环境舱是一种用于模拟各种自然和人工环境条件的实验设备，广泛应用于材料科学、航空航天、汽车工业、电子设备、生物医药、建筑等领域。环境舱通过精确控制舱内的温度、湿度、气压、光照、化学物质浓度等参数，为测试对象提供一个受控的测试环境，以评估其在特定环境条件下的性能、可靠性和适应性。

环境舱，通常也称为环境模拟舱或气候实验室，是高原无人机综合试验平台中用于进行室内、可控、可重复测试的关键设施。它是在将无人机投入真实、昂贵且不可控的高原野外试验之前，进行第一轮筛选和问题暴露的重要环节。

环境舱的核心作用与价值

1.生存保障?：

?在极寒（如南极科考）、极热（如沙漠/高温工业区）、高辐射（如核污染区）、高海拔（如高原科考）等极端环境，环境舱通过?温控系统（加热/制冷）、气压调节、空气净化、辐射防护?等技术，为人员提供“类地球”生存条件。

2.科研实验?：

用于?环境科学、生态学、材料学?等领域的极端环境研究。例如：

?模拟火星/月球环境，测试生命存活、设备耐久性；

?在极地/深海环境，研究生态演变、资源勘探；

?在高温/高压环境，验证材料耐腐蚀性、能源设备稳定性。

3.设备运行保障?：

?为无人机、通信基站、能源设备等提供?恒温、恒湿、防尘、防辐射?的运行环境，确保极端条件下设备稳定工作（如图中野外基站的环境舱，保障通信设备在荒漠/高原环境持续运行）。

4.模拟极端环境条件：

?能够精确复现高原地区的各种单一或复合环境应力，包括：

?低气压/低氧：模拟从海拔0米到米甚至更高的气压和空气密度。

?低温：模拟零下40℃、50℃甚至更低的极端低温。

?高温：模拟高原夏季可能的日光辐射下的高温。

?温度冲击：快速在高低温之间切换，测试材料与元器件的耐受性。

?日照辐射：模拟高原强烈的紫外线照射。

?淋雨/防潮：模拟降水和高湿度环境。

5.实现可控与可重复的测试：

?在实验室内，可以精确控制每一个环境变量，排除野外试验中风向、紊流等不确定因素的干扰。

?相同的测试条件可以反复重现，这对于故障复现、性能对比和设计迭代至关重要。

环境舱类型：

一、按应用场景分类

1.极端气候环境模拟舱?

?模拟气温、风速、湿度、冰冻等气候条件，用于道路维护、车辆测试及气候灾害研究?。

- 温度和湿度控制：模拟不同气候条件下的温度和湿度，用于测试材料、设备在高温、低温、高湿、低湿等条件下的性能。

- 光照模拟：模拟自然光或特定波长的光照，用于测试材料的耐光性、老化性能等。

- 降水和风速模拟：模拟雨、雪、雾、风等自然现象，用于测试户外设备、建筑材料等的防水、防风性能。

2.极地环境模拟舱?

?模拟酷寒、干旱、烈风等极地条件，适用于科考设备测试和人员适应性培训?。

3.沙漠环境模拟舱?

?模拟高温、低湿度、强辐射环境，应用于汽车工业、地质学及军事领域?。

4.低气压环境试验舱?

?模拟高海拔或太空低气压环境，用于航空航天、军工及电子产品测试?。

5.高原/太空模拟舱?

?通过调节气压和氧浓度（如10%-15%），研究高原生理或航天器性能?。

- 低气压模拟：模拟高海拔地区的低气压环境，用于测试设备、材料在高原条件下的性能。

- 低温和低氧模拟：模拟高原地区的低温和低氧环境，用于测试设备的低温启动性能、人体的高原适应性等。

6.睡眠舱?

?基础型?：机场、办公区短时休息。

?智能助眠型?：融合音乐疗法、光疗等，优化睡眠环境。

?低压氧型?：改善血氧供给，用于康复中心。

7. 综合环境模拟舱：

?多参数协同控制：能够同时模拟多种环境条件，如温度、湿度、气压、光照、化学物质浓度等，用于复杂环境条件下的综合测试。

8. VOC释放量环境舱：

?挥发性有机化合物（VOC）释放测试：用于测试室内装饰材料、家具等在特定环境条件下的VOC释放量，评估其对室内空气质量的影响。

二、按技术原理分类

1.多参数模拟舱?

?精准控制温度（±0.5℃）、湿度（10%-95%）、气压（如25kPa）及气体成分（如氧浓度调节）?。

2.动态环境模拟舱?

?集成风速模拟（0-15m/s）、快速减压测试（如36kPa/s）及辐射模拟（100-1200W/m2）?。

3.小型/大型实验舱?

