极地复杂环境模拟系统_天津国测航天科技有限责任公司

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极地复杂环境模拟系统

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产品介绍设备主要功能及优势：

极地复杂环境模拟系统.jpg

1.1产品概况

极地复杂环境模拟系统可用于确定电子产品、组件、材料等在低湿、温度循环变化等条件下使用和储存的适应性。

极地复杂环境模拟系统采用日前较合理的结构和稳定可靠的控制方式，使其具有外型美观，操作简便，安全、湿湿度控制精度高，是做好高低温验的理想设备。

1.2 产品优势和技术特点

1.2.1、利用多路、环保节能（低噪音）的机械压缩制冷系统。

该设备所有的材料、零件、部件、原料等无论是国产或进口均采用环保产品；根据机械压缩制冷特性，采用双级多路主旁路系统，多路主路、旁路可根据不同的工作状况自适应选择启用，整个控制由智能控制系统根据工况实现自动实现，改变了传统的用温控器控制加热器抵消制冷量的方式去控制冷量。从而达到节能的效果，不仅能耗只占同类产品的80%。也减轻了制冷压空机的运行负载，减少设备的振动及噪音，提调控制精度。为更好达到节能的效果，同时采用变频技术，使制冷压缩机的制冷输出适应试验室各种不同温度变化速率要求，同时控制使用损耗功率达到节能效果。在整个结构以及机械工作过程中的不同地方使用吸音、消音方式减少整个设备噪音。

1.2.2、自主开发的多路、多级节流系统（制冷系统）。

本设备的制冷系统根据系统不同工况设计不同的毛细主路、旁路、通过智通控制系统根据工况自动控制，自动调节的毛细管节流系统，保证流量大小可调，达到了温度变化的目的，而且温度场变化均匀，温度波动极小。

1.2.3、应用宽带压迫平衡调温系统，通过快速收敛的PID自适应算法实现温度的快速控制。

运用温度调和室，静压腔再加上离心风叶的强迫式风管系统，保证冷热充分的交换并均匀的通过顶部孔板均匀送风传送到工作室（实验区域）的每个空间，达到温度的均匀性；为实现温度的快速收敛，我公司自主开发了专用的、适用于本公司的PID自适应算法，该控制方式在控制过程中根据温度情况不断修正控制，达到收剑快，温度过冲小，稳定性高的控制目的。

1.2.4、实现远程可视化控制。

该设备配置人机管理界面，触模式自动化控制系统，实现自动控制；同时通过RS485通讯界面实现与远程计算机的连接，实现网络管理，远程监控。整个系统通过图形化界面，控制管理简单快速，故障自动提示，图形化提示故障节能并提出解决方法，指导用户快速排障。

