CN106124911B - 一种温度-湿度-电磁综合环境模拟设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于电子设备的检测设备领域，特别涉及一种温度‑湿度‑电磁综合环境模拟设备，包括环境试验室，环境试验室内设置有电磁混响室，电磁混响室的壁设置有用于通风且能够保持混响室原有屏蔽效能的通风结构。带通风结构的电磁混响室内提供电磁干扰的测试环境，且不被外部的电磁环境所干扰；环境试验室用于调节其自身内部空间的温度与湿度，并通过通风结构的连通作用，把相关的温度与湿度的变化也传递到电磁混响室的内部空间，从而改变电磁混响室内的温度与湿度。通过上述的结构，能够在同一设备上同时进行多项测试，更加真实地模拟电子设备所处的各种极端环境，同时缩短测试时间，减少人力物力的消耗。

Description

一种温度-湿度-电磁综合环境模拟设备

技术领域

本发明属于电子设备的检测设备领域，特别涉及一种温度-湿度-电磁综合环境模拟设备。

背景技术

目前，电子设备所处的环境越来越复杂，电子设备常在极端温度、极端湿度和存在电磁干扰等复杂的环境下工作，这些干扰因素均会对电子设备的性能产生影响。为此，目前的电子设备在设计和出厂前均需要通过各类的环境测试。

电磁混响室，其在高Q值的屏蔽壳体内配备有天线和机械式的电磁搅拌器，天线产生射频电磁信号，电磁波在电磁混响室内被壁面和电磁搅拌器来回反射，使电磁混响室内任意位置的电磁波能量密度的幅值、相位、极化均按某一固定的规律进行变化，使得电磁混响室内可提供空间均匀、各向同性的电磁测试环境，从而模拟出电子设备所处的存在电磁干扰的环境。

环境试验室，其内部设置温度和湿度调节装置，可快速调节室内的温度和湿度，从而模拟出电子设备所处的极端温度和极端湿度的环境。

目前电子设备的温度、湿度、电磁干扰等测试都是分开进行的。逐一完成这些测试需要花费较多的测试时间和人力劳动；同时，因为各测试分开进行，无法综合考虑各测试因素之间的相互影响和协同作用，这也使得最终的测试结果可能与实际存在较大区别，使得出厂的电子设备存在隐患。

那么，有没有可能营造一种既能提供电磁干扰测试环境又能提供温湿度测试环境的同一空间呢？实验发现，如果在电磁混响室内设置温湿度调节装置，温湿度调节装置的存在是会对电磁波造成一定的影响，使得电磁混响室内的电磁混响模拟效果产生一定的偏差。为此，现有技术也有作出改进，如中国实用新型专利CN205374636U公开的一种用于环境试验的综合试验装置，该装置把高低温试验箱安装在电磁微波屏蔽暗箱的一个侧面上，使得高低温试验箱的大部分零部件都位于电磁微波屏蔽暗箱的混响空间之外，而其他几个侧面的表面均设置吸波材料层，但在高低温试验箱的进出风口处是没有设置吸波材料层的，这显然会对电磁微波屏蔽暗箱对电磁波的屏蔽效能产生一定影响，进而影响电磁微波屏蔽暗箱的混响效果。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种能够同时提供极端温度、极端湿度和电磁干扰的测试环境的温度-湿度-电磁综合环境模拟设备。

本发明是这样实现的：一种温度-湿度-电磁综合环境模拟设备，包括环境试验室，所述环境试验室内设置有电磁混响室，所述电磁混响室的壁上设置有用于电磁混响室内通风且能够保持所述混响室原有屏蔽效能的通风结构。

其中，所述通风结构包括开设在所述电磁混响室的壁上的窗口，和安装在所述窗口中的通风波导板，所述通风波导板开有多个通风孔。

其中，所述通风波导板的厚度为4-8mm，所述多个通风孔呈蜂窝状分布，所述通风孔的孔径为2-4mm。

其中，各个所述通风孔的孔心之间的距离为5-7mm。

其中，所述电磁混响室为长方体的腔体，其包括上壁、下壁和四个侧壁；所述电磁混响室设置多块通风波导板，多块所述通风波导板分别安装于第一侧壁以及与第一侧壁相邻的第二侧壁和第三侧壁。

