CN111957358A - 能够模拟高原环境的综合环境试验箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能够模拟高原环境的综合环境试验箱，包括试验箱箱体1、降雪模拟系统、低气压模拟系统、湿度模拟系统和加热升温系统。采用以上技术方案的能够模拟高原环境的综合环境试验箱，结构新颖，设计巧妙，易于实现，通过降雪模拟系统、低气压模拟系统、湿度模拟系统和加热升温系统的相互配合，能够很好地模拟出高原环境和还原普通环境，对产品进行不同环境的可靠性测试，功能丰富，适用范围广。

Description

能够模拟高原环境的综合环境试验箱

技术领域

本发明涉及综合环境试验箱，具体涉及一种能够模拟高原环境的综合环境试验箱。

背景技术

综合环境试验箱用于模拟环境工况，对产品的进行可靠性试验。可靠性试验是产品研制中的重要环节，用以提高产品的可靠性或者验证产品可靠性是否达到规定的指标。

高原环境具有低气压和易降雪两个主要特点，目前，市面上的综合环境试验箱由于功能限制，都不具备模拟高原环境的功能，因此无法对产品进行高原环境可靠性测试。

急需设计一款能够应用于综合环境试验箱的降雪模拟系统，以满足市场的需求。

发明内容

为解决以上的技术问题，本发明提供了一种能够模拟高原环境的综合环境试验箱。

其技术方案如下：

一种能够模拟高原环境的综合环境试验箱，其要点在于，包括：

试验箱箱体，其由设备舱和试验舱组成；

降雪模拟系统，其包括制冷组件和喷雾组件，所述制冷组件用于降低试验舱的温度，所述喷雾组件包括设置在试验舱中的若干喷头、用于向降雪管路供水的喷雪水箱以及用于向降雪管路中通入压缩空气的压缩空气输入组件，各个喷头上均从内到外依次缠有加热带和保温带，所述降雪管路与各个喷头连通，降雪管路中的水和压缩空气经各个喷头以水雾状态喷出，能够在低温的试验舱中形成雪花；

低气压模拟系统，其设置在设备舱中，用于控制试验舱内的气压，能够使试验舱处于低气压或常压状态；

湿度模拟系统，其设置在设备舱中，用于控制试验舱内的湿度；

加热升温系统，其设置在设备舱中，用于提升试验舱内的温度。

采用以上结构，通过制冷组件将试验舱的室温降到零度以下，使喷头喷出的水雾能够瞬间形成雪花，实现模拟降雪环境的功能，并且在喷头上缠加热带和保温带能够防止喷头堵塞，大幅提高了模拟降雪时的稳定性和可靠性，同时，利用低气压模拟系统能够使设备舱模拟形成高原低气压环境，利用湿度模拟系统能够调节试验舱内的湿度，利用加热升温系统能够提升试验舱内的温度；从而通过降雪模拟系统、低气压模拟系统、湿度模拟系统和加热升温系统的相互配合，能够很好地模拟出高原环境和还原普通环境，对产品进行不同环境的可靠性测试，功能丰富，适用范围广。

作为优选：所述压缩空气输入组件包括压缩空气输入管路、泄压管路、设置在压缩空气输入管路上的过滤器和喷气电磁阀以及设置在泄压管路上的泄压电磁阀，所述压缩空气输入管路中的压缩空气依次流经过滤器和喷气电磁阀后部分导入降雪管路中，余下部分压缩空气经泄压管路向外排出。采用以上结构，简单可靠，使降雪管路中充入压缩空气，保证喷头喷出的水雾高度雾化，能够快速凝结为雪花。

作为优选：所述制冷组件包括用于降低试验舱温度的蒸发器以及用于散热的冷凝器，所述蒸发器设置在试验舱中，所述冷凝器设置在设备舱中，所述冷凝器与冷却水箱和液环泵通过冷却循环管路组成冷却循环回路，冷却水箱中的冷却水能够依次流经冷凝器和液环泵后回到冷却水箱中。采用以上结构，蒸发器能够高效地降低试验舱室温，冷凝器与液环泵能够共用一套冷却系统，既降低了成本，又简化了内部结构。

