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技术文章
气候环境试验概论

一、气候环境试验:

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试验。
所谓环境试验,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。通过环境试验,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、 环境试验的意义:
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,环境试验占有重要位置,说的极端一些,没有环境试验,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试验,通常是设计――环境试验――改进――再试验――投产,环境试验越真实准确,产品的可靠性越好。
2、 环境试验在生产过程中的作用。

1) 用于产品研究性试验:
研究性试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试验方法。
2) 用于产品定型试验:
定型试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。定型试验是zui全面的试验,产品可能遇到的环境因素都必须考虑到。
3) 用于生产检查试验:
生产检查试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) 用于产品的验收试验:
验收试验是指产品出厂时,为了保证产品质量必须进行的一些基础上的试验,验收试验通常是抽样进行的。
5) 用于安全性试验:
用环境试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。安全试验通常采用较正常试验更严酷的试验等级进行。
6) 用于 可靠性试验
可靠性试验 是由环境试验、寿命试验、现象试验和特殊试验等组成,环境试验是其中的主要组成。美国MIL-ZTD-781D中明确规定:环境试验是 可靠性试验 的必要补充内容,也是提高产品可靠性的重要手段。
二、 环境试验的分类:
1、 按环境试验形式分类
1.1自然暴露试验:
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现场试验
为评价、分析产品的可靠性,在使用现场进行的试验叫现场环境试验。
1.3人工模拟试验:
是将样品放在人工模拟试验箱中进行的试验。
一般来说,自然暴露试验和现场试验能真实反映产品在实际使用中的性能和可靠性,也是验证人工模拟试验准确性的基础,但这二种试验的不足之处是试验周期长,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试验。而人工模拟试验是电工电子产品可靠性研究中常见的试验方法。
2、按环境试验性质分类
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、 按环境试验项目分类:
气候环境试验其项目可分类如下几项: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,一般将盐雾和霉菌试验包括在其中。
在上述试验项目中可分为单因素,综合及组合试验。
三、 气候环境试验的发展状况:
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,,环境试验受到人们的重视。
1、国外情况:
环境试验在国际上已有80多年的历史,1919年美国开始进行人工模拟环境试验,1943年,美国陆海空部门便制定了环境试验方法。当时的试验项目主要是高温,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试验站,并在我国进行大量的暴露试验。东德于1962年成立了环境试验委员会,主要负责电信设备和元件方面环境试验。
IEC于四十年代开始研究环境试验方面的问题,随着电子电工产品环境试验问题日益突出,于1961年成立了TC50“环境试验技术委员会“,专门从事环境条件分类和分级的研究。
2、国内情况:
我国的环境试验始于五十年代,zui先在广州,上海,海南岛等地建立了天然暴露试验站,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。我国的环境试验从国外的标准,到逐步建立自己的环境试验体系,几十年来有了很大的发展。目前,国内的环境试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试验室,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试验给予高度重视,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、 气候环境试验设备:
在环境试验中,人工模拟试验是zui常用和zui重要的试验方法,而环境试验设备是开展人工模拟试验工作研究的工具和手段。和环境试验一样,环境试验设备迅速发展,并逐渐成为一门综合性强技术复杂的边缘科学。
1、气候环境试验设备发展概况:
1)国外气候试验设备的发展情况看,大致可分为三个阶段:
*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试验设备,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试验设备。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试验设备制造厂,其中日本发展zui快,例如日本TABAI ESPEC环境试验设备制造公司,1954年只拥有资金400万日元,1960年着手开发环境试验设备。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试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试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,国内从事环境试验设备研制和生产的厂、所发展到二十多家,生产环境试验设备二百多种。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到中国可靠性论坛讨论交流:

2、国内外部分气候试验设备标准:

中国可靠性论坛讨论交流:*部分 气候环境试验概论

标准号

国别

标准名称

备注

GB 10586-89

《湿热试验箱技术条件》

已颁布

GB 10587-89

《盐雾试验箱技术条件》

已颁布

GB 10588-89

《长霉试验箱技术条件》

已颁布

GB 10589-89

《低温试验箱技术条件》

已颁布

GB 10590-89

《低温/低气压试验箱技术条件》

已颁布

GB 10591-89

《高温/低气压试验箱技术条件》 中国可靠性网

已颁布

GB 10592-89

《高、低温试验箱技术条件》

已颁布

GB 11158-89

《高温试验箱技术条件》

已颁布

GB 11159-89

《低气压试验箱技术条件》

已颁布

MIL-C-8811

《淋雨试验箱技术条件》

 

MIL-C-9452

《霉菌试验箱技术条件》

 

MIL-C-9435

《防爆试验箱技术条件》

 

MIL-C-9436

《砂尘试验箱技术条件》

 

MIL-Z-7951

《高度-湿度-温度试验箱技术条件》

 

 

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