實驗環境的案例
實驗室設計規劃-環境可靠性實驗室設計要點
環境可靠性實驗室設計規劃要點
一、環境可靠性試驗的簡述：
產品在設計、生產及應用過程中，會不斷經受自身及外界氣候環境及機械力學等多種應力的影響，為確保產品可正常穩定工作，環境可靠性測試驗證及其實驗室的建立則是必不可少的。
環境可靠性試驗包含環境模擬試驗與可靠性驗證試驗，兩者的區別有以下幾點：
環境模擬試驗考察的是產品對環境的適應性，用于確定產品的環境適應性設計是否符指標要求；可靠性試驗是定量評估產品的可靠性，即產品在規定環境條件下，規定時間內完成規定功能的概率；環境模擬試驗和可靠性試驗雖然關系緊密，但兩者在試驗目的以及所選用的試驗準則，試驗類型，試驗時間，試驗終止判據等方面是截然不同的。一般情況下可靠性試驗所選用的環境應力數量比環境試驗少得多，例如：常見的環境模擬試驗一般有：淋雨、砂塵、溫度，濕度，鹽霧、壓力、太陽輻射、振動沖擊等，而可靠性試驗多數是要進行綜合模擬試驗，多將綜合環境應力條件（溫度，濕度，振動）與電應力結合進行試驗。環境試驗通常采用單因素試驗和多因素組合試驗，以一定的順序依次作用在產品上；可靠性試驗多采用綜合應力試驗，將多個環境應力在同一空間，同一時間施加在樣品上，更真實模擬使用環境條件的影響。
展開 高溫試驗_安全環境可靠性實驗室
在自然環境中，溫度和濕度是不可分割的兩個自然因素，不同地區由于不同的地理位置，產生的溫度、濕度效應也各不相同。高溫試驗 是用來確認產品在溫濕度氣候環境條件下儲存、運輸、使用的適應性。試驗的嚴苛程度取決于高/低溫、濕度和曝露持續時間。
產品用途
可程式恒溫恒濕試驗箱是空、汽車、家電、科研等領域必備的測試設備，用于測試和確定電工、電子及其他產品及材料進行高溫、低溫、交變濕熱度或恒定試驗的溫度環境變化后的參數及性能。
特點
測試樣品一直處于靜止狀態，接收設定的高溫，低溫，濕熱等氣候環境測試，有測試孔，可帶電，帶信號，帶氣源測試，
新一代外觀設計，箱體結構、制冷系統、控制技術均做較大改進，技術指標更加穩定，運行更可靠，維護更方便， 備有高檔萬向滾輪，方便在實驗內移動。
超大觸摸屏操作，外觀更加簡潔大方，操作更加容易，設定值實際值實時顯示。
真空雙層玻璃：大視窗設計，飛利浦高亮度照明，加熱無霧氣。
為編程和文檔處理提供更多的接口選項 USB 輸出，電腦連接打印。
可靠性高：主要配件選配著名名牌專業廠商，保證提高整機可靠性。
環境可靠性測試包括：氣候環境、機械環境、電氣性能。
展開 歐洲航天局/EADS ASTRIUM公司環境可靠性實驗室采用m+p 96通道振動控制系統
Astrium公司在ottobrunn的環境可靠性實驗室現在正使用新的Vibexec振動控制系統作為振動試驗的標準測量系統。單個機箱的m+p Vibexec系統最多可達到384個輸入通道。該系統基于VXI總線測量硬件和Windows NT/2000/VISTA的用戶界面，可滿足如今所有振動控制試驗的要求。其系統配置的靈活性為您今后系統的升級提供了極大的方便。
1990年，Astrium公司（前身為MBB）購買了以HP3565s硬件做為前端的m+p 48通道Vibpilot振動控制系統，如今，Astrium公司總共擁有m+p國際公司9套振動控制和數據采集分析系統。在此，我們感謝Astrium公司與m+p國際公司的長期、密切合作！
如需了解更多關于m+p詳細信息，請登陸www.mpihome.com，或與我們聯系：
