、過載、過流
標準裝置
試品擱板(兩套)、觀察窗、照明燈、電纜孔(?50一個)、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標準色)
內(nèi)壁材料
sus304不銹鋼板
保溫材料
硬質(zhì)聚氨脂泡沫