其中，所述多块通风波导板包括安装于第一侧壁的进风波导窗、安装于第二侧壁的第一出风波导窗、以及安装于第三侧壁的第二出风波导窗。

其中，三块所述进风波导窗横向均布于所述第一侧壁的上半部分并对应所述环境试验室的进风口；两块所述第一出风波导窗横向分布于所述第二侧壁的远离所述第一侧壁的一端的下半部分；两块所述第二出风波导窗横向分布于所述第三侧壁的远离所述第一侧壁的一端的下半部分。

其中，所述电磁混响室内设置有发射天线和电磁搅拌器，所述电磁搅拌器包括安装在所述上壁的电机、被所述电机带动转动的转轴、和周向分布于所述转轴的多片叶片；所述电机外覆盖一个屏蔽盒。

其中，每片所述叶片与水平面的夹角为30°。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的温度-湿度-电磁综合环境模拟设备，电磁混响室内提供存在电磁干扰的测试环境，同时通过通风结构的屏蔽功能把电磁波屏蔽在电磁混响室内，且不被外部的电磁波所干扰；环境试验室用于调节其自身内部空间的温度与湿度，并通过通风结构的连通作用，把相关的温度与湿度的变化也传递到电磁混响室的内部空间，从而改变电磁混响室内的温度与湿度，在电磁混响室内营造与环境试验室一致的温度和湿度环境，同时不影响电磁混响室内的混响空间。通过上述的结构，通过在环境试验室内包裹电磁混响室的方式，可快速且均匀地调节电磁混响室内的温湿度，使得电磁混响室内能够同时提供极端温度、极端湿度和电磁干扰的测试环境，为电磁混响室内的电子设备提供一个与实际的恶劣工作环境相接近的测试环境，模拟效果真实，提高了测试结果的准确度；而且，能够在同一设备上同时进行多项测试，缩短测试时间，减少人力物力的消耗。

本发明的温度-湿度-电磁综合环境模拟设备，通过把温度、湿度调节的设备设置在电磁混响室的外部，通过从外而内的方式来调节电磁混响室内的温度和湿度，从而避免了温湿度调节装置对电磁混响室的性能的影响，而采用能够保持混响室原有屏蔽效能的通风结构来连通电磁混响室和环境试验室，能保证电磁混响室内的电磁波被有效屏蔽，克服了一直以来没解决的问题。而且，把电磁混响室放置在环境测试室的内部能快速且均匀地调节电磁混响室内的温度和湿度，便于测试的进行。

附图说明

图1是温度-湿度-电磁综合环境模拟设备的示意简图。

图2是电磁混响室的结构示意图。

图3是通风波导板的结构示意图。

图4是图3的I处的局部放大图。

图5是电磁搅拌器的结构示意图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本发明的示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。在本发明中所提及的“上、下、侧”仅是为了能更好地理解本发明，并不对本发明的保护范围构成限制。

本发明的一种温度-湿度-电磁综合环境模拟设备，如图1所示，包括环境试验室601，环境试验室601内设置有电磁混响室602，电磁混响室602的壁设置有用于连通环境试验室601的空间和电磁混响室602的空间且能够屏蔽电磁波的通风结构。电磁混响室602内提供存在电磁干扰的测试环境，同时通过通风结构的屏蔽功能把电磁波屏蔽在电磁混响室602内，使电磁混响室602的测试环境保持独立，且不受环境实验室601或其他外部的电磁波所干扰；环境试验室601调节其自身内部空间的温度与湿度，并通过通风结构的连通作用，把相关的温度与湿度的变化也传递到电磁混响室602的内部空间，从而改变电磁混响室602内的温度与湿度，使电磁混响室602与环境试验室601的空间中温度和湿度环境基本或完全保持一致。通过上述的结构，使得电磁混响室602内能够同时提供极端温度、极端湿度和电磁干扰的测试环境，为电磁混响室602内的电子设备提供一个与实际的恶劣工作环境相接近的测试环境，模拟效果真实，提高了测试结果的准确度；而且，能够在同一设备上同时进行多项测试，缩短测试时间，减少人力物力的消耗。