德國m+p國際公司北京代表處
地址：北京海淀區學清路38號金碼大廈B座1006室
郵編：100083
電話：010-82838698
傳真：010-82838998
郵箱：yaqin.yu@mpihome.com
德國m+p國際公司簡介
今天，德國m+p國際公司作為全球范圍內高品質試驗測試方案的供應商而為大家所熟知。公司成立于1980年，源于德國漢諾威大學力學系。公司成立之初業務主要集中在結構動力學和應用力學的工程咨詢項目。在隨后的數年中公司業務逐漸轉向結構動力學測試、工業過程監測及結構動力學計算分析業務。如今，m+p已經成為集振動控制及信號分析、振動噪聲測試和模態試驗、過程監測、工程咨詢于一體的世界領先試驗測試方案的供應商。
M+P可提供從4通道到上千通道的振動控制和模態試驗解決方案。
展開 實驗室安全守護者：氫氣傳感器的不可或缺之處
隨著科學技術的飛速發展，氫氣在實驗室中的應用越來越廣泛，尤其在化學反應、能源研究、生物醫學等領域發揮著不可替代的作用。然而，氫氣作為一種易燃易爆的氣體，其潛在的安全風險不容忽視。為了確保實驗室的安全，氫氣傳感器成為了不可或缺的安全設備。
一、氫氣傳感器的核心作用
氫氣泄漏傳感器能夠實時監測實驗室環境中的氫氣濃度。一旦檢測到氫氣濃度超過預設的安全閾值，傳感器會立即發出警報，提醒實驗人員迅速采取應對措施，從而有效防止因氫氣泄漏而引發的火災、爆炸等安全事故。
二、氫氣傳感器的應用場景
化學反應監測：在化學反應過程中，氫氣的使用極為普遍。氫氣泄漏傳感器能夠實時監測反應過程中的氫氣濃度，確保實驗人員能夠在第一時間發現潛在的安全風險。
能源研究應用：在新能源研究領域，尤其是燃料電池技術中，氫氣作為能量載體扮演著重要角色。氫氣泄漏傳感器能夠確保燃料電池系統在安全的環境下運行，提高能源利用效率。
生物醫學實驗：在生物醫學實驗中，氫氣可能作為實驗氣體使用。氫氣泄漏傳感器能夠實時監測實驗環境中的氫氣濃度，保障實驗人員的安全，避免因濃度過高而對實驗動物或實驗人員造成危害。
三、氫氣傳感器的技術優勢
高靈敏度：氫氣泄漏傳感器能夠在極低的濃度下檢測到氫氣，確保及時發現泄漏。
實時監測：傳感器能夠持續監測氫氣濃度，為實驗人員提供實時的安全信息。
可靠性高：氫氣泄漏傳感器經過嚴格的質量控制和耐久性測試，確保在實驗室復雜環境中穩定可靠地運行。
易于集成：傳感器通常設計為模塊化，易于與其他安全系統集成，實現全面的實驗室安全管理。
四、未來展望
隨著物聯網、人工智能等技術的快速發展，氫氣傳感器將進一步提升智能化水平。
展開 
動物實驗溫度監控中應用的光纖溫度傳感器
在實驗室的監控項目中，不同實驗室對溫濕度都有要求，而大部分實驗都是在明確的溫濕度環境中展開，實驗室環境條件直接影響著各種實驗或檢測的結果，每項實驗的進行都需要精確可靠的監測儀器來提供準確的環境參數數據。
環境條件溫濕度的控制方面考慮的要素就是保證實驗操作的環境溫濕度是能夠滿足實驗程序各個過程的需要。我們主要從以下幾個方面來制定實驗室環境溫濕度控制范圍。
識別各項工作對環境溫濕度的要求：
主要識別儀器的需要、試劑的需要、實驗程序的需要，以及實驗室員工的人性化考慮（人體在溫度18-25℃ 相對濕度在35-80%范圍內總體感覺舒適，并且從醫學角度來看環境干燥和喉嚨的炎癥存在一定的因果關系）四個方面要素綜合考慮，列出對溫濕度控制范圍要求的清單。
