環(huán)境試驗(yàn)

1、環(huán)境試驗(yàn)的起源、目的和簡介；

起源：早開始于軍方，文獻(xiàn)第一次記載是在河流入海的邊上進(jìn)行金屬樣品的掛片試驗(yàn)，這便是最早的自然環(huán)境試驗(yàn)。

一戰(zhàn)期間很大一部分比例的武器運(yùn)到戰(zhàn)場(chǎng)后無法工作，很多武器存儲(chǔ)一段時(shí)間后無法工作，比例很高，因此研究出了一系列的環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)。

到了二戰(zhàn)期間，為進(jìn)一步推動(dòng)武器的環(huán)境適應(yīng)，US成立“劣化防護(hù)中心”來制定軍用產(chǎn)品的環(huán)境試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

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目的：質(zhì)量是產(chǎn)品價(jià)值的基礎(chǔ)，產(chǎn)品投放市場(chǎng)后發(fā)生質(zhì)量問題時(shí)，性能的損壞程度并不直接影響產(chǎn)品成本，對(duì)廠商來說最大損失莫過于品牌信譽(yù)的喪失。為避免這些損失，在產(chǎn)品投放市場(chǎng)之前，就必須要對(duì)產(chǎn)品做質(zhì)量鑒定。環(huán)境試驗(yàn)不僅能夠通過模擬試驗(yàn)和產(chǎn)品壽命老化試驗(yàn)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量鑒定，同時(shí)還是質(zhì)量保證體系中必不可少的一環(huán)。

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簡介：環(huán)境試驗(yàn)是根據(jù)產(chǎn)品運(yùn)輸和使用過程中可能發(fā)生的（極限）環(huán)境進(jìn)行模擬測(cè)試，盡量在產(chǎn)品開發(fā)階段發(fā)現(xiàn)絕大部分問題，這樣一來在產(chǎn)品推向市場(chǎng)后不會(huì)有大的問題出現(xiàn)。一切的準(zhǔn)則就是參考實(shí)際的產(chǎn)品用戶使用剖面進(jìn)行。

環(huán)境試驗(yàn)更多的是針對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)目標(biāo)來進(jìn)行驗(yàn)證，其中主要是運(yùn)輸環(huán)境、存儲(chǔ)環(huán)境、工作環(huán)境等，但是通過環(huán)境試驗(yàn)只能夠說產(chǎn)品能夠在特定的環(huán)境下工作，并不能夠說明產(chǎn)品在特定的條件長時(shí)間持續(xù)工作的能力，也就是說環(huán)境試驗(yàn)無法告訴我們產(chǎn)品的可靠性水平。

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2、環(huán)境試驗(yàn)的分類和作用

環(huán)境試驗(yàn)就其手段來分主要有:

? 自然暴露試驗(yàn):

自然環(huán)境暴露試驗(yàn)是指自然環(huán)境下進(jìn)行長時(shí)間暴露的試驗(yàn)，通常是在室外自然條件下進(jìn)行長期暴露，試驗(yàn)時(shí)間一般至少兩年以上。然后環(huán)境暴露試驗(yàn)通常用于機(jī)械結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的材料、生產(chǎn)工藝（鍍層和涂層）的環(huán)境適應(yīng)性研究，重點(diǎn)關(guān)注材料的腐蝕和劣化。

? 人工模擬試驗(yàn):

通過試驗(yàn)儀器（溫濕度箱、振動(dòng)臺(tái)、模擬運(yùn)輸臺(tái)等）模擬產(chǎn)品在運(yùn)輸和使用過程中的氣候及機(jī)械環(huán)境的試驗(yàn)。??????

??現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)：??

將產(chǎn)品在實(shí)際使用條件下進(jìn)行考察試驗(yàn)。

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環(huán)境試驗(yàn)按環(huán)境條件來分主要有：

1、GB/T4796&IEC60721-1《電工電子產(chǎn)品環(huán)境條件分類第1部分：環(huán)境參數(shù)及其嚴(yán)酷程度》：

?? 將產(chǎn)品的環(huán)境條件劃分為：氣候、生物、化學(xué)活性物質(zhì)、機(jī)械活性物質(zhì)、污染物液體、機(jī)械力學(xué)、電和電磁干擾7大類。

2、ETSI300 019《歐洲通信產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)系列》:

?? 將產(chǎn)品的環(huán)境條件劃分為：空氣溫度、濕度、空氣（壓力和速度）、水、輻射、化學(xué)活性物質(zhì)、機(jī)械活性物質(zhì)、生物、振動(dòng)、沖擊、地震等類。

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2.1 自然暴露試驗(yàn)

2.1.1 自然暴露試驗(yàn)的作用：

??通過自然暴露試驗(yàn)可以獲得產(chǎn)品在自然環(huán)境條件下電參數(shù)的變化規(guī)律、失效情況、失效水平和失效原因，還可以了解產(chǎn)品制造過程中材料、工藝、涂敷層等性能的穩(wěn)定性和防護(hù)能力。

? 自然暴露試驗(yàn)可以為研究人工模擬試驗(yàn)方法及其轉(zhuǎn)換關(guān)系提供數(shù)據(jù)資料，還可以用來驗(yàn)證和比較加速試驗(yàn)的有效性。

2.1.2 自然暴露試驗(yàn)的局限性

? 試驗(yàn)條件不能控制，在一定程度上影響了試驗(yàn)的再現(xiàn)性；

? 另外自然暴露試驗(yàn)的試驗(yàn)周期長，有時(shí)跟不上產(chǎn)品的發(fā)展。

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2.2 人工模擬試驗(yàn)

