环境技术
ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY
1999年　第17卷　第6期　Vol.17　No.6　1999



国外环境试验设备制造业一瞥
魏铭炎
　　摘要: 简述环境试验设备制造业的形成和发展及其促进和推动的因素
　　关键词：环境试验设备； 形成和发展； 促进和推动因素
　　中图分类号： TB97　　　文献标识码： A
1　环境试验设备制造业的形成和发展
　　为了提高工业产品的环境适应性和可靠性，一些工业先进国家率先开展环境试验。早期的环境试验是在天然环境条件下进行的。这种试验虽然直观、可靠、无需特殊的试验设备，但受到地区性环境条件的限制、试验时间长、重现性差。为了加快产品的更新换代，开拓市场，这些国家又纷纷投入可观的人力和财力，研制和生产出能模拟天然环境条件的试验设备，于是，一门新兴的行业─环境试验设备制造业，也就应运而生。
　　1914年，J.A.Capp制成一台能模拟盐雾环境的简易试验设备。
　　1921年，德国西门子公司研制出世界上第一台湿热试验箱。
　　1929年，世界上首家环境试验设备厂商在德国开业。尔后，英、美、日等国也先后开始研制和生产环境试验设备。
　　回顾历史，环境试验设备制造业经历了三个发展阶段，如表1所示。
表1　环境试验设备制造的三个发展阶段
阶　段起迄时间特　　　点
摸索发展的第一阶段1914年到50年代在这一阶段中，经历了两次世界大战，一些军用器材和装置在战争现场使用和贮存期间，频频出现损坏和失效现象。研究发现，气候、运输和贮存条件是造成这些损坏和失效的主要原因，引起了各国军方的重视。为求在短时间内获取试验结果，以利改进军用器材和装置的性能，一些工业发达国家开始环境试验设备的研制和生产。这一阶段的环境试验设备都是单因素的，结构十分简单。
蓬勃发展的第二阶段50年代末到70年代中期在这一阶段中，各国的环境试验设备制造业得到飞速的发展，其特点是设备品种增多，规格日趋齐全；设备结构设计水平明显提高；设备由单因素发展到多因素；讲究结构布局的合理性；进行了热工设计；注意了气流组织。设备的主要性能指标之一的温度均匀性有了很大提高；自动控制技术发展到一个新的阶段；设备体积缩小，控制精度进一步提高，程序设定器逐渐完善，增设了各种安全保护装置，使设备的模拟性和重现性获得改善。
日臻完善的第三阶段70年代后半期以来在这一阶段中，综合环境试验设备问世，开始了动态综合环境模拟试验的新阶段，表现在温度变化过程受控，环境模拟更为逼真；气候环境与机械环境综合；采用数字式随机振动技术；设备动态老练。其技术基础是大规模集成电路技术的迅速发展，微处理机的广泛应用和数字式随机振动技术的发展。新技术的应用使环境试验设备的模拟性、加速性和重现性得到了充分的保证，使环境试验设备发展到一个前所未有的新高度。
2　促进和推动环境试验设备制造业发展的因素
2．1　军事行动的驱使
　　表2中所列的环境对军用器材和装置的不利影响足以引起有关国家军方的关注。
表2　环境对军用器材和装置的不利影响的案例汇总
时　间不　　利　　影　　响
第一次世界大战中英国海军的一批战舰由于海洋盐雾的侵蚀和海水腐蚀等综合因素的影响，主机部件出现腐蚀失效，迫使40%的战舰返港修理。
日本侵华战争中日军在狂风大作的天气下作战，由于装填步枪子弹的部分没有任何覆盖物，飞沙随着猛烈的风势进入枪管，堵塞后不能继续装填弹药。
第二次世界大战中美国对日作战时使用的电子设备，经过运输、贮存到战场后，约有一半不能正常运作。
美国侵朝战争中美国电子设备的不可靠性问题进一步暴露。当时，雷达出故障不能工作时间达84％，陆军电子设备在规定时间内有65％～75％出故障而不能使用，空军在五年内的电子设备维修费超出购置设备费用的10倍。
1986年1月28日美国“挑战者”航天飞机在升空后74秒突然爆炸， 机上七名宇航员全部遇难。调查得出，聚硫橡胶密封垫不适应寒冷气候环境，乃是导致这次爆炸的主要“罪魁祸首”。
1991年海湾战斗中多国部队直升机的发动机在海湾沙漠环境中往往才运行30～50小时，就不得不大量地从这些直升机上拆卸下来进行维修。有些直升机甚至刚到达海湾地区就需要修理。
1998年8月美国B－2轰炸机的隐形功能主要依靠飞机外壳上涂覆的特殊金属塑料复合材料。但根据美国总审计局1998年8月发表的报告， 这种复合材料在潮湿和过热的环境中会丧失吸收雷达波的能力，因而会大量反射雷达波，使得地面雷达可以检测到飞机的行踪。
　　 为达军事目的，往往会不惜代价，其中包括研制和开发新型的环境试验设备。
2.2　各类试验方法的要求
　　一些新制订的试验方法，对环境试验设备提出了一系列要求，直接促进和推动相应的环境试验设备的研制和开发。如1943年美国陆海军制订了环境试验方法，1945年12月颁布了“航天设备试验要求AF-41065”，1949年12月先后颁布了“机载电子设备总规范MIL-E-5400”和“机载电子设备环境试验MIL-E-5422”，1962 年1月19日颁布了MIL-STD-750半导体器件试验方法，1962年12月4 日颁布了MIL- STD-810环境试验方法（指数分布），1974年至1976年国际电工委员会（IEC）TC50的68号出版物相继出版了“试验Z/AD低温/湿热组合循环试验方法”、 “试验Z/AMD低温/低气压/湿热综合试验方法”、“试验Z/AM低温/低气压综合试验方法”和“试验Z/BM高温/低气压综合试验方法”等4个Z组试验方法，1995年3月， 在美国环境科学学会的MIL-STD-810C讨论会上又提出了模拟飞机真实飞行剖面环境的综合环境可靠性试验方法（CERT）……
2．3　某些政策的实施
　　例如，日本在1954年以前，国内所用的环境试验设备主要从美国进口。1955年以后，日本政府开始执行一项积极资助制造工业的政策，相继颁布了“机械工业振兴临时措置法”和“发展电子技术和其他工业的特别法令”。许多日本的仪器仪表制造厂商先后同美国的有关厂商签订了各种技术援助协议，开始引进美国的环境试验设备资料，进行仿制，并且很快地掌握了美国的先进技术。借助这些协议，日本环境试验设备制造业消化和吸收了环境试验设备的设计、生产技术、应用技术以及有关的专用工艺等，结果到50年代末期，日本环境试验设备制造厂商已发展到约20家，已能独立设计各种环境试验设备，并设立了环境试验中心。从此以后，日本自行设计和生产的环境试验设备不仅已能满足国内需要，而且还向不少国家出口。文章编号：1004-7204
　
收稿日期： 1999-07-30
