海洋仪器设备环境试验.pdf

第30卷第3期
海洋技术
Vol. 30. No. 3
2011年9月
OCEAN TECHNOL, OCY
Sep,2011
海洋仪器设备环境试验
吴美怡,孔维轩
(国家海洋标准计量中心,天津300112)
摘要:介了环境试验的目的、作用与分类;论述了环境试验的感本念及环境试验在产品研制生产过程各个阶
段的应用;提出了应将环境试验的重点放在早期研阶段,以便节省费用和保证研制进度的建议。
关键词:环垙;工程;道应性;海仪器
中分类号:P71,TB9
文献标志码:C
文章纳号:1003-2029(2011)03-0115-03
对于海洋仪器设备来说,环境试验是一项必不可少的工境试验(场外环境试验);投环境困肃的特性分类,可分为气
作,并贯穿于研制和生产的全过程。海洋仪器设备需要进行候试验、动力学试验和电磁兼容性试验;按环境试验在产品
的试验项目很多,如性能试验、环境试验、可靠性试验和寿命研制生产过程中的应用阶段分类,可分为环境安全试验、环
试验等,不同的试验有不同的目的,本文似对环境试验作
境鉴定试验、环境验收试验和环境例行试验。
简单介绍
进行环境试验时,施加环境应力的方式通常有三种,于
是又可将环境试验按施加应力的方式进行分类。第一种方式
环境试验的目的
是各环境应力单一施加,称之为单因素环境试验,如高温试
验和低气压试验,每次试验只涉及一个环境因素。第二种方
任何验证或考核产品对预期遇到的极端环境的适应性
式是两个或两个以上的环境应力同时施加,称之为综合环境
试验均被称为环境试验。所谓环境适应性,是指产品在其整
试验。综合环境可以是两个气候环境因素的综合.如温度一高
个寿命期间不受环境影响且能实现其全部功能的能力。
度试验和交变湿热试验;也可以是气候环境因与动力学环
这里所涉及的环境可以分为自然环境和诱导环境。自然境因素综合,如振动-温度试验,振动一湿度一高度试验。第三
环境是指自然界本来就存在的各种环境因素,如风、雨、雷种方式是各种环境应力以一定顺序依次施加,称之为组合环
电、温度、湿度等。其中,被列人环境试验方法的大约有二十境试验。参加组合试验的各种环境试验可以是单因素试验也
余种。而诱导环境是指由于人类生产、生活、科研等引发的,可以是练合试验,例如按低气压试验、温度试验、温度一湿度
或由手产品在运输、贮存和使用中所产生的环境。据统计,在商度试验和温度一撮动试验这一序依次进行的这四项试验
所有出环境因素导致的故障中,温度因素占40%,振动因素构成了一个组合试捡。
占27%,湿度因素占19%,沙尘因素占6%,盐雾因素占4%。
而海洋领域有別于其他行业,又有其独特的水下压力因素。3实验室环境试验
这也是导致产品出现故障的一大原因。
环境试验作为一种手段,主要达到以下目的
3.1实验环境试验的且的及其用途
(1)发现产品在设计以及制造方面的各种缺陷,以便采
实验室环境试验用于验证研制或生产的产品在极端环
取适当的改正揹施,提高其环境适应性。
境条件下是否受到损坏或能否正常工作,为采取改进措施提
(2)考核产品的环境适应性是否符合规定的要求,为该供信息,或为研制阶段定型和生产阶段验收决策提供依据。
产品的投产决策或批量生产接收/拒绝决策提供依据。
产品在研制和生产的不同阶段所进行的环境试验目的和用
(3)为产品的使用维修提供必要的信怠。
途、采用的试验项目和环境条件的严酷程度等是各不相同的
3.2实验室环境试验的优缺点
2环境试验的分类
实验室环境试验的优点是其环境应力、负载条件和电应
力的施加都可以严格地控制在规定容差范围内,保证整个试