作为优选：所述低气压模拟系统包括均设置在设备舱中的抽气管路、补气管路、补气比例调节阀和抽气比例调节阀，所述液环泵和抽气比例调节阀设置在抽气管路上，所述补气比例调节阀设置在补气管路上；当补气比例调节阀关闭、抽气比例调节阀打开时，所述液环泵能够通过抽气管路将从试验舱中抽出的空气排出到试验箱箱体的外部；当补气比例调节阀打开、抽气比例调节阀关闭时，试验箱箱体外部的空气能够通过补气管路补入试验舱中。采用以上结构，简单可靠地实现了试验舱的气压调节。

作为优选：所述补气管路上设置有消声器，试验箱箱体外部的空气依次流经消声器和补气比例调节阀后补入试验舱中。采用以上结构，能够在补气时起到降噪的效果，简单可靠。

作为优选：所述冷却循环管路中设置有气液分离器，该气液分离器位于液环泵和冷却水箱之间，从液环泵中流出的冷却水，经气液分离器排气后流回到冷却水箱中。采用以上结构，能够有效排出冷却循环管路中的气体，保证冷却循环回路的稳定运行。

作为优选：所述气液分离器分离出的湿润空气经湿润空气管路引入湿润空气冷却处理器，湿润空气冷却处理器分离出的干燥空气排出试验箱箱体的外部，湿润空气冷却处理器分离出的冷凝水经冷凝水回收管路流回冷却水箱中。采用以上结构，湿润空气冷却处理器能够将湿润空气中的水分冷却为冷凝水，并将冷凝水导回冷却水箱中，以避免冷却水箱中的水损失过快，同时能够避免排出空气温度过高。

作为优选：所述湿度模拟系统包括均设置在设备舱中的加湿水箱、加湿管路以及若干加热蒸发筒，所述加湿水箱通过加湿管路向各个加热蒸发筒供水，且各个加热蒸发筒产生的水蒸气通过加湿管路送入试验舱中。采用以上结构，加热蒸发筒是密封结构，从而适用于低气压环境，实现在常压和低气压状态下均能进行湿度调节。

作为优选：所述加热升温系统包括若干设置在试验舱中的加热电阻丝。采用以上结构，简单可靠地对试验舱进行升温调节。

作为优选：所述试验舱的一侧壁上设置有逃生门和手动进气球阀。采用以上结构，通过设置手动进气球阀，试验舱内人员能够主动对试验舱进行压力恢复，避免发生安全事故，而逃生门的设置使试验舱内人员能够快速离开试验舱，同样提高了安全性能。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

采用以上技术方案的能够模拟高原环境的综合环境试验箱，结构新颖，设计巧妙，易于实现，通过降雪模拟系统、低气压模拟系统、湿度模拟系统和加热升温系统的相互配合，能够很好地模拟出高原环境和还原普通环境，对产品进行不同环境的可靠性测试，功能丰富，适用范围广。

附图说明

图1为本发明的外部结构示意图；

图2为本发明的内部结构示意图；

图3为图2卸下回风挡板的示意图；

图4为降雪模拟系统的配合关系示意图；

图5为低气压模拟系统的配合关系示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

如图1-图5所示，一种能够模拟高原环境的综合环境试验箱，其主要包括试验箱箱体1、降雪模拟系统、低气压模拟系统、湿度模拟系统和加热升温系统。

请参见图1和图2，试验箱箱体1中设置有设备舱1a和试验舱1b，设备舱1a用于安装各种模拟环境用的设备，试验舱1b用于对待测试的元器件进行测试。另外，试验箱箱体1上设置有试验舱滑门1c，试验舱滑门1c通过滑轨安装在试验箱箱体1的一侧壁上，能够打开或封闭试验舱1b。同时，试验舱滑门1c上设置有玻璃材质的观察窗1c1，以便于从外界观察试验舱1b的内部情况。

进一步地，试验舱1b的一侧壁上设置有逃生门26和手动进气球阀27。通过设置手动进气球阀27，试验舱内人员能够主动对试验舱1b进行压力恢复，避免发生安全事故，而逃生门26的设置使试验舱内人员能够快速离开试验舱1b，同样提高了安全性能。

进一步地，试验舱1b的一侧壁上设置有若干接线盘28，接线盘28具有密封结构，并用于将线路从外接入试验舱1b内部，既能够接入更多的测试设备，又不会破坏试验舱1b的低气压环境。

