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高低溫環(huán)境試驗(yàn)箱可檢測(cè)產(chǎn)品在溫度反復(fù)情況下性能是否會(huì)發(fā)生改變或加速老化。通過(guò)高低溫環(huán)境試驗(yàn)箱的高低溫試驗(yàn)更有助于形成完善的產(chǎn)品，能夠提前預(yù)知問(wèn)題并解決，減少產(chǎn)品流向用戶后出現(xiàn)問(wèn)題的幾率，以保證產(chǎn)品的可靠性和安全性。在電子通信、材料測(cè)試、機(jī)械制造、軌道交通、航空航天等領(lǐng)域，高低溫環(huán)境試驗(yàn)箱被廣泛應(yīng)用。

01、國(guó)外研究進(jìn)展

1839年英國(guó)人R Mallet將金屬試樣放置于戶外進(jìn)行環(huán)境暴露試驗(yàn)，是有文獻(xiàn)記載以來(lái)最早的環(huán)境試驗(yàn)。第二次世界大戰(zhàn)后，各國(guó)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)環(huán)境因素是致使武器裝備發(fā)生故障或損毀的重要原因，其中主要原因是溫濕度環(huán)境變化對(duì)材料產(chǎn)生不利影響所致。自此各國(guó)開(kāi)始將目光投向環(huán)境試驗(yàn)裝備，并相繼設(shè)立相關(guān)的研究計(jì)劃。

在上世紀(jì)60年代，各國(guó)逐步形成了自然環(huán)境和實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的試驗(yàn)綜合應(yīng)用。在80年代后，己漸漸形成環(huán)境工程的概念。經(jīng)過(guò)發(fā)展發(fā)達(dá)國(guó)家建立并健全了相應(yīng)的環(huán)境試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)規(guī)范。

之后環(huán)境設(shè)備經(jīng)過(guò)不斷地發(fā)展，在環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備行業(yè)己經(jīng)發(fā)展出許多大規(guī)模的公司，如美國(guó)的通用設(shè)備公司、熱測(cè)公司、環(huán)測(cè)公司和QualMark公司；德國(guó)的偉思公司、富琪公司；法國(guó)的克萊梅公司；英國(guó)的Cape En-gineering公司；意大利的ACS公司；日本的愛(ài)斯派克公司等。

自上世紀(jì)80年代末以來(lái)，Hobbs G K、Gusciora R H和Silverman M等可靠性領(lǐng)域的權(quán)威學(xué)者一致認(rèn)為：以往通過(guò)利用自然環(huán)境來(lái)完成設(shè)計(jì)的相關(guān)環(huán)境試驗(yàn)來(lái)得到改進(jìn)依據(jù)的方式存在試驗(yàn)周期長(zhǎng)和代價(jià)高等不足，建議以人為方式搭建能夠?qū)崿F(xiàn)加強(qiáng)相應(yīng)環(huán)境因素影響的裝備來(lái)完成加速試驗(yàn)的技術(shù)方法。以Kearney M、Marshall J和Newman B等學(xué)者為代表將這類加強(qiáng)環(huán)境因素的試驗(yàn)技術(shù)統(tǒng)稱為可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)（Reliability Enhancement Testing，RET）技術(shù)。在技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，需要相應(yīng)的設(shè)備作為支撐，對(duì)可靠性試驗(yàn)設(shè)備來(lái)說(shuō)，其強(qiáng)化試驗(yàn)技術(shù)對(duì)設(shè)備的要求是：在具有寬溫度變化范圍的前提下具備快的溫變率同時(shí)擁有濕度應(yīng)力加載能力％?？煽啃詮?qiáng)化試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展理論依據(jù)逐步完善，推動(dòng)著其原有設(shè)備的不斷升級(jí)改造。以美國(guó)的QualMark公司、環(huán)測(cè)公司，以及意大利的ACS公司等為例，他們以強(qiáng)化試驗(yàn)技術(shù)對(duì)設(shè)備的要求為核心，不斷地開(kāi)發(fā)出新型環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備，新試驗(yàn)設(shè)備具有溫度變化范圍寬、箱內(nèi)溫度均勻和升降溫速度快等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有操作靈活，控制精確以及制冷系統(tǒng)工作效率高等特點(diǎn)，緊隨時(shí)代的發(fā)展。在工業(yè)化基礎(chǔ)濃厚的條件下，產(chǎn)品外觀精美，功能完善，他們幾乎壟斷了世界高端環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備的市場(chǎng)。

