[发明专利]一种多物理场耦合环境模拟装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种多物理场耦合环境模拟装置，尤其涉及一种可以同时实现辐照场、高压电场、温度场和电磁场等多物理场耦合的环境模拟装置。属于环境适应性及可靠性试验技术领域。

背景技术

任何产品(整机、系统、部件和元器件)都工作在一定的环境条件下。在特定的工作环境下，必须保证产品可靠工作和满足性能要求。随着社会的发展和科学技术的进步，对各类产品的需求量和质量要求不断提高,因而对产品的环境可靠性提出了更高的要求。为此，需要进行各种类型的环境适应性及可靠性试验。在环境模拟装置中再现各种环境条件，进行产品的环境可靠性试验，从而可更快地发现问题并找出原因，这对于新产品的开发和成品的质量检验具有重要的意义。

现有技术中，环境模拟装置多是对单一环境进行模拟(比如低温环境模拟、高温环境模拟、高真空环境、微重力环境、空间辐照环境、弱磁场环境模拟等)，很少同时对多个物理场耦合环境同时进行模拟。本发明设计了一种多物理场耦合的环境模拟装置，可同时进行辐照场、高压电场、温度场和电磁场的测试。

发明内容

1、目的：本发明的目的是提供一种多物理场耦合环境模拟装置，它是一种可以同时实现辐照场、高压电场、温度场和电磁场等多物理场耦合的环境模拟装置。它不同于传统的环境模拟装置，不仅能够实现产品的辐照试验，而且可以同时实现动态的高压电场环境模拟、温度场环境模拟和电磁场环境模拟。

2、技术方案：本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明所述的多物理场是指辐照场、高压电场、温度场和电磁场等。本发明一种多物理场耦合环境模拟装置包括：辐照发生装置、环境模拟温箱、高压电场控制模块、温度场控制模块、电磁场控制模块，以及中央控制单元。它们之间的位置连接关系是：该辐照发生装置用来产生辐照场，该环境模拟温箱放置在辐照场中，其他部分放置在非辐照区，该环境模拟温箱通过电缆与高压电场控制模块和电磁场控制模块相连接，通过气体管路与温度场控制模块相连接，该高压电场控制模块与温度场控制模块和电磁场控制模块通过RS485总线与中央控制单元连接形成通讯。

所述的辐照发生装置由专门的具有资质的辐照场所提供。

所述的环境模拟温箱为500mm×500mm×500mm的铝合金箱体，箱体内部放有用来产生高压电场的铜极板以及用于产生电磁场的正方形Helmholtz线圈，并连接有能够与温度场控制模块进行气体交换的气体循环管路，将其放置在辐照场中，可以模拟辐照环境、高压电场环境、温度场环境和磁场环境。该铜极板为高压电场控制模块的两块铜极板，二者平行放置于环境模拟温箱内的上下表面。该正方形Helmholtz线圈为电磁场控制模块的正方形Helmholtz线圈，正放于环境模拟温箱内。该气体循环管路为温度场控制模块的气体循环管路，二者外接于环境模拟温箱的前表面。

所述的高压电场控制模块包括单片机控制电路A、高压升压逆变电路、高压整流滤波电路和高压电场铜极板等。它们之间的位置连接关系是：单片机控制电路A通过RS485总线与中央控制单元连接形成通讯，并且通过导线与高压升压逆变电路相连接，高压升压逆变电路通过并联的方式与高压整流滤波电路相连接，高压整流滤波电路输出的两根导线分别接在两块高压电场铜极板上。该单片机控制电路A包括MC9S12XEP100MAL单片机A、D/A转换电路A和A/D转换电路A。该高压升压逆变电路包括220V/50Hz工频交流电输入、整流滤波电路A、IGBT全桥逆变电路和升压变压器。其间关系是：220V/50Hz工频交流电输入至整流滤波电路A，整流滤波电路A的输出端与IGBT全桥逆变电路并联，IGBT全桥逆变电路与升压变压器原边并联，升压变压器副边与高压整流滤波电路内的高压整流电路并联。该高压整流滤波电路包括高压整流电路和高压滤波电路。其间关系是：高压整流电路的输入端与升压变压器副边并联，高压整流电路的输出端与高压滤波电路并联，高压滤波电路的输出端直接连接在两块高压电场铜极板上。该高压电场铜极板为两块尺寸为400mm×400mm×2mm的铜板。