?小型舱?（<1m3）：温湿度易控制，适合小样品测试。

?大型舱?（>5m3）：模拟真实环境，支持大设备测试。

三、特殊功能型

?电磁/脑波调控舱?：利用声波或电磁波促进脑波同步，用于科研与康养。

?抗疲劳恢复舱?：结合气压按摩、红外加热，用于运动康复。

环境舱的技术特点：

1. 多参数协同可控性：能够同时对两种及以上环境参数进行精确调节，确保测试环境的准确性和一致性。

2. 宽范围参数覆盖性：能够覆盖从常规到极端的环境条件，如温度范围从-196℃到500℃，湿度范围从5%RH到98%RH，气压范围从26kPa到常压。

3. 高精度与高稳定性：关键参数的控制精度高，如温度控制精度可达±0.5℃，湿度控制精度可达±2%RH，确保测试数据的准确性和可重复性。

环境舱的设备组成

一、主体结构系统

1. 舱体外壳与内胆

?外壳：冷轧钢板喷塑或不锈钢，防锈防腐；

?内胆：SUS304/316L不锈钢或耐腐蚀工程塑料（如PP、PVC，用于盐雾舱）；

?保温层：≥100 mm 聚氨酯硬泡（导热系数 ≤ 0.022 W/m·K）。

2. 密封门与观察窗

?双层电加热防凝露观察窗（带刮水器可选）；

?气密门配硅胶密封条，支持手动/电动开启；

?门上集成操作面板或样品传递口。

3. 样品承载系统

?不锈钢网架或移动托盘，承重 ≥ 100 kg/m2；

?可选配旋转台、升降平台或振动台接口。

二、环境模拟子系统

1. 温湿控制系统

?制冷系统：机械压缩（单级/复叠）或液氮辅助（-70℃以下）；

?加湿系统：电极式/电热式蒸汽发生器；

?除湿系统：转轮除湿机或制冷除湿（低湿工况）；

?典型范围：

?温度：-70℃ ～ +180℃（部分可达+200℃）；

?湿度：10% ～ 98% RH（非凝露区）。

2. 低气压系统（高原模拟）

?真空泵组（旋片泵+罗茨泵）；

?高精度压力传感器 + 自动调节阀；

?气压范围：101 kPa（常压） → 10 kPa（≈30,000英尺海拔）。

3. 气候模拟模块（可选集成）

?盐雾发生器：5% NaCl溶液喷雾系统，沉降量1–2 mL/80cm2·h；

?淋雨/喷淋装置：喷嘴阵列，流量100–300 L/m2·h；

?粉尘/沙尘系统：鼓风机+粉尘分散器，满足IP5X/IP6X；

?太阳辐射模拟器：氙灯或金属卤素灯，辐照度0–1200 W/m2。

三、测控与数据采集系统

1. 中央控制器

?工业PLC 或 嵌入式计算机，支持编程多因子时序联动；

2. 传感器网络

?温湿度传感器（±0.3℃ / ±1.5% RH）；

?气压传感器（±0.1 kPa）；

?盐雾沉降收集皿、粉尘浓度计、光照计等；

3. 被试品监测接口

?多通道电连接器（电源、信号、CAN总线）；

?视频监控（高清摄像头+红外夜视）；

?可接入红外热像仪、应变仪等外设。

四、安全与辅助系统

?紧急排风装置：高温/有害气体快速排出；

?氧气浓度监测与报警（低温舱必备）；

?废液收集与中和系统（盐雾、淋雨试验后处理）；

?防爆照明与电气系统（适用于易燃环境模拟）；

?声光报警与自动停机联锁。

环境舱的完整建设方案与步骤

一、建设目标

建成一座具备温湿、低气压、盐雾、淋雨等单因素或复合环境模拟能力的环境舱系统，满足产品在极端气候与特殊工况下的环境适应性、可靠性及寿命验证需求。

二、核心建设原则

1. 需求导向：根据被试品类型（尺寸、重量、功耗、试验标准）确定舱体规格；

2. 复合优先：支持多应力耦合（如“低温+低气压”、“高温高湿+盐雾”）；

3. 安全合规：符合消防、环保、电气安全及职业健康法规；

4. 柔性扩展：预留接口，便于未来增加振动台、电磁兼容等模块；

5. 节能高效：采用变频控制、热回收等技术降低运行成本。

三、环境舱典型设备组成（系统级）

1. 舱体结构：双层不锈钢/彩钢板舱体、保温层（≥100mm聚氨酯）、气密门、观察窗、穿线/管接口；

2. 温湿系统：复叠制冷机组、电加热器、蒸汽加湿器、转轮除湿机、循环风机；

3. 低气压系统（可选）：真空泵组、压力控制阀、泄压安全装置；

4. 盐雾/淋雨系统（可选）：盐液储罐、耐腐蚀喷嘴、pH监测、淋雨喷头阵列；

5. 控制系统：PLC + 工控机 + SCADA软件，支持编程复合剖面；

6. 监测系统：温湿度传感器、气压计、盐雾沉降量收集皿、视频监控；