02、國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展

隨著我國(guó)各行業(yè)對(duì)于改善生產(chǎn)工藝、提高產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來(lái)越高，高低溫環(huán)境試驗(yàn)箱、恒溫恒濕試驗(yàn)箱、冷熱沖擊試驗(yàn)箱的市場(chǎng)需求越來(lái)越大。

我國(guó)試驗(yàn)設(shè)備行業(yè)是在建國(guó)之后才逐漸發(fā)展起來(lái)的，建國(guó)初期，由于當(dāng)時(shí)物質(zhì)比較匱乏，國(guó)內(nèi)對(duì)于高低溫環(huán)境試驗(yàn)箱、恒溫恒濕試驗(yàn)箱、冷熱沖擊試驗(yàn)箱的需求也不大，因此當(dāng)時(shí)試驗(yàn)設(shè)備行業(yè)發(fā)展非常地緩慢。直到改革開(kāi)放后，我國(guó)環(huán)試行業(yè)才得到快速發(fā)展，通過(guò)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行消化吸收，我國(guó)試驗(yàn)箱的產(chǎn)品種類不斷豐富，技術(shù)也向精細(xì)化方向發(fā)展，在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣的應(yīng)用。

從目前來(lái)看，我國(guó)可以說(shuō)是世界試驗(yàn)箱生產(chǎn)大國(guó)，擁有世界上試驗(yàn)箱制造企業(yè)數(shù)量最多的企業(yè)集群。伴隨著國(guó)內(nèi)高、精、尖裝備制造業(yè)的不斷發(fā)展，我國(guó)將成為世界最大的試驗(yàn)箱市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)學(xué)者近些年對(duì)高低溫環(huán)境試驗(yàn)箱的研究也從未停止。

2009年，合肥工業(yè)大學(xué)陳修兵以模擬高原環(huán)境的HLT/V220型高低溫低氣壓試驗(yàn)箱為研究對(duì)象，運(yùn)用熱力學(xué)的理論對(duì)試驗(yàn)箱的制冷系統(tǒng)、制冷的熱力性能及特點(diǎn)和制冷系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了理論分析并設(shè)計(jì)組建了試驗(yàn)箱性能測(cè)試平臺(tái)，對(duì)該試驗(yàn)箱進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。

2009年，上海交通大學(xué)薄祥余對(duì)環(huán)境試驗(yàn)箱制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其控制方法進(jìn)行了研究。

2011年，北京交通大學(xué)李娟設(shè)計(jì)一個(gè)高低溫環(huán)境試驗(yàn)箱監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)的對(duì)溫箱的溫度、運(yùn)行狀況、功能狀態(tài)等進(jìn)行監(jiān)控。

2011年，南京航空航天大學(xué)王強(qiáng)對(duì)某型號(hào)航空環(huán)境用試驗(yàn)箱的保溫結(jié)構(gòu)對(duì)箱內(nèi)溫度影響進(jìn)行了研究。

2012年，太原理工李艷紅設(shè)計(jì)了一個(gè)以SAM7X256_128為主芯片植入Linux操作系統(tǒng)的高低溫環(huán)境試驗(yàn)箱溫度控制系統(tǒng)。

2013年，工業(yè)和信息化部電子第五研宄所，申中鴻、楊林等提出利用雙閉環(huán)控制原理對(duì)高低溫環(huán)境試驗(yàn)箱的溫度與濕度進(jìn)行控制，保證試驗(yàn)箱內(nèi)的溫度與濕度可以快速的達(dá)到設(shè)定值，并具有良好的精度。