请参见图3和图4，降雪模拟系统包括制冷组件和喷雾组件，制冷组件能够降低试验舱1b的温度，通过制冷组件将试验舱1b的室温降到零度以下，使喷雾组件在试验舱1b中制造的水雾瞬间形成雪花，实现模拟降雪环境的功能，从而能够对产品进行降雪环境中的可靠性测试。

请参见图4，制冷组件主要包括均设置在设备舱1a中的冷凝器3、压缩机以及设置在试验舱1b中的蒸发器17，从冷凝器3流出的冷媒依次流经压缩机和蒸发器17后再流回冷凝器3。蒸发器17用于降低试验舱1b的温度，能够将试验舱1b的温度快速降到零度以下。冷凝器3用于对冷媒散热。

请参见图2和图3，试验舱1b的一侧壁上具有若干出风口1b1和若干回风口1b2，出风口1b1均开设在试验舱1b这一侧壁的顶部，回风口1b2均开设在试验舱1b这一侧壁的底部，并且，为了防止回风口1b2发生雪堵，在各个回风口1b2外统一罩有一个回风挡板20，该回风挡板20由顶板20a和前侧板20b组成，以使回风不能从正面吹入各个回风口1b2，而只能从两端进入回风挡板20。

进一步地，回风挡板20采用可拆卸的安装方式，既便于清理积雪，又便于模拟非降雪环境时取下，增加回风的通畅性。具体地说，试验舱1b具有回风口1b2的侧壁上设置有若干与回风挡板20相适应的挡板支架21，回风挡板20能够置于各个挡板支架21上，亦能够很方便地拆下。

进一步地，各个出风口1b1和回风口1b2均呈网格状结构，能够避免较大异物进入。

请参见图1-图4，喷雾组件包括设置在试验舱1b中的若干喷头13、用于向降雪管路15供水的喷雪水箱14以及用于向降雪管路15中通入压缩空气的压缩空气输入组件，各个喷头13上均从内到外依次缠有加热带43和保温带44，能够防止喷头13发生凝结堵塞，保证了模拟降雪环境的稳定性和可靠性。

请参见图4，喷雪水箱14由喷雪泵36提供动力，向降雪管路15供液。本实施例中，设置有两台喷雪泵36，以保证降雪管路15具有充足的压力。

进一步地，自来水管路16通过纯水器18过滤后将纯净水导入纯水箱19中，再经纯水箱19将纯净水导入喷雪水箱14中，以避免后续管路或喷头13发生堵塞。并且，纯水箱19与喷雪水箱14之间的供水管路34中设置有过滤棉35，以进一步滤除杂质。

请参见图4，压缩空气输入组件包括压缩空气输入管路37、泄压管路42、设置在压缩空气输入管路37上的过滤器38和喷气电磁阀39以及设置在泄压管路42上的泄压电磁阀41，压缩空气输入管路37中的压缩空气依次流经过滤器38和喷气电磁阀39后部分导入降雪管路15中，余下部分压缩空气经泄压管路42向外排出，通过以上设计，简单可靠，使降雪管路15中充入压缩空气，保证喷头喷出的水雾高度雾化，能够快速凝结为雪花。同时，为了保护压缩空气输入管路37，在压缩空气输入管路37上设置有与喷气电磁阀39导通方向相反的保护电磁阀40，该保护电磁阀40设置在喷气电磁阀39和降雪管路15之间。

请参见图2、图3和图5，低气压模拟系统设置在设备舱1a中，用于控制试验舱1b内的气压，能够使试验舱1b处于低气压或常压状态。具体地说，低气压模拟系统包括设置在设备舱1a中的抽气管路8、补气管路9、液环泵4、补气比例调节阀5和抽气比例调节阀6。

抽气管路8和补气管路9的两端均分别连通试验舱1b的内部和试验箱箱体1的外部。具体地说，抽气管路8的出气端与补气管路9的进气端均穿出到试验箱箱体1的外部，设备舱1a中设置有设备舱连通管路12，该设备舱连通管路12的一端同时与抽气管路8的进气端和补气管路9的出气端连通，另一端穿入试验舱1b中。当试验舱1b需要模拟低气压时，依次经设备舱连通管路12和抽气管路8将试验舱1b中的空气抽到试验箱箱体1以外；当试验舱1b恢复常压时，依次经补气管路9和设备舱连通管路12将试验箱箱体1外部的空气补入试验舱1b中。