7. 安全辅助：废气/废液处理装置、紧急排风、氧气浓度报警、防爆照明。

? 注：若为高原无人机专用环境舱，需重点强化低气压+低温+温变速率能力。

四、建设步骤（分阶段实施）

? 阶段1：需求分析与可行性研究（1–2个月）

?明确被试对象：最大尺寸、重量、功率、接口类型；

?梳理适用标准：GJB 150A、IEC -2、MIL-STD-810等；

?选址评估：层高（≥4.5m）、电力（≥200 kW）、排水、地基承重；

?编制《建设必要性报告》与投资估算（小型舱50–200万元，大型复合舱500万–2000万元）。

? 阶段2：技术方案设计与评审（1–2个月）

?确定舱体尺寸（如内腔2m×2m×2m 或 5m×4m×3m）；

?完成工艺布局图、电气/管路接口图；

?组织专家评审，确认技术路线；

?输出《详细技术规格书》用于招标。

? 阶段3：施工图设计与设备采购（1–2个月）

?建筑、结构、暖通、电气专业协同出图；

?招标采购核心设备（制冷系统、控制系统、真空泵等）；

?签订技术协议，明确性能指标（如降温速率≥3℃/min，气压控制精度±1 kPa）。

? 阶段4：土建施工与设备安装（2–4个月）

?地面找平、预埋管线、墙体防潮处理；

?舱体钢结构安装、保温层敷设、防腐地坪施工；

?设备进场吊装（注意大型制冷机组运输通道）；

?水电气连接、控制网络布线、安全联锁调试。

? 阶段5：系统联调与性能验证（1–2个月）

?单系统调试：温湿、低气压、盐雾分别测试；

?多系统联动：如“-40℃ → 抽真空至60 kPa → 保持2小时”；

?执行标准空载试验（如GJB 150A Method 04/09）；

?第三方校准（可选CNAS认可机构）；

?出具《性能验证报告》。

? 阶段6：验收交付与运维培训（2–4周）

?用户验收测试（UAT），签署验收证书；

?编制《操作规程》《维护手册》《应急预案》；

?对操作人员进行培训（含编程、故障处理、安全规范）；

?建立定期保养计划（如制冷剂检漏、密封圈更换周期）。

五、关键技术参数参考（以高原无人机用复合环境舱为例）

?内部尺寸：3 m × 3 m × 2.5 m（W×D×H）；

?温度范围：-55℃ ～ +100℃；

?升降温速率：≥ 3℃/min（空载）；

?湿度范围：20% ～ 98% RH；

?气压范围：101 kPa ～ 47 kPa（≈海拔0–6000米）；

?气压变化速率：≤ 10 kPa/min（可控）；

?盐雾沉降量：1–2 mL/80cm2·h（NSS模式）；

?电源需求：380V AC, 3-phase, ≥150 kW；

?控制精度：温度 ±0.5℃，气压 ±0.5 kPa。

六、常见风险与对策

?保温失效导致能耗过高：采用≥100mm聚氨酯现场发泡，接缝密封处理；

?低气压下电气打火：使用高原型低压电器，舱内正压保护；

?盐雾腐蚀控制系统：关键电控柜置于舱外，信号线穿防腐接头；

?温变速率不达标：优化风道设计，增大换热面积；

?安全事故：设置多重联锁：超温停机、缺相保护、紧急排风。

环境舱的应用领域：

1. 材料科学：评估材料在不同环境条件下的耐久性、老化性能、化学稳定性等。

2. 航空航天：测试航空设备、材料在高空、低温、低气压等条件下的性能。

3. 汽车工业：评估汽车零部件、整车在不同气候条件下的性能和可靠性。

4. 电子设备：测试电子元器件、设备在高温、低温、高湿、低湿等条件下的性能。

5. 生物医药：评估药品、医疗器械在不同环境条件下的稳定性和有效性。

6. 建筑：测试建筑材料、结构在不同气候条件下的性能和耐久性。

北京易盛泰和可以根据用户需求研发环境舱，该设备是用于模拟温度、湿度、气压、盐雾、淋雨、光照等多种环境条件的核心试验设备，广泛应用于航空航天、汽车、电子、军工等领域。

关于易盛：

北京易盛泰和科技有限公司，是一家致力于环境模拟实验室设计、研发和建造的高新技术企业。项目遍布全国各大军工院所、各重点科研行业，与南航建立了产学研基地、与北航建立了紧密的合作机制，为多家科研院所设计和建造了各类环境模拟试验室，易盛泰和以环境模拟行业多领域应用的专业性综合实力，确立了在国内环境模拟行业的领先地位。

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