في مواجهة التحديات البيئية المعقدة ، كيف يمكن أن تصبح البيئة اختبار مربع " المتنبئ " المواد والمنتجات في المستقبل ؟

ملخص

الموثوقية البيئية لم تعد الخلفية التحقق من عملية تطوير المنتجات ، ولكن جوهر الاستراتيجية التي تعمل من خلال عملية البحث والتطوير . من العمليات القطبية من الأجهزة الإلكترونية إلى العوامل البيولوجيةالعالمسلسلة التبريد والنقل ، المنتجات العلمية والتكنولوجية الحديثة تواجهلم يكنالتحدي المتمثل في التكيف البيئي . البيئة اختبار مربع ، مثل منصة متكاملة التي يمكن أن تحاكي بدقة وتكرار العديد من الضغوط البيئية مثل درجة الحرارة ، الرطوبة ، والضوء ، والاهتزاز ، وما إلى ذلك ، هو تغيير من أداة مساعدة في المحرك الرئيسي الذي يدفع الابتكار في المواد و موثوقية المنتج . قيمته تكمن ليس فقط في اكتشاف المشاكل ، ولكن أيضا في توقع جميع أنواع المخاطر التي قد تواجه المنتج في كامل دورة الحياة .

التكنولوجيا الأساسية من حيث المبدأ : من عامل واحد محاكاة متعددة تؤكد التعاون

التقدم التكنولوجي في البيئة الحديثة اختبار الدائرة قد تجاوز التقليدية درجة حرارة ثابتة والرطوبة ، وجوهرها هو تحقيق فصل دقيق ، ومراقبة مستقلة وتعاونية تحميل العديد من العوامل البيئية .

1 - مراقبة دقيقة المعالم البيئية
وحدات نظام توليد البيئة المعتمدة في اختبار الدائرة . في جانب من جوانب التحكم في درجة الحرارة والرطوبة ، تتالي التبريد والتدفئة التكنولوجيا جنبا إلى جنب مع سرعة استجابة عالية PID أو غامض خوارزمية التحكم المستخدمة لتحقيق سريعة ودقيقة ومستقرة التحكم في درجة الحرارة واسعة النطاق من - 70 ℃ + 180 ℃ و 10 ٪ إلى 98 ٪ الرطوبة النسبية . شبكة أجهزة الاستشعار ( على سبيل المثال ، البلاتين المقاومة ، الكرة الجافة والرطبة الاستشعار ) توزيع الوقت الحقيقي معايرة التكنولوجيا لضمان الاتساق ودقة قياس البيئة الميدانية في الفضاء التجريبي .

2 - التكامل اقتران متعدد المجالات المادية
المعدات المتطورة تتطور من درجة الحرارة والرطوبة السيطرة على واحد متكامل الإجهاد البيئي المحاكاة . وهذا يشمل :

• محاكاة البيئة المناخيةالمتكاملة يمكن التحكم في الإضاءة ( كامل الطيف محاكاة أشعة الشمس ) ، والأمطار ، الضباب والملح والرمل والغبار وغيرها من الوحدات .

• محاكاة البيئة الميكانيكيةالتكامل مع الجدول الهز ، وتحقيق درجة الحرارة والرطوبة والاهتزاز ثلاثة شاملة الإجهاد التحميل ، محاكاة حقيقية النقل ، واستخدام مركب من ظروف العمل .

• محاكاة تكوين الغلاف الجويمن خلال دقة نظام خلط الغاز ، محاكاة البيئة الكيميائية الخاصة مثل نقص الأكسجة وتلوث الهواء الصناعية في الهضبة .

هذا النوع من الإجهاد متعددة القدرة التعاونية تمكن مختبر لتكرار الظروف البيئية في أي مكان تقريبا في الجغرافيا و استخدام السيناريوهات .

عمق واتساع تطبيق متعدد التخصصات

1 - حجر الزاوية في موثوقية التصنيع المتقدم
في صناعة الأجهزة الإلكترونية ، التصغير والتكامل عالية تجعل من مكونات حساسة للغاية الإجهاد البيئي .