選擇并制定有效的環境溫濕度控制范圍：
從以上各要素所有要求清單中摘取最窄范圍作為該實驗室環境控制的允許范圍，制定環境條件控制方面的管理程序，并依據該科室實際情況制定合理有效的SOP。
保持和監控：
通過各項措施保證環境的溫濕度在控制的范圍內，并對環境溫濕度進行監控和做好監控的記錄，超過允許范圍及時采取措施，開空調調節溫度，開除濕機控制濕度。
測定條件：
1．在設施竣工、空調系統運轉48h后或設施正常運行之中進行測定。測定時，應根據設施設計要求的空調和潔凈等級確定動物飼育區及實驗工作區，并在區內布置測點。
2．一般飼育室應選擇動物籠具放置區域范圍為動物飼育區。
3．恒溫恒濕房間離圍護結構0.5m，離地高度0.1～2.0m處為飼育區。
4．潔凈房間垂直平行流和亂流的飼育區與恒溫恒濕房間相同。
測量儀器：
1．測量儀器精密度為0.1以上標準水銀干濕溫度計及熱敏電阻式數字型溫濕度測定儀。
2．測量儀器應在有效檢定期內。
展開 熱烈祝賀我院土建類虛擬仿真實驗教學中心獲批國家級虛擬仿真實驗教學中心？
根據《教育部辦公廳關于批準北京大學考古虛擬仿真實驗教學中心等100個國家級虛擬仿真實驗教學中心的通知》（教高廳函 [2016] 6號）文件（詳見附件），我院土建類虛擬仿真實驗教學中心獲批國家級虛擬仿真實驗教學中心，特此表示祝賀。
國家級虛擬仿真實驗教學中心是高等教育信息化建設和實驗教學示范中心建設的重要內容，是學科專業與信息技術深度融合的產物，更是實驗教學的發展方向，重點是建設信息化實驗教學資源。依托虛擬現實、多媒體、人機交互、數據庫和網絡通訊等技術，構建高度仿真的虛擬實驗環境和實驗對象，實現真實實驗不具備或難以完成的教學功能，學生在虛擬環境中開展實驗，達到所要求的認知與實踐教學效果。
建工學院將以此為契機，進一步推進土建類實驗教學改革與創新，促進創新人才成長，提高人才培養質量，更好地服務于國家科教興國戰略和人才強國戰略。
附件：教育部辦公廳關于批準北京大學考古虛擬仿真實驗教學中心等100個國家級虛擬仿真實驗教學中心的通知中國市。http://www.66655q.com/
展開 基于HyperWorks的冰箱門溫度場有限元分析
1冰箱門門蓋開裂原因分析
在冰箱的開發過程中，需要通過很多信賴性實驗來驗證冰箱整機以及部品的結構及性能。其中冰箱門溫度循環試驗是模擬冰箱門在使用過程中內部低溫外部高溫條件下的變形及失效情況。冰箱門溫度循環試驗是將門體放置變溫室內，將環境溫度設定成從低溫t1升高到高溫t2然后再由高溫降低到低溫的一個循環過程，如圖1所示。
圖1冰箱門溫度循環實驗環境溫度變化
冰箱門門蓋材料由ABS變更為HIPS后，上門蓋和下門蓋在門體溫度循環實驗中均發生開裂現象，而且是在低溫環境下發生的，開裂部位發生在門蓋頂面的中間處，如圖2所示。通過圖片可以看出，裂紋是從門蓋的前邊緣開始逐漸向后開裂的。
圖2 冰箱變溫門門蓋開裂實物圖片
開裂原因主要從門蓋材料、結構、以及注塑成型工藝方面進行分析。與ABS相比，HIPS的強度和韌性都要差，并且熱膨脹系數大，在溫度急劇變化的情況下變形較大，所以門蓋材料的變更是開裂的因素之一。其次在結構上，為了美觀門蓋的邊緣與鋼板裝配處采用平面倒斜角的形式，導致外邊緣處強度降低。在注塑工藝方面，上門蓋采用三點式進膠，中間部位存在澆口，下門蓋采用兩點式進膠，中間部位存在熔接線，在澆口和熔接線附近會產生殘余應力，這種殘余應力的存在會加劇門蓋在中間部位開裂的風險。