液环泵4和抽气比例调节阀6设置在抽气管路8上，补气比例调节阀5设置在补气管路9上，当补气比例调节阀5关闭、抽气比例调节阀6打开时，液环泵4能够通过抽气管路8将从试验舱1b中抽出的空气排出到试验箱箱体1的外部，使试验舱1b内部处于低气压状态。当试验舱1b内部需要恢复为常压状态时，补气比例调节阀5打开、抽气比例调节阀6关闭时，试验箱箱体1外部的空气能够通过补气管路9补入试验舱1b中。

进一步地，为了有效减小补气时产生的噪音，补气管路9上设置有消声器10，试验箱箱体1外部的空气依次流经消声器10和补气比例调节阀5后补入试验舱1b中。

设备舱1a中设置有冷却水箱2、冷凝器3、液环泵4和冷却循环管路7，冷却循环管路7将冷却水箱2、冷凝器3和液环泵4组成冷却循环回路，冷却水箱2中的冷却水能够依次流经冷凝器3和液环泵4后回到冷却水箱2中。液环泵4不仅能够用于抽气，使试验舱1b处于低气压环境，而且能够作为冷却循环回路的动力，并且，冷却水从冷却水箱2出来以后，先冷却制冷组件的冷凝器3，再冷却自身，然后循环回到冷却水箱2中，从而能够同时对低气压模拟系统和制冷组件进行冷却，既实现了设备的共用，又简化了内部结构，降低了装配难度和制造成本。

进一步地，由于液环泵4能够同时抽气和抽水，但却会在水中混有一定量的气体，为了能够有效排出冷却循环管路7中的气体，保证冷却循环回路7的稳定运行，冷却循环管路7中设置有气液分离器11，该气液分离器11位于液环泵4和冷却水箱2之间，从液环泵4中流出的冷却水，经气液分离器11排气后流回到冷却水箱2中。

并且，气液分离器11分离出的湿润空气经湿润空气管路30引入湿润空气冷却处理器28，湿润空气冷却处理器28分离出的干燥空气排出试验箱箱体1的外部，湿润空气冷却处理器28分离出的冷凝水经冷凝水回收管路31流回冷却水箱2中，湿润空气冷却处理器28能够将湿润空气中的水分冷却为冷凝水，并将冷凝水导回冷却水箱2中，以避免冷却水箱2中的水损失过快，同时能够避免排出空气温度过高。设备舱1a的舱壁上开设有空气排放口，在该空气排放口上设置有排放滤网29，湿润空气冷却处理器28分离出的干燥空气经排放滤网29过滤后排出到试验箱箱体1的外部，能够提高排出空气的质量。

湿度模拟系统设置在设备舱1a中，用于控制试验舱1b内的湿度。湿度模拟系统包括均设置在设备舱1a中的加湿水箱、加湿管路以及若干加热蒸发筒，加湿水箱通过加湿管路向各个加热蒸发筒供水，且各个加热蒸发筒产生的水蒸气通过加湿管路送入试验舱1b中。加湿水箱内同样内置有泵，用于提供动力，将加湿水箱的水输送到各个加热蒸发筒后，各个加热蒸发筒产生的水蒸气通过加湿管路送入试验舱1b中，以对试验舱1b进行湿度调节。

加热升温系统设置在设备舱1a中，用于提升试验舱1b内的温度。加热升温系统包括若干加热电阻丝，加热电阻丝均设置在试验舱1b中，从而能够升高试验舱1b内的温度。

进一步地，试验舱1b中设置有湿度传感器和温度传感器，以实时监测试验舱1b内部的湿度和温度，实现精确控温和控湿。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种能够模拟高原环境的综合环境试验箱，其特征在于，包括：

试验箱箱体(1)，其由设备舱(1a)和试验舱(1b)组成；

降雪模拟系统，其包括制冷组件和喷雾组件，所述制冷组件用于降低试验舱(1b)的温度，所述喷雾组件包括设置在试验舱(1b)中的若干喷头(13)、用于向降雪管路(15)供水的喷雪水箱(14)以及用于向降雪管路(15)中通入压缩空气的压缩空气输入组件，各个喷头(13)上均从内到外依次缠有加热带(43)和保温带(44)，所述降雪管路(15)与各个喷头(13)连通，降雪管路(15)中的水和压缩空气经各个喷头(13)以水雾状态喷出，能够在低温的试验舱(1b)中形成雪花；