• أشباه الموصلات رقاقةمن خلال ارتفاع وانخفاض درجة الحرارة اختبار دورة ( - 55 ℃ + 125 ℃ ) ، وارتفاع في درجة الحرارة وارتفاع الرطوبة اختبار التحيز ( على سبيل المثال ، 85 ℃ / 85 ٪ ره ) ، وتسريع تقييم الهجرة الداخلية من المعادن ، وتدهور طبقة عازلة الحرارية والتعب الحياة من مواد التعبئة والتغليف ، والتي هي قوية للتحقق من موثوقية من الالكترونيات الاستهلاكية إلى الفضاء رقاقة .

• الطاقة الجديدة والالكترونيات والسياراتفي هذه الورقة ، فإننا محاكاة درجة الحرارة الشديدة من السيارات الكهربائية بطارية تعمل بالطاقة في المنطقة الباردة ( - 40 ℃ ) و ( 60 ℃ ) شحن سريع في المناطق المدارية ، فضلا عن وظيفة دائمة من قمرة القيادة الالكترونية تحت درجة حرارة عالية من التعرض لأشعة الشمس على المدى الطويل ( فوق 85 ℃ ) .

2 . مسرع والتحقق من مجال تطوير مواد جديدة
في مجال المواد الجديدة ، غرفة الاختبار هو الطريق الوحيد لربط التصميم الجزيئي والهندسة التطبيق .

• المواد الإنشائيةعلى ألياف الكربون المركبة ، على المدى الطويل آثار زيادة الوزن ، وتوسيع نطاق انخفاض درجة حرارة التحول الزجاجي على interlaminar قوة القص بسبب امتصاص الرطوبة من الراتنج مصفوفة ينبغي تقييمها في البيئة الرطبة والساخنة .

• المواد الفنيةعلى سبيل المثال ، لقد اخترت المواد المستخدمة في عرض مرنة يجب أن يكون اختبار في الغلاف الجوي الخامل مربع مع دقة التحكم في درجة الحرارة والرطوبة .

3 - الوصي على علوم الحياة والصحة الطبية
التحكم البيئي هو شرط مسبق لتكرار تجارب علوم الحياة ، وضمان جودة المنتجات الطبية .

• الصيدلة البيولوجيةعلى أساس مبدأ إيش ، نموذج ديناميكي تدهور المخدرات أنشئت على المدى الطويل ( على سبيل المثال ، 25 ℃ / 60 ٪ RH ) و ( 40 ℃ / 75 ٪ RH ) الظروف .

• ذ الأجهزة العلاجيةعلى المدى الطويل توافق مع الحياة والاستقرار الميكانيكية زرع البوليمر ( مثل نظرة خاطفة ، هلام السيليكا ) في محاكاة السوائل في الجسم ( 37 ℃ ، قيمة الرقم الهيدروجيني محددة ) تم اختبارها .

4 - منهاج عمل البحوث التجريبية بشأن تغير المناخ
وفي مجال البحوث الزراعية والإيكولوجية ، تُستخدم مجموعات تجريبية لإجراء دراسات مستقبلية .

• تربية المحاصيلمحاكاة سيناريوهات المناخ في المستقبل ، مثل ارتفاع تركيز ثاني أكسيد الكربونسوءارتفاع في درجة الحرارة والجفاف ) ، واختيار المحاصيل الجرثومية في الموارد مع المناخ المتانة .

• محاكاة البيئةنبذة مختصرة : بناء النظم الإيكولوجية الصغيرة في حوض اصطناعي لدراسة تأثير درجة الحرارة والرطوبة على التفاعل بين الأنواع والمواد ركوب الدراجات .

اتجاه التنمية : ذكي ، الرقمنة والاستدامة

اختبار التكنولوجيا البيئية هو تغيير عميق في اتجاه أكثر ذكاء ، وأكثر ترابطا وأكثر اخضرارا .