2有限元模型的建立
基于定性地分析冰箱門門蓋開裂的原因的基礎上，為了驗證分析的正確性以及定量地計算出在熱脹冷縮時門蓋的應力，使用HyperMesh、RADIOSS軟件對冰箱門進行溫度場模擬，分析查找出門蓋開裂的原因，并在此基礎上對其結構進行改善。
2.1網格劃分
冰箱門由上門蓋、下門蓋、鋼板、內膽以及發泡料組成，為了保證計算精度，上下門蓋采用尺寸較小的體網格劃分，避免采用面網格簡化而產生的誤差。
展開 夏克-哈特曼波前傳感器
由于相位信息不能直接獲取(在實驗環境中)，使用微透鏡陣列來產生聚焦圖案。通過分析這些圖案，例如測量焦點的橫向位移，可以獲得每個位置的入射波前的細節。使用快速物理光學建模和設計軟件VirtualLab Fusion，不僅可以直接獲得原始相位信息(這是仿真技術的好處之一)，還可以模擬光在整個夏克-哈特曼光學設備中的傳播。下面你可以看到一些物理光學模擬夏克-哈特曼類系統的例子。
夏克-哈特曼傳感器的仿真
用不同數值孔徑的平面波和球面波描述了夏克-哈特曼傳感器的工作原理。傳感器本身由雙凸微透鏡陣列組成。
用于x射線光學的哈特曼波前傳感器
在這個用例中，我們模擬了x射線場通過由針孔陣列組成的哈特曼波前傳感器的傳
展開 UWB測距的遮蔽區界址點空地組網定位研究
因此，Y型和正方型布站適合開放式環境和半遮蔽式環境下界址點的測量，菱型和T型布站適合空間狹小、環境復雜的局部連片式區域測量，一字型和梯型布站在實際測量中不做考慮。
3.2 實測實驗分析
驗證空地組網定位方法，實驗采用無人機、GNSS/UWB、全站儀等設備，先建立UWB測距誤差改正模型，然后進行網型實驗和建筑物墻角點測量實驗，最后做精度評價。實驗中所用到的真值通過全站儀測量獲取。
3.2.1 建立UWB測距誤差改正模型
在學院樓道一端布設一個UWB基站，沿樓道直線方向每隔0.5 m設一個測距采樣點，最大測距距離為70 m，共140個數據采集點。測試數據按測距誤差改正模型處理，顧及擬合誤差和計算復雜性，多項式擬合階數選擇四階。
四階多項式擬合構成的UWB測距誤差改正模型改正后測距誤差如圖7所示。
圖7 UWB測距誤差改正
從圖7中可得到，模型改正后的測距誤差整體小于改正前的誤差。通過計算，改正前的平均誤差為14.21cm，改正后的平均誤差為5.59 cm，測距精度提高了60.66%，后續空地組網定位中只需將測距信息加上擬合函數計算的改正值，便可改正UWB測距精度，提高定位精度。
3.2.2 網型定位實驗
實驗選定4個目標點，設標簽高度0.5m并保持不變，無人機飛行高度為10 m且位于開闊區，分別對Y型、T型、菱型、正方型4種網型進行靜態測量，每點采樣200次，分析定位誤差，實驗環境與場地布設如圖8所示。
圖8 實驗環境及場地布設
圖8（a）為實驗環境，圖8（b）為Y型和T型布設方案，圖8（c）為菱型和正方型布設方案，測試4個目標點，其中1、2、3號點位于半遮蔽式區域，4號點位于基站平面正下方，屬于開闊區域。實驗按照方案中的基站和目標點布設，通過RLS計算目標點坐標，靜態定位結果如圖9所示。
展開 微透鏡陣列的高級模擬
由于相位信息不能直接獲取(在實驗環境中)，使用微透鏡陣列來產生聚焦圖案。通過分析這些圖案，例如測量焦點的橫向位移，可以獲得每個位置的入射波前的細節。使用快速物理光學建模和設計軟件VirtualLab Fusion，不僅可以直接獲得原始相位信息(這是仿真技術的好處之一)，還可以模擬光在整個夏克-哈特曼光學設備中的傳播。下面你可以看到一些物理光學模擬夏克-哈特曼類系統的例子。