低气压模拟系统，其设置在设备舱(1a)中，用于控制试验舱(1b)内的气压，能够使试验舱(1b)处于低气压或常压状态；

湿度模拟系统，其设置在设备舱(1a)中，用于控制试验舱(1b)内的湿度；

加热升温系统，其设置在设备舱(1a)中，用于提升试验舱(1b)内的温度。

2.根据权利要求1所述的能够模拟高原环境的综合环境试验箱，其特征在于：所述压缩空气输入组件包括压缩空气输入管路(37)、泄压管路(42)、设置在压缩空气输入管路(37)上的过滤器(38)和喷气电磁阀(39)以及设置在泄压管路(42)上的泄压电磁阀(41)，所述压缩空气输入管路(37)中的压缩空气依次流经过滤器(38)和喷气电磁阀(39)后部分导入降雪管路(15)中，余下部分压缩空气经泄压管路(42)向外排出。

3.根据权利要求1所述的能够模拟高原环境的综合环境试验箱，其特征在于：所述制冷组件包括用于降低试验舱(1b)温度的蒸发器(17)以及用于散热的冷凝器(3)，所述蒸发器(17)设置在试验舱(1b)中，所述冷凝器(3)设置在设备舱(1a)中，所述冷凝器(3)与冷却水箱(2)和液环泵(4)通过冷却循环管路(7)组成冷却循环回路，冷却水箱(2)中的冷却水能够依次流经冷凝器(3)和液环泵(4)后回到冷却水箱(2)中。

4.根据权利要求3所述的能够模拟高原环境的综合环境试验箱，其特征在于：所述低气压模拟系统包括均设置在设备舱(1a)中的抽气管路(8)、补气管路(9)、补气比例调节阀(5)和抽气比例调节阀(6)，所述液环泵(4)和抽气比例调节阀(6)设置在抽气管路(8)上，所述补气比例调节阀(5)设置在补气管路(9)上；当补气比例调节阀(5)关闭、抽气比例调节阀(6)打开时，所述液环泵(4)能够通过抽气管路(8)将从试验舱(1b)中抽出的空气排出到试验箱箱体(1)的外部；当补气比例调节阀(5)打开、抽气比例调节阀(6)关闭时，试验箱箱体(1)外部的空气能够通过补气管路(9)补入试验舱(1b)中。

5.根据权利要求4所述的能够模拟高原环境的综合环境试验箱，其特征在于：所述补气管路(9)上设置有消声器(10)，试验箱箱体(1)外部的空气依次流经消声器(10)和补气比例调节阀(5)后补入试验舱(1b)中。

6.根据权利要求4所述的能够模拟高原环境的综合环境试验箱，其特征在于：所述冷却循环管路(7)中设置有气液分离器(11)，该气液分离器(11)位于液环泵(4)和冷却水箱(2)之间，从液环泵(4)中流出的冷却水，经气液分离器(11)排气后流回到冷却水箱(2)中。

7.根据权利要求6所述的能够模拟高原环境的综合环境试验箱，其特征在于：所述气液分离器(11)分离出的湿润空气经湿润空气管路(30)引入湿润空气冷却处理器(28)，湿润空气冷却处理器(28)分离出的干燥空气排出试验箱箱体(1)的外部，湿润空气冷却处理器(28)分离出的冷凝水经冷凝水回收管路(31)流回冷却水箱(2)中。

8.根据权利要求1所述的能够模拟高原环境的综合环境试验箱，其特征在于：所述湿度模拟系统包括均设置在设备舱(1a)中的加湿水箱、加湿管路以及若干加热蒸发筒，所述加湿水箱通过加湿管路向各个加热蒸发筒供水，且各个加热蒸发筒产生的水蒸气通过加湿管路送入试验舱(1b)中。

9.根据权利要求1所述的能够模拟高原环境的综合环境试验箱，其特征在于：所述加热升温系统包括若干设置在试验舱(1b)中的加热电阻丝。

10.根据权利要求1所述的能够模拟高原环境的综合环境试验箱，其特征在于：所述试验舱(1b)的一侧壁上设置有逃生门(26)和手动进气球阀(27)。

Images