1 - التوأمة الرقمية والتحليل التنبؤي
في المستقبل ، ليس فقط معدات الاختبار البدني ، ولكن أيضا عقدة المادية الرقمية نظام التوأم . من خلال المدمج في عدد كبير من أجهزة الاستشعار ، في الوقت الحقيقي جمع البيانات متعددة الأبعاد ( درجة الحرارة والرطوبة الميدان ، نموذج استجابة إشارة ) ، جنبا إلى جنب مع فشل النموذج القائم على الفيزياء أو منظمة العفو الدولية بيانات مدفوعة النموذج . هذا يسمح للمهندسين معاينة أداء المنتج في مئات الملايين من البيئات في الفضاء الافتراضي في وقت مبكر ، وتحويل الاختبارات من " التحقق من المعروف " إلى " استكشاف المجهول " و " التنبؤ بالمخاطر " .

2 . ذكي تشغيل واختبار التكيف
مع المعونة من آلة التعلم خوارزمية التحكم ، يمكن تحقيق ما يلي :

• التحكم الذاتي الأمثلضبط استراتيجية المكافحة في الوقت الحقيقي على أساس الكتلة الحرارية والحرارة الإفراج عن حالة العينة ، وتحسين كفاءة الطاقة و معدل التغير في درجة الحرارة .

• التكيف اختبار الطيفوفقا لنموذج الاستجابة في الوقت الحقيقي ( على سبيل المثال ، المقاومة ، تشوه ) ، ودينامية التكيف بعد الإجهاد تحميل الطيف ، لتحقيق أكثر كفاءة تسريع الاختبار .

3 - توفير الطاقة الخضراء والتنمية المستدامة
مع " الكربون المزدوج " الهدف ، جيل جديد من المعدات لتحقيق اختراقات في كفاءة الطاقة :

• المبردات الصديقة للبيئة مع انخفاض الاحترار العالمي المحتملة .

• باستخدام تكنولوجيا استرداد الحرارة ، حرارة النفايات من نظام التبريد المستخدمة في التدفئة أو التجفيف ، مما يقلل كثيرا من استهلاك الطاقة .

• تطوير تكنولوجيا التحكم في درجة الحرارة من دون ضاغط على أساس أشباه الموصلات الحرارية أو المغناطيسية التبريد لتحقيق حياة طويلة ودقيقة التحكم في درجة الحرارة .

4 - التوحيد والربط وتبادل البيانات
تعزيز التوحيد و الوصف الرقمي ظروف الاختبار ، وجعل بيانات الاختبار من مختلف المختبرات قابلة للمقارنة . من خلال بروتوكول الإنترنت الصناعية ، اختبار مربع يمكن الوصول إليها بسهولة من قبل المؤسسة نظام إدارة البحث والتطوير ، وتحقيق التلقائي اختبار مهمة إرسال البيانات الأرشيف التلقائي والتحليل ، شكل البحث والتطوير حلقة مغلقة .

الخلاصة : بناء المستقبل التكيف البيئي

دور البيئة اختبار مربع تم ترقيته من " محاكاة البيئة " إلى " تشكيل وتقييم نظام المنتج التكيف البيئي " . من خلال خلق تسيطر عليها وقابلة للتكرار " الزمكان ضغط مختبر " ، يمكننا أن نرى كيف المواد والمنتجات تتصرف في المستقبل معقدة ومتغيرة وحتى غير معروف البيئات . في الوقت الحاضر ، مع النمو الهائل في تعقيد المنتجات العلمية والتكنولوجية ، وتنويع الطلب على البيئة في السوق العالمية ، وعدم اليقين الناجم عن تغير المناخ ، والاستثمار في اختبار القدرات البيئية هو أساسا الاستثمار في القدرة التنافسية على المدى الطويل وسمعة العلامة التجارية من المنتجات .

واستشرافا للمستقبل ، مع مزيج من إنترنت الأشياء ، والذكاء الاصطناعي ، تكنولوجيا الاستشعار الجديدة ، والبيئة اختبار الدائرة سوف تصبح أكثر ذكاء ، أكثر ترابطا ، لا غنى عنه . ليس فقط أنها سوف تستمر في أن تكون حجر الزاوية في هندسة الوثوقية ، ولكن أيضا سوف تأخذ زمام المبادرة في توجيه التصميم لمساعدتنا في ولادة المنتج ، حقن مقاومة الوقت وتآكل البيئة جينات قوية ، وبالتالي خلق حقا اختبار المنتجات المبتكرة في المستقبل .