夏克-哈特曼傳感器的仿真
用不同數值孔徑的平面波和球面波描述了夏克-哈特曼傳感器的工作原理。傳感器本身由雙凸微透鏡陣列組成。
用于x射線光學的哈特曼波前傳感器
在這個用例中，我們模擬了x射線場通過由針孔陣列組成的哈特曼波前傳感器的傳播。
展開 夏克-哈特曼波前傳感器
由于相位信息不能直接獲取(在實驗環境中)，使用微透鏡陣列來產生聚焦圖案。通過分析這些圖案，例如測量焦點的橫向位移，可以獲得每個位置的入射波前的細節。使用快速物理光學建模和設計軟件VirtualLab Fusion，不僅可以直接獲得原始相位信息(這是仿真技術的好處之一)，還可以模擬光在整個夏克-哈特曼光學設備中的傳播。下面你可以看到一些物理光學模擬夏克-哈特曼類系統的例子。
夏克-哈特曼傳感器的仿真
用不同數值孔徑的平面波和球面波描述了夏克-哈特曼傳感器的工作原理。傳感器本身由雙凸微透鏡陣列組成。
用于x射線光學的哈特曼波前傳感器
在這個用例中，我們模擬了x射線場通過由針孔陣列組成的哈特曼波前傳感器的傳播。
展開 
科研新寵 EGBox Mini，輕松突破電力電子科研瓶頸
作為一名科研工作者，我在研究電力電子系統時，常常被復雜的實驗環境和不夠精準的測試設備所困擾。之前用的設備不僅操作繁瑣，而且在模擬真實場景時總是差強人意，這讓我的研究進度一度停滯不前。
直到我的博導給我推薦了 EGBox Mini 一體式緊湊型實時仿真平臺，感覺之前的時間都白白浪費了。我借用了導師的設備一周后，就被催著送回去了，后面就去聯系他們廠家進行采購。
EGBox Mini這款小巧的實時仿真器，大小僅275mm359mm106mm，卻內藏乾坤。它采用CPU+FPGA異構架構，能夠輕松應對微秒級實時仿真，以往需要數天搭建的測試環境，現在僅需數小時就完成了配置。
配合 Matlab\Simulink 軟件 2023b 和 EasyGo 系列工具包，我能快速將自己的算法模型部署到 EGBox Mini 上。在研究電力變換器時，它的模擬和數字 IO 資源發揮了大作用，能精準采集和輸出各類信號，還能實時監測實驗數據。
實驗時，它輸出的模擬信號精準，控制信號穩定，讓我能夠快速發現并優化控制策略。以往那種焦慮等待數據的日子一去不復返了。而它的成本可控，也讓我能更專注于研發本身，而不必為設備高昂的費用發愁。
展開 仿真與實驗對不上? 去哪找原因
實驗環境很嘈雜（單純的仿真難以想象），如果測量位置不對，測量到的是環境干擾，根本不是你要的數據。
從測量的信號到最后的結果，數據有無數次被污染的機會。
6 用理論判斷對錯
你把實驗翻騰得底朝天，還是沒有辦法保證實驗準確。你又不能說因為與你仿真結果不一致，就要求實驗重做。最好設計一個簡單的實驗，可以用理論公式計算數據，與測量數據對比。發現了問題后，公式越簡單越能夠說服做實驗的人。做實驗的人不服仿真，但是服理論。他們對自己的實驗也不是很自信，還是愿意配合改進實驗的。
理論是最權威的裁判，但是只能裁決簡單的實驗狀態。
7 對比類似的實驗
這個方法很常用，手里多攢些實驗結果，用類似的實驗來對比，可以直接看出實驗結果是否可靠。這個方法有個弊端，難以判斷與過去的實驗不同，是個新發現還是個錯誤。這就需要依賴你對仿真的信心，如果仿真結果有類似的新發現還好，如果仿真里沒有還是傾向于判斷這是個錯誤。當前的仿真水平雖然數據不太準，現象還是可以抓到的。