2015年，蘇州科技學(xué)院的李成浩、孫志高等選擇R404A、R23作為復(fù)疊式制冷系統(tǒng)的高、低溫級(jí)循環(huán)制冷劑，構(gòu)建了沖擊試驗(yàn)箱的低溫箱制冷系統(tǒng)，并對(duì)其性能研究。

2015年，上海交通大學(xué)李冬冬依據(jù)航天環(huán)境試驗(yàn)要求，按照相關(guān)航天試驗(yàn)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則進(jìn)行理論計(jì)算、數(shù)值模擬及相應(yīng)實(shí)驗(yàn)分析。完成高低溫試驗(yàn)系統(tǒng)的溫度場(chǎng)及流場(chǎng)等的關(guān)鍵問(wèn)題研究。

2015年，北京航空航天大學(xué)鄧丁齊、高飛等和中國(guó)人民解放軍63853部隊(duì)張繼華聯(lián)合設(shè)計(jì)分布式測(cè)控系統(tǒng)，提出了智能PID測(cè)控方案，使高低溫模擬系統(tǒng)能夠根據(jù)控制目標(biāo)值選擇最優(yōu)PID參數(shù)值，達(dá)到良好的控制效果。

2016年，北京郵電大學(xué)程秀峰以某型號(hào)非標(biāo)準(zhǔn)高低溫環(huán)境試驗(yàn)箱為研究對(duì)象，對(duì)試驗(yàn)箱的溫度控制技術(shù)進(jìn)行研究。

2017年，上海交通大學(xué)徐君對(duì)高低溫綜合測(cè)試間進(jìn)行了在不同控制過(guò)程中的穩(wěn)態(tài)及動(dòng)態(tài)特征分析，完成了高低溫綜合測(cè)試間的控制系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)計(jì)。

2018年，陜西省電子信息產(chǎn)品監(jiān)督檢察院劉西強(qiáng)、合肥工業(yè)大學(xué)劉錕龍和西安三智科技有限公司趙向輝聯(lián)合采用WIFI無(wú)線通訊監(jiān)控技術(shù)和基于C++軟件自主開(kāi)發(fā)的應(yīng)用軟件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)某軍工單位研發(fā)實(shí)驗(yàn)室不同種類高低溫環(huán)境試驗(yàn)箱的集中監(jiān)控。

2019年，中北大學(xué)錢海東針對(duì)模擬電子器件所需的特殊測(cè)試條件，實(shí)現(xiàn)了相關(guān)的高低溫環(huán)境試驗(yàn)箱的設(shè)計(jì)與研究。

2020年，青島科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院郭鵬等設(shè)計(jì)了與普通壓力試驗(yàn)機(jī)適配的高低溫環(huán)境試驗(yàn)箱，該試驗(yàn)箱包括制熱系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和測(cè)試系統(tǒng)等部分,可提供-40~200℃的穩(wěn)定溫度環(huán)境。

2021年，上海交通大學(xué)制冷與低溫工程研究所周默、胡斌、王如竹和恭勤環(huán)境科技有限公司周賢根據(jù)高低溫環(huán)境實(shí)驗(yàn)箱的不同制冷需求，設(shè)計(jì)了具有雙運(yùn)行模式的復(fù)疊制冷系統(tǒng)，達(dá)到了節(jié)能減排的目的。

03、小結(jié)

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備的研究從未停止，針對(duì)各種應(yīng)用情形的環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備層出不窮，功能和性能不斷地完善。高低溫環(huán)境試驗(yàn)箱在環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備中也占有一席之地，其發(fā)展也得到了極大地促進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：[1]劉強(qiáng). 高低溫環(huán)境試驗(yàn)箱設(shè)計(jì)及性能優(yōu)化分析[D].安徽理工大學(xué).