一、 設備選擇依據

　　存在于地球表面及大氣層空間中的自然環境因素和誘發環境因素的種類，目前還無法統計出個確切的數目。其中對工程產品（設備）的使用及壽命影響較大的因素不下幾十種。從事工程產品環境條件研究的工程師們將自然界存在以及人類活動所誘發的環境條件整理歸納為一系列的試驗標準和規范，用以指導工程產品的環境及可靠性試驗。如指導產品進行環境試驗的 GJB150—中華人民共和國國家軍用標準《軍用設備環境試驗方法》 ,指導電工電子產品進行環境試驗的 GB2423—中華人民共和國國家標準《電工電子產品環境試驗方法指南》等。因此，我們選擇環境及可靠性試驗設備時主要的依據是工程產品的試驗規范和試驗標準。

　　其次，為了規范試驗設備中環境試驗條件的容差，保證環境參數的控制精度，國家技術監督機構及各工業部門還制訂了一系列的環境試驗設備及檢測儀器儀表的檢定規程。如中華人民共和國國家標準 GB5170《電工電子產品環境試驗設備基本參數檢定方法》 ,又如國家技術*頒布實施的 JJG190-89《電動振動試驗臺系統試行檢定規程》等。這些檢定規程也是選擇環境及可靠性試驗設備的重要依據 ,不符合這些檢定規程要求的試驗設備是不允許投入使用的。

二、 設備選擇基本原則

環境及可靠性試驗設備的選擇應遵循以下五條基本原則：

1 ． 環境條件的可重復性

　　一臺環境試驗設備可能用于同一類型產品的多次試驗，而一臺被試的工程產品也可能在不同的環境試驗設備中進行試驗，為了保證同一臺產品在同一試驗規范所規定的環境試驗條件下所得試驗結果的可比較性，必然要求環境試驗設備所提供的環境條件具有可重復性。這也就是說，環境試驗設備施用于被試驗產品的應力水平（如熱應力、振動應力、電應力等）對于同一試驗規范的要求是一致的。

　　環境試驗設備所提供環境條件的可重復性是由國家計量檢定部門依據國家技術監督機構所制定的檢定規程檢定合格后提供保證。為此，必須要求環境試驗設備能滿足檢定規程中的各項技術指標及精度指標的要求，并且在使用時間上不超過檢定周期所規定的時限。如使用非常普遍的電動振動臺除滿足激振力、頻率范圍、負載能力等技術指標外，還必須滿足檢定規程中規定的橫向振動比、臺面加速度均勻性、諧波失真度等到精度指標的要求，而且每次檢定后的使用周期為二年，超過二年必須重新檢定合格后才能投入使用。

2 ． 環境條件的再現性

　　在試驗室內完整而地再現自然界存在的環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，人們*可以正確而近似地模擬工程產品在使用、貯存、運輸等過程中所經受的外界環境條件，這段話用工程的語言概括，就是“試驗設備所創造的圍繞被試產品周邊的環境條件（含平臺環境）應該滿足產品試驗規范所規定的環境條件及其容差的要求”。如用于產品試驗的溫度箱不僅要滿足國軍標 GJB150.3-86、 GJB150.4-86中根據不同類型產品所規定的高溫、低溫的試驗量值、試驗時間，同時也應滿足試驗規范中對溫度場的均勻性和溫度控制精度的要求。只有這樣，才能保證在環境試驗中環境條件的再現性。

3 ． 環境條件參數的可測控性

任何一臺環境試驗設備所提供的環境條件必須是可觀測的和可控制的，這不僅是為了使環境參數限制在一定的容差范圍之內，保證試驗條件的再現性和重復性要求，而且從產品試驗的安全出發也是必須的，以便防止因環境條件失控導致被試產品的損壞，帶來不必要的損失。目前各種試驗規范中大體要求參數測試的精度不應低于試驗條件允許誤差的三分之一。