2、极地复杂环境模拟系统性能指标及各系统组成

设备概况	设备包含降雨、光照、云雾、同步控制及智能化数据采集系统及系统组合，综合性能先进，可为极地关键装备提供防寒性能验证的实验条件，弥补我国在极地防寒技术储备的不足，真实模拟复杂的极地环境因素，实现精准控制。目前学校在防寒平台的建设还很匮乏，无该类试验设备。该设备的采购可以有效提高我校在极地装备防寒设计及性能测试的研究水平，提升极地装备研发设计能力，同时与建工、运载学部的相关方向形成合力，开创我校双一流发展新局面。
产品名称	极地复杂环境模拟系统
试样限制	本试验设备禁止易燃、易爆、易挥发性物质试样的试验；储存腐蚀性物质试样的试验、储存生物的试验、储存强电磁发射源试样的试验及储存
容积、重量和尺寸
标称内容积	122.5m3
内箱有效尺寸	7000(L)×5000(W)×3500(H) mm（深×宽×高）（mm）
功率、电流和供电电源
供电条件和电源	3￠380VAC±10%,50Hz 三相四线 + 保护接地电压允许波动范围：10% 频率允许波动范围：（50±0.5）ＨZ 保护地线接地电阻小于4Ω 要求用户在安装现场为设备配置相应容量的空气或动力开关，并且此开关必须独立控制本设备使用
性能指标
测试环境条件	环境温度为+25℃、相对湿度≤85%、试验箱内无试样条件下测得的数值。
满足试验标准测试方法	1. GB2423.1-2008/IEC6008-2-1-2007电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温 2. GB/T 2423.2-2008 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温 3. GJB150.3A－2009 高温试验方法 4. GJB150.4A－2009 低温试验方法 5.GB/T 10589-2008 低温试验箱技术条件 6.GB/T2423.3-2008(IEC68-2-3) 试验Ca:恒定湿热试验方法 7.G/BT 2423.4-2008/IEC6008-2-30:2005试验Db:交变湿热方法 8.GB/T5170.18-2005电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法温度/湿度组合循环试验设备 9.GB/T10586-2006湿热试验箱技术条件 10、GJB150-1986及GJB150A-2009等标准的要求，高温试验（GJB150.3-1986、11、GJB150.3A-2009）、低温试验（GJB150.4-1986、GJB150.4A-2009）、交变12、湿热试验（GJB150.9-1986、GJB150.9A-2009） 13、整机高温性能试验（GB/T 3871.11-2005） 14、发动机冷却系统整机热平衡试验（JB/T 12847-2016） 15、传动系统整机热平衡试验（Q/YT 542.5-2012） 16、空调试验（GB/T 13877.2-2003） 17、排气烟度测量（GB/T 3871.13-2006） 18、动力输出轴功率试验（GB/T 3871.3-2006） 19、其他涉及到对环境条件有特定要求以及轴负荷输出测定类非标准试验。 20、部分收获机械的高温热平衡试验、驾驶室空调试验等项目。
温湿度范围
温湿度范围	温度范围：-70～30℃；湿度范围：30～98%RH（如图）
控制精度	温度分辨率：0.01℃；温度偏差： ±2℃；温度均匀度：≤2.0℃
湿度控制精度	±5%RH
淋雨	淋雨：0~50mm/h；淋雨面积7m2；雨滴直径70um-3500um；
覆冰	0~5mm/h,覆冰面积大于7m2
风速	0.1~20m/s，精度0.1 m/s
云雾	含水量0~3g/m3，水滴直径5~70um
阳光	全光谱强度1000w/m2,面积25m2；照射角度30~75°；红外强度500w/m2,
结构系统
试验室结构	.整体外结构采用钢结构设计与水泥地面相连接，钢构深入水泥地面不小于500mm，保证了设备的整体稳固性，保温库板固定在钢结构上，确保了试验箱内高速风压、高温、高湿对试验室结构不造成任何影响。 .6面保温库板组合拼装结构，内部有钢架连接结构，库板间采用挂扣连接可拆卸式结构，方便现场安装， . 库板外装材料为冷轧钢板，*喷塑处理，颜色白色客户也可指定，板厚1.2mm . 库板内装材料为SUS304#不锈钢板，板材厚1.2mm . 库板隔热保温材料为聚氨酯硬质发泡胶厚度为150mm
试验室保温材料材料	. 库板外装材料为冷轧钢板，板厚1.5mm，表面酸洗。磷化，防静电喷塑处理，箱体外壳：≥1.2mm 碳素钢喷塑；设备箱体须有足够的强度、较好的密封性，以确保设备的温湿度均匀性及保温性能，同时热变形小、抗振性好； . 库板内装材料为SUS304#不锈钢板，板材厚1.5mm . 保温材料：厚度≥150mm，高密度聚胺酯泡沫体密度≥42 Kg/m3，使用导热系数低于 0.02W/（mk）的低“K”值的绝热材料，应具有高强度和不可燃、不沉积特性，防火等级为 GB8624（建筑保温材料国标） B1 级； . 箱体外框架及加强部分由不小于3mm钢板整体成型而成
保温层的计算公式如下	1、围护结构热阻的计算单层结构热阻 R=δ/λ 式中：δ—材料层厚度（m）λ—材料导热系数[W/(m.k)] 多层结构热阻R=R1+R2+----Rn=δ1/λ1+δ2/λ2+----+δn/λn 式中: R1、R2、---Rn—各层材料热阻（m2.k/w）δ1、δ2、---δn—各层材料厚度（m）λ1、λ2、---λn—各层材料导热系数[W/(m.k)] 2、围护结构的传热阻 R0=Ri+R+Re 式中: Ri —内表面换热阻（m2.k/w）（一般取0.11） Re—外表面换热阻（m2.k/w）（一般取0.04） R —围护结构热阻（m2.k/w） 3、围护结构传热系数计算 K=1/ R0 式中: R0—围护结构传热阻外墙受周边热桥影响条件下，其平均传热系数的计算 Km=(KpFp+Kb1Fb1+Kb2Fb2+ Kb3Fb3 )/( Fp + Fb1+Fb2+Fb3) 式中: Km—保温板的平均传热系数[W/（m2.k）] Kp—保温板主体部位传热系数[W/（m2.k）] Kb1、Kb2、 Kb3—保温板周边热桥部位的传热系数[W/（m2.k）] Fp—保温板主体部位的面积Fb1、Fb2、Fb3—外墙周边热桥部位的面积
运载火箭研究院钢构施工现场图
保温性能	对整个试验室库体来讲保温性能至关重要，所以我们把保温材料的厚度150mm，保温材料高密度聚胺酯泡沫体密度80Kg/m3，使用低“K”值的绝热材料，导热率可达0.002W/M²，并在材料中加入阻燃材料成份，应具有高强度、不可燃、不沉积、高保温等特性优点。
环境舱内压差	0～50Pa，微正压
底板结构及负重	1.底板：承重30吨均匀分布，我们采用精密计算，厚度5mm SUS304 防滑不锈钢板和厚度10mm 硬木平衡压板；*均匀承载能力≥5000kg/㎡，保证总重量35000kg 的整车行驶与停放，并且在整个工作温度范围内底板不得有变形损坏。 2.试验室底板设置排水孔采用SOLIDWORKS软件精密计算，钢材承受力，及屈服点检测
板材承压强度计算公式	一、采用SOLIDWORKS软件精密计算，钢材承受力，及屈服点检测用电脑SOLIDWORKS软件中的加载应力分析功能，对不同型号的钢材进行精准的分析出钢材的承重力，为设备的结构强度的稳定性，提供了强有力的保障。《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2001）二、参照基本值： ⑴．恒载值： 0.30KN/㎡ ⑵．加载值： 0.25 KN/㎡ ⑶．风压值： 0.25 KN/㎡ ⑷．钢材自重： 0.15 KN/㎡ ⑸．原钢梁WZ值： WZ=274C㎡ ⑹．调整后钢梁WZ值： WZ=265C㎡ ⑺．梁弯曲许用应力值：【ó】=6.2MPa 三、参照公式： ⑴．抗弯截面模量： WZ=d(h平方)/6 ⑵．钢梁弯曲应力强度: ómax=(Mmax)/ (WZ)≤【ó】 ⑶．梁中弯矩： Mmax=（1/16）pL ⑷．钢梁受力力点： P ⑸．梁两端支点之间长度：L 四、原钢梁弯曲应力强度校核： ⑴．钢梁承受总荷载值：面积参数值=66.80.95=38.76kN ⑵．P=38.76/16=2.4225KN ⑶． Mmax=（1/16）pL Mmax= (1/16)2.42256.8=1.02956kN.m ⑷．ómax=(Mmax)/ (WZ)≤【ó】 ómax=(1.0295610的3次方)/(27410的负6次方)=3.795mpa≤【ó】五、调整后钢梁弯曲应力强度校核： ⑴．钢梁承受总荷载值：面积参数值=66.80.95=38.76kN ⑵．P=3876/16=242.25KN ⑶． Mmax=（1/16）pL Mmax= (1/16)242.2568=1029.56kN.m
库门大门结构	共设计有两扇大门分别为：手动双开铰链门，门洞尺寸：2000×2500mm (W宽×H高），大门材料同试验室本体库房板，强度可靠，不易变形。五金件采用著名进口品牌；为方便人员的进出和紧急情况下箱内人员的安全撤离，门的把手设计成箱体内外均可开启的形式。密封采用双层硅橡胶条，耐高低温，抗老化，密封性能良好；为了防止低温试验时门框和门的边沿凝露或结霜，门框和门的边沿设置有电热除霜装置,。门槛上表面与周围地面同高，门槛与门外水泥地面之间的缝隙，采取有效措施实现良好过渡。开门方式也可采用电动设计完全实现自动化（此功能为选配项）。 .门材质同库体材质 .进口门锁，内外开启式 .门厚150mm保温材料为硬质聚氨酯发泡胶大型温湿度环境模拟案例图片