2.2.1 人工模擬試驗(yàn)的分類

按產(chǎn)品在儲(chǔ)存、運(yùn)輸、使用過程中所遇到的環(huán)境條件可分為 ：

??氣候環(huán)境試驗(yàn):包括高溫、低溫、濕度、氣壓、風(fēng)雨、冰霜、太陽輻射等；

? 機(jī)械環(huán)境試驗(yàn):主要包括沖擊、振動(dòng)、跌落、搖擺、噪聲、恒定加速等；

? 生物試驗(yàn)：包括霉菌、有害生物、海洋生物等；

? 化學(xué)活性物質(zhì)試驗(yàn):包括二氧化硫、硫化氫、混合氣體、鹽霧等；

? 機(jī)械活性物質(zhì)試驗(yàn)：包括沙塵、沙粒等；

? 其它環(huán)境試驗(yàn)：三綜合（溫度、濕度和震動(dòng)），Highly Accelerated Life Test (HALT)，Highly accelerated stress screen (HASS)，Environment Stress Screening (ESS)

2.2.2 人工模擬試驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn)

? 人工模擬試驗(yàn)與自然暴露試驗(yàn)相比，可以加速和強(qiáng)化試驗(yàn)，節(jié)省時(shí)間且隨時(shí)都可以進(jìn)行，試驗(yàn)參數(shù)易控制，再現(xiàn)性好；

? 其不足之處是當(dāng)條件和試驗(yàn)程序選擇不當(dāng)時(shí)，會(huì)使試驗(yàn)失真，以至得出錯(cuò)誤結(jié)論。

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2.3 現(xiàn)場(chǎng)使用試驗(yàn)

2.3.1 現(xiàn)場(chǎng)使用試驗(yàn)的作用

對(duì)于大型產(chǎn)品，尤其是移動(dòng)式和大型成套設(shè)備（例如汽車測(cè)試高速行駛時(shí)的環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)）只能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。

另外對(duì)于需要采集現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際數(shù)據(jù)的也需要在實(shí)際環(huán)境下進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，如高鐵動(dòng)車組運(yùn)行，大型設(shè)備的實(shí)際包裝路跑試驗(yàn)。

2.3.2 現(xiàn)場(chǎng)使用試驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn)

? 產(chǎn)品在現(xiàn)場(chǎng)使用期間，受到各種環(huán)境因素的綜合作用，所以比單一或組合試驗(yàn)更能暴露產(chǎn)品存在的問題?？梢?，現(xiàn)場(chǎng)使用試驗(yàn)的結(jié)果是最真實(shí)的，也是最有說服力的。

? 其不足之處是周期長，成本高。

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2.4 環(huán)境試驗(yàn)的作用

? 在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、研制階段，環(huán)境試驗(yàn)用于考核所選用的元器件、設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)、采用的工藝等能否滿足實(shí)際環(huán)境的要求和存在的缺陷。為節(jié)省時(shí)間和充分暴露產(chǎn)品的薄弱環(huán)節(jié)，用加速壽命老化試驗(yàn)的形式即根據(jù)不同的環(huán)境應(yīng)力因素，采用不同的加速因子，以強(qiáng)化和加速進(jìn)行。

? 在產(chǎn)品的定型階段，環(huán)境試驗(yàn)用于確定產(chǎn)品在預(yù)定的環(huán)境下技術(shù)指標(biāo)能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求、正常工作情況下能否保證設(shè)計(jì)的壽命、能否滿足安全要求。在此階段的環(huán)境試驗(yàn)是環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)即采用產(chǎn)品儲(chǔ)存、運(yùn)輸、使用過程中實(shí)際的環(huán)境條件下進(jìn)行。

? 在產(chǎn)品正常生產(chǎn)階段、生產(chǎn)工藝有重大變更或當(dāng)生產(chǎn)了相當(dāng)一段時(shí)間后，環(huán)境試驗(yàn)用于檢查產(chǎn)品的工藝質(zhì)量或檢查其質(zhì)量的穩(wěn)定性。在此階段的環(huán)境試驗(yàn)也是環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)。

? 在產(chǎn)品的終檢階段，環(huán)境試驗(yàn)通過施加非破壞性應(yīng)力檢查所有產(chǎn)品以消除早期失效、減少不合格產(chǎn)品數(shù)目并在合格產(chǎn)品投入使用前試工作一段時(shí)間穩(wěn)定產(chǎn)品性能。此一階段的環(huán)境試驗(yàn)是環(huán)境篩選試驗(yàn)。

? 環(huán)境試驗(yàn)還可用于安全性檢查，檢查產(chǎn)品是否存在有危害健康、生命及財(cái)產(chǎn)的問題。例如：用恒定加速度試驗(yàn)來檢查安裝、連接的牢固性。當(dāng)用環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備來考核安全性時(shí)，通常采用比正常試驗(yàn)高的試驗(yàn)條件。

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2.5 環(huán)境試驗(yàn)的重要性

環(huán)境試驗(yàn)是評(píng)價(jià)產(chǎn)品器件、系統(tǒng)及其包裝件在實(shí)際儲(chǔ)存、運(yùn)輸、使用環(huán)境條件下的環(huán)境適應(yīng)性能的重要手段，是考察和保證產(chǎn)品的質(zhì)量的重要手段 。

2.6 何時(shí)做環(huán)境試驗(yàn)

? 環(huán)境試驗(yàn)貫穿于電子電工產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、試制、生產(chǎn)、銷售、使用的全過程，在不同的階段其所起的作用及表現(xiàn)的形式都不一樣。

??環(huán)境試驗(yàn)可以在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段的原材料認(rèn)證、研制階段的可靠性增長、定型階段的可靠性統(tǒng)計(jì)、生產(chǎn)過程的環(huán)境適應(yīng)性、出廠前的環(huán)境篩選中發(fā)揮重要作用。