环境试验的分类取决于采用的分类原则。按试验场所和验在受控的条件下进行,从而保证试验的重现性和试验结果
提供环境条件的方法分类,可分为实验室环境试验和现场环的可比性。正因为具备这些优点,可以进行适当剪裁并将其
应用于产品研制生产各个阶段的不同目的试验中。特别是在
收稿期:201106-17
研制阶段早期,应用掘速或加剧应力进行实验室内环境试
万方数据
海洋技术
第30卷
验,对于迅速提高研制产品的环境适应性是十分重要的。
3.4环境工程与环境试验
实验室环境试验的缺点是由于受到试验设备能力和费
从20世纪40-50年代,环境τ程以环境试验的形式出
用的限制,其试验对象仅限于一些体积、重量较小的装备,且现、但限于用环境试验考核和检验产品的环境适应能力。20
不可能进行非常真实的综合环境模拟和装备间接口的模拟,世纪50-70年代中期,环境丁.程仍以环境试验的形式发展,
使试验效果受到限制。
出现各种环境試验规范,并广泛应用,随后试验规范逐步
3.3实验蜜环境试验对海洋仪器设备质量的影响
向统一,但菜单式的环境试验标准已经暴露出其容易造成过
环境试验作为一种手段,主要是为了发现产品在设计、量环境设计、增加研制费用和延误进度等弱点,某种程度
材料选取及制造工艺方面的各种缺陷,以便采取适当的改正上反而成为正确开展环境试验的障碍。20世纪70~80年代,
措施,一方面增强产品自身的抗环境能力,另一方面减缓坏提出环境标准剪裁和坏境管理概念,国外一些公司开始将が
境应力对产品的作用强度。此外,它还可以考核产品环境适境工程管理用于项目研制中。到了20世纪90年代环境丁
应性是否符合规定的要求,为产品后期投产或接收提供侬程”这个概念オ正式提出,明确了环境工程包括环境预算分
据,并为产品的便用维修提供必要的信息。
析、环境分折、环境试验、环境管理等内容,提出要将环境工
目前,海洋仪器主要涉及的环境试验是温度试验、湿度程工作纳人产品研制和生产过程各个阶段。
实验、盐雾试验、霍菌试验、振动试验、冲击试验、摇摆试验、
上述情况说明,环境T程概念的产生和完善经历了大约
水静压力试验等14项。许多海洋仪器设备通过环境试验发50a时间,对环境T程任务主要内容已经比较明确。
现了问题、解決了间题、提高了质量。例如,有一台海水多参
在进一步研究环境工程内酒的同时,需定义环境工程的
数测最仪在硏制阶段进行高温试验,当达到试验温度规定的各种工作项目,包括日常基础.工-作项目和产品研制过程中各
40℃时,仪器不能正常启动,而当仪器恢复到33℃时,又可阶段的工作项目。制订出相应的可操作性强的管理标准,把
恢复正常启动。经反复调整,此现象一直存在。后经试验人员这些环境τ程任务纳入产品研制过程中各阶段,以规范产品
分析,其元器件选取的温度等级削榭?以承受高温试验,但研制中的环境工作。另一方面应加强日常环境棊础[.作,积
由于仪器采用密封型结构,在丁作时其热惯性比较大,无法累各种数据,以支持产品研制过程中各种环境丁作的开展
正常散热,因此产生此项故障。再如,有一套浮标在定型阶段
进行振动试验,发现浮标内部配重块发生脱落,浮标无法实4几点建议
现自动回收功能。经过反复核查设计资料及现场分析,发现
引起故障的主要原因是后期组装工艺的差别。产生故障的那
(1)环境试验和其他工作一样,应当遊循早期投入的方
套浮标的一部分部件在组装时,由于组装流程存在偏差,从针,其重点是要加强研制阶段早期的环境试验,以便及早发
而导致了自动回收功能的失败。通过此次试验,使得生产方现耐环境设计方面存在的问题,并及早加以解決。因此,产品
规范