安全门设计	1.1.1 考虑到人员进出方便及环境仓运行稳定，在人员进出门外设置一过渡间，仓体人员门和过渡间人员门从室内和室外均可开启。尺寸为：900mm（W）×1900mm（H），观察窗不少于1扇，最小尺寸：300mm（W）×500mm（H），带加热功能。 2.在任何情况下，试验人员都可以不借助任何工具徒手从仓内直接打开任何一扇仓门，即使门在外面被锁住。 3.所有门、门框及观察窗应密闭、隔热、隔音，门框采用防冻电加热的不锈钢门框，观察窗玻璃应有内、外电热膜防止凝露。
照明系统	仓内照明系统，仓内照明分成两组单独控制，适用于环境仓整个温度范围段。车辆门和人员进出门附近有开关。照明强度20℃时，离地高度500mm处，光照强度≥500Lux。应急照明灯可在-45℃~80℃环境下连续工作１万小时以上，过渡间内也要有相应的照明系统。
视频监控	1监控系统应为视频监控系统，A、B环境舱内各一套，包含广角防爆高清摄像头（每个舱布置2个）、主机、显示器、硬盘及附件等。摄像机要求：≥200万像素1080P网络摄像机；带夜视功能；≥20倍变焦；水平360°，垂直0°～90°；温度适应范围-40 ℃～ 60 ℃，高强度铝合金精铸外壳，防护等级 IP66。网络主机要求：支持VGA及HDMI同时输出，VGA 输出可达1080P，HDMI输出可达4K；支持远程监控；可以实现每个摄像头画面单独放大；支持8画面实时预览、存储、回放及备份等。显示器要求：27英寸高清彩色显示器。硬盘要求：容量不小于无间断连续工作1年的视频容量。 2监控系统对车辆和设备的进行监控，能够记录与回放，具有良好的性能、较高的配置和可靠性、操作维护方便。 3 监控系统应有实时监控功能和全天候录像功能，可以在控制室完成监控。录像资料自动根据时间循环覆盖。 4监控系统应有安全保护功能，防止无关人员操作，并有运行日志功能。