在本实施例中，如图2所示，电磁混响室602为长方体的空腔结构，其包括铝质的壳体，壳体包括上壁、下壁和四个侧壁，优选壁厚为3mm，该厚度的铝板保证了电磁混响室602的屏蔽效能。侧壁上设置有多块通风波导板101、102、103，通风波导板101、102、103用于连通环境试验室601的空间和电磁混响室602的空间且能够屏蔽电磁波。侧壁上还安装有屏蔽门104，屏蔽门104用于供测试人员进出电磁混响室602，屏蔽门104与通风结构不处于同一侧壁上。

图2所示，电磁混响室602内设置有电磁搅拌器5和发射天线106。电磁搅拌器5设置在电磁混响室602内，接近第一侧壁的地方，即接近进风波导窗101的地方。这样，当电磁搅拌器5转动时，在第一侧壁的内侧形成气流，从而在进风波导窗101的内侧形成动态负压，吸引环境试验室601中的空气在负压作用下进入电磁混响室602。

在本实施中，如图3和图4所示，通风波导板101、102、103的结构是由镂空的圆形通风孔302在铝板上按蜂窝状规律排列形成的。在相同面积上，相同孔距和孔眼直径的蜂窝状通风波导板镂空面积比阵列通风波导板来的大，有利于快速调节箱内温度和湿度。在通风波导板101、102、103的边缘上开有安装孔301，通过螺钉或其他固定结构把通风波导板101、102、103安装到侧壁上。

经研究，当通风波导板101、102、103上通风孔302的孔径尺寸远小于电磁波的波长时，通风波导板101、102、103的屏蔽效能与通风孔302的长度成正比。经试验，通风波导板101、102、103上通风孔的直径可设置为2-4mm，同时通风波导板的厚度(也即是，通风孔302的长度)设置为4-8mm，该通风孔尺寸的范围能有较好的屏蔽效果。而最优选的尺寸选择是：通风孔302的直径设置为3mm，通风孔302的长度设置为6mm，即通风波导板的厚度为6mm。

同时，经研究，将蜂窝状排布的上述通风孔302的孔心之间的距离设置为5-7mm时，有利于快速调节电磁混响室602内的温度和湿度，本实施例中，优选将相邻通风孔302的孔心之间的距离设置为5mm。为了保证电磁混响室602的侧壁的强度和满足通风孔302的长度为6mm的要求，上述的通风波导板101、102、103由两层厚3mm的铝板配打而成，并在铝板上按照上述的尺寸要求开通风孔302而得到，通风波导板101、102、103与电磁混响室602的壳体之间形成双重的缝隙，电磁波发生泄露的话需要经过两层缝隙，因此提高了屏蔽效能。

当然，本发明中的通风结构也可选用市面上销售的通风波导板，或者直接在侧壁上钻孔得到，但经试验得出，本实施例提供的具有上述结构的通风波导板101、102、103能够最好地平衡通风性能、屏蔽性能和整体强度这三个重要因素，为较佳的选择。

本实施例通过镂空电磁混响室602的壁并在镂空得到的窗口上安装通风波导板来实现通风。考虑到电磁混响室602的结构稳定性，过大或过密集地对壁面进行镂空会使得电磁混响室602容易发生变形，影响电磁混响室602的性能。通过FLOTHERM热仿真软件对整个设备进行模拟和计算后，如图1所示和图2所示，在电磁混响室602的壁面上共开有七个窗口，其中三个窗口作为有一定温度和湿度空气的进气口，另外四个窗口作为出气口，并在上述窗口中安装通风波导板101、102、103。在不同情况下，通风波导板101、102、103的尺寸应该根据电磁混响室602的尺寸和壳体的强度相应地作出改变。