4 ． 環境試驗條件的排它性

　　每一次進行的環境或可靠性試驗，對環境因素的類別、量值及容差都有嚴格的規定，并排除非試驗所需的環境因素滲透其中，以便在試驗中或試驗結束后判斷和分析產品失效與故障模式時，提供確切的依據，故要求環境試驗設備除提供所規定的環境條件外，不允許對被試產品附加其它的環境應力干擾。如電動振動臺檢定規程中所限定的臺面漏磁，加速度信噪比、帶內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都是為了保證環境試驗條件的*性而制定的檢定項目。

5 ． 試驗設備的安全可靠性

　　環境試驗，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品，試驗過程中，試驗人員經常要在現場周圍進行操作或測試工作，因此要求環境試驗設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。試驗設備的各種保護、告警措施及安全聯鎖裝置應該完善可靠，以保證試驗人員、被試產品和試驗設備本身的安全可靠性。

三、 溫濕度箱的選擇

1 ． 溫濕度箱容積的選擇

　　將被試產品（元器件、組件、部件或整機）置入氣候環境箱進行試驗時，為了保證被試產品周圍氣氛能滿足試驗規范所規定的環境條件，氣候箱工作空間尺寸與被試產品外廓尺寸之間應遵循以下幾點規定：

　　 a） 被試產品的體積（ W× D× H）不得超過試驗箱有效工作空間的（ 20-35） %（推薦選用 20%）。對于在試驗中發熱的產品推薦選用不大于 30% 。

　　 b） 被試產品的迎風斷面積與該斷面上試驗箱工作腔總面積之比不大于（ 35-50） %（推薦選用 35%）。

　　 c） 被試產品外廓表面距試驗箱壁的距離至少應保持 100-150mm， （推薦選用 150mm）。

　　上述三點規定實際上是相互依存和統一的。以 1立方米正立方體箱子為例，面積比為 1：（ 0.35~0.5）相當于體積之比為 1:（0.207~0.354）。距箱壁 100-150mm 相當于體積之比為 1:（0.343~0.512）。

　　總括上述三點規定 ,氣候環境試驗箱的工作腔容積至少就是被試產品外廓體積的 3~5倍 ,作出這種規定的理由有以下幾點 :

　　 1）被試驗件置入箱體后擠占了流場中氣流的通道，通道變窄將導致氣流流速的嗇。加速氣流與被試驗件之間的熱交換，這與環境條件的再現性不符，因為在有關標準中對涉及溫度環境試驗都規定試驗箱內試驗樣周圍的空氣流速不應超過 1.7m/s，以防止試驗樣件和周圍氣氛產生不符合實際的熱傳導，在空載時試驗箱內平均風速為 0.6~0.8m不超過 1m/s，滿足 a）、 b）兩點要求所規定的空間及面積比時，流場的風速可能增大（ 50~100） %，平均zui高風速為（ 1.17） m/s，滿足標準規定的要求。如果在試驗中不加限制地加大試驗件的體積或迎風斷面積，則實際試驗時氣流風速將增大到超出試驗標準所規定的zui高風速，其試驗結果的有效性將受到懷疑。

　　 2）氣候箱工作腔內環境參數（如溫度、濕度、鹽霧沉降率等）的精度指標都是在空載狀態下檢測的結果，一旦置入被試驗件后，對試驗箱工作腔內環境參數的均勻性將產生影響，試驗件占有的空間越大，這種影響也就越嚴重。實測試驗數據表明，流場中迎風面與背風面的溫差可達到 3~8℃，嚴重時可大到 10℃以上。因此，必須盡量滿足 a）、 b）兩項要求，以保證被試產品周圍環境參數的均勻性。

　　 3）根據熱傳導的原理，箱壁附近氣流的溫度通常與流場中心溫度相差 2~3℃，在高低溫的上下*，還可能達到 5℃。箱壁的溫度與箱壁附近流場的溫度又相差 2~3℃（視箱壁的結構和材料而定）。試驗溫度與外界大氣環境溫度相差越大，上述溫差也越大，因此，距箱壁（ 100~150mm）距離內的空間是不可利用空間。