類比有風險，小心將新發現與錯誤一起否定了。
8 不與實驗爭對錯
通過百般地分析實驗數據，終于發現實驗有問題。在狂喜之后不要直接去責備實驗。更不要對簿公堂，要求承認實驗有問題，還你仿真一個清白。在大眾眼里，實驗是眼見為實，仿真是自說自話，實驗已經花了大筆的錢，付出越多越疼愛，天生就不能隨便否認實驗。你眼里鐵一般的事實能證明你是對的，在外人看來就是一堆專業名詞在互毆，你的官司不會贏。何況得罪了做實驗的弟兄，以后你還怎么了解實驗的真相？
對做實驗的要和氣，有問題不要撕破臉。自己受點委屈，學會了本事就算賺回來了。
9 修改仿真的設置
如果百般拷問實驗后，還是沒有發現疑點。這時候你對實驗也了解得很明白了，現在該修正仿真設置，重新做計算。
展開 HMT070ETD-1D開發筆記: 充電樁顯示屏設計, 以太網數據交互
拓普微顯示屏的工具中提供文本添加，數字顯示控制等非常適合生成運行信息的展示
03
制作過程
考慮到220V充電的實驗環境安全成本較高，亦較難實現，本次以給手機充電為實驗環境，獲取手機充電過程中的實際數據為顯示數據。
3.1 來自拓普微的demo
深圳拓普微公司的智能液晶屏HMT070ETD-1D包裝簡約實用。內容也分為三個部分：液晶屏和線，說明書與填充豐富的泡沫。
坦白講，這泡沫還真是扛事，外包裝的紙箱都壓變型了，其保護了產品屏幕無絲毫影響。
找來了DC 2.5mm的接頭，直流小電源，將電壓輸出調整到標準的12V，打開輸出，出廠自帶的demo程序便展示在了眼前。
屏保界面展示了滑動開鎖的應用，操作起來靈敏度適中，也很順利的進入了主程序。
主程序是其余幾個demo，分別是石油、化工常見的管道控制應用，儀表盤應用、數據曲線圖等以不同的領域和背景做出來的常見應用演示示例。
看過演示示例，一方面可以確定我將要設計的充電樁控制顯示屏肯定沒有技術難點了；另一方面，我覺得，我的設計方案是不是大材小用了。
3.2 充電樁待機界面
充電樁的三個典型狀態之一——待機狀態。參考國家電網的設計方案，其充電樁在待機的時候是循環播放圖片廣告。所以我也就參考其設計，設計成這個樣子了。
展開 如何設計實施機械系統振動、噪聲信號的測試實驗
三、實驗場地的選擇
最好在所在單位或者同城，否則問題的處理將非常麻煩。
四、實驗的進行
首先，分析實驗的主要影響因素，對這些因素的控制將直接影響到實驗結果。例如，此次實驗的影響因素主要有：載荷的波動，轉速的波動，聲壓傳感器位置的誤差，實驗室環境噪聲如何影響，實驗機器不開啟測試電路打開。
1、載荷波動將直接影響噪聲的幅值，所以要得到好的結果必須盡量保證兩種工控的載荷。
2、轉速的波動直接影響峰值對應的頻率，所以轉速的波動 將以公式 來影響峰值對應頻率（其中18為小齒輪齒數， 為小齒輪轉速波動，單位rpm）。
3、聲壓傳感器位置誤差將如何影響。經過測試知，較小的的角度偏差對噪聲信號（2~4dB）影響不大（0.5dB以內）。
4、實驗室環境噪聲如何影響。不太清楚，但是測試噪聲結果為：關門時60dB，開門時70dB。
5、實驗機器不開啟測試電路打開。經測試判斷出6k，12k，18k這幾個頻率峰值是電路，也即測試系統本身產生的。
文章來源：聲振之家
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