七个窗口和七块通风波导板101、102、103的分布如下：三块进风波导窗101横向均布于第一侧壁的上半部分，并与环境试验室601的进风口相对；两块第一出风波导窗102横向设置于第二侧壁的远离第一侧壁的一端的下半部分；两块第二出风波导窗103横向排列于第三侧壁的远离第一侧壁的一端的下半部分，如上分布的七个通风波导板101、102、103的存在不会对电磁混响室602的侧壁的强度产生较大的影响、不影响电磁混响室的屏蔽效能、且有利于快速调节电磁混响室602的内部空间的温度和湿度。

如图5所示，电磁搅拌器包括安装在上壁的电机501，电机501连接并驱动转轴503，转轴503的周向上安装有多片叶片504。电磁搅拌器的转轴503上共设置了两层叶片，每层设置三块叶片504，每块叶片504与水平面夹角为30°，该角度为较优的夹角角度，叶片504倾斜一定的角度以增加独立采样点数，提高电磁搅拌器的搅拌效率。电磁搅拌器的电机501被装在一个小的长方体屏蔽盒内，在该长方体的屏蔽盒上开有用于伸出转轴503的轴孔，该设计能够使得电机501不影响电磁混响室602的工作性能以及测试区域的电磁波分布。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种温度-湿度-电磁综合环境模拟设备，其特征在于：

包括环境试验室，所述环境试验室内设置有电磁混响室，所述电磁混响室的壁上设置有用于电磁混响室内通风，连通环境试验室的空间和电磁混响室的空间，且能够保持所述混响室原有屏蔽效能的通风结构；电磁混响室内提供存在电磁干扰的测试环境，同时通过通风结构的屏蔽功能把电磁波屏蔽在电磁混响室内，使电磁混响室的测试环境保持独立；环境试验室调节其自身内部空间的温度与湿度并通过通风结构的连通作用，把相关的温度与湿度的变化也传递到电磁混响室的内部空间，从而改变电磁混响室内的温度与湿度；

所述电磁混响室为长方体的腔体，其包括上壁、下壁和四个侧壁；所述电磁混响室设置多块通风波导板，多块所述通风波导板分别安装于第一侧壁以及与第一侧壁相邻的第二侧壁和第三侧壁；通风波导板连通环境试验室的空间和电磁混响室的空间且屏蔽电磁波；侧壁上还安装有屏蔽门，屏蔽门供测试人员进出电磁混响室，屏蔽门与通风结构不处于同一侧壁上；

所述多块通风波导板包括安装于第一侧壁的进风波导窗、安装于第二侧壁的第一出风波导窗、以及安装于第三侧壁的第二出风波导窗；

电磁混响室内设置有电磁搅拌器和发射天线，电磁搅拌器转动在第一侧壁的内侧形成气流，在进风波导窗的内侧形成动态负压，吸引环境试验室中的空气在负压作用下进入电磁混响室；通风波导板上通风孔的孔径尺寸远小于电磁波的波长。

2.根据权利要求1所述的综合环境模拟设备，其特征在于：所述通风结构包括开设在所述电磁混响室的壁上的窗口，和安装在所述窗口中的通风波导板，所述通风波导板开有多个通风孔。

3.根据权利要求2所述的综合环境模拟设备，其特征在于：所述通风波导板的厚度为4-8mm，所述多个通风孔呈蜂窝状分布，所述通风孔的孔径为2-4mm。

4.根据权利要求3所述的综合环境模拟设备，其特征在于：各个所述通风孔的孔心之间的距离为5-7mm。

5.根据权利要求4所述的综合环境模拟设备，其特征在于：三块所述进风波导窗横向均布于所述第一侧壁的上半部分并对应所述环境试验室的进风口；两块所述第一出风波导窗横向分布于所述第二侧壁的远离所述第一侧壁的一端的下半部分；两块所述第二出风波导窗横向分布于所述第三侧壁的远离所述第一侧壁的一端的下半部分。

6.根据权利要求1所述的综合环境模拟设备，其特征在于：所述电磁混响室内设置有发射天线和电磁搅拌器，所述电磁搅拌器包括安装在所述上壁的电机、被所述电机带动转动的转轴、和周向分布于所述转轴的多片叶片；所述电机外覆盖一个屏蔽盒。

7.根据权利要求6所述的综合环境模拟设备，其特征在于：每片所述叶片与水平面的夹角为30°。