2 ． 溫度范圍

　　目前，國外溫度試驗新的應用技術不斷被引入到環境試驗設備中，如計算機技術、模煳控制理論、多箱同步運行等，因此，很難給制造廠家下一個孰優孰劣的武斷性結論。各個生產廠家積幾十年的制造經驗所生產垢設備都是可以使用的，其工作原理、所應用的技術，甚至結構、材料等都有很多相似之處。只要生產廠家管理精細，以質量認真負責（如通過 ISO9000論證），其產品都有存在的條件和使用的價值。

　　 2）國內國外的環境試驗設備雖然工作原理、應用技術等基本相同，但在下述三個方面仍存在差距，造成國內生產的環境試驗設備使用中故障率高，性能指標的持續保證期比國外短。

　　　 a） 元器件、部件的質量相對較差，尤其是制冷壓縮機組、膨脹

閥、主通路電磁閥及控制系統的電子元器件。國內生產的環境試驗設備的故障中，多數是由元器件、部件的質量及使用壽命而引發的。

　　　 b） 生產工藝相對落后。生產工藝及設備，包括施工人員的技術水平，對產品的使用壽命影響較大。如制冷系統中管道布置涉及運轉中管道的諧振，制冷劑流程中的沿程損失，維修物方便性，壓縮機油的全程回收流暢等。再如管路的焊接工藝及質量，管路清洗及檢漏技術等。生產的設備（如數控變板、數控彎管、充氮保護焊機等）可以用錢很快買到，但生產工藝卻是一個長期的經驗積累過程，不可一鞠而蹴。

　　　 c） 生產過程的質量控制。國內生產過程的質量控制遠不如國外公司那么嚴格，因此設備的隱患較多。這些隱患在使用中會逐漸暴露而形成故障。生產過程的質量控制與生產廠家的管理水平、生產習慣有關，通過 ISO9000的論證是生產過程質量控制走上規范化的一個標志。

　　　 3）國外生產溫濕度環境試驗設備的廠家有美國的 Envirotronics（環測）、 Thermotron（熱測）、德國的 Weiss、 Votsch（富奇）公司、意大利的 ACS公司、日本的 TaBal公司等。上述各家公司在生產氣候環境試驗設備方面都積累了豐富的經驗。提供的設備都是供使用的，在質量上都可信賴。至于究竟應該選用哪一家，哪一種型號產品更符合要求，除了本文前面所述的一些原則和具體的技術指標要求外，還有一些值得重視和考慮的因素。

　　　 a） 性能 /價格比。

　　　環境試驗設備的進口無一例外都是通過代理商在國內進行銷售，價格的因素不僅取決于生產廠家的成本和利潤，還包含著很多中間環節的費用及銷售提成。在相同的制造成本下，降低中間費用是降低訂貨價格的重要因素。同一國家相同技術指標的產品，制造成本大體相當，不同國家（指西方發達國家）生產的產品即使有差別也不會太大。

　　　 b） 滿足用戶需要的程度和能力。

　　　用戶訂購一臺溫濕度環境試驗箱，其要求依產品試驗的需要而不同，如有的三綜合試驗箱常常用于產品部件或組件的環境應力篩選試驗，此時設備的強制除濕能力以及附加空氣干燥系統的可能性是用戶應該重點關心的項目，如果有的用戶想利用三綜合試驗箱作環境試驗（如濕熱試驗），則風速的可調整性就是必須考慮的因素。

　　　 c） 售后服務及設備故障的處理能力。

任何一臺設備在使用中不可能不出故障，一旦出現問題使用者能否享受到及時的維修服務，或者能根據設備自身具有的故障診斷能力很快確定出故障處理方法，使設備盡快恢復性能，重新投入使用。在這方面，國內外的生產廠家都已經或正在作出積極的努力，如建立快速反應的維修隊伍，如在計算機控制系統中增加故障診斷及故障預警系統軟件，用戶可根據計算機提供的信息，盡快處理故障。