模擬環(huán)境設備的簡(jiǎn)歷介紹及用途

利用特定設施，再現自然環(huán)境條件的試驗方法。這種方法不受自然地理、季節和天氣條件的限制，能單因子或多因子地改變和控制生物、電子元件、金屬材料、產(chǎn)品零部件、非金屬材料、橡膠制品、外部照明、信號裝置和汽車(chē)燈具等所處的不同氣候環(huán)境，人工創(chuàng )造和組合適宜的或有害的氣候條件；能定量地研究氣候條件對植物生長(cháng)發(fā)育、非金屬材料老化、金屬材料腐蝕、外部照明防水、產(chǎn)品零部件耐振等的影響，有效揭示與環(huán)境因子之間的相互關(guān)系；若和自然氣候相結合，有助于完善試驗工作程序，縮短研究周期。人工環(huán)境模擬已成為現代農業(yè)、工業(yè)、研究院、大學(xué)和生產(chǎn)企業(yè)必不可少的檢測設備。

簡(jiǎn)史 早先，人工環(huán)境模擬多利用和小型空調設施進(jìn)行。20世紀40年代左右，世界上**個(gè)人工氣候室在美國加利福尼亞州帕薩迪納建成。此后，許多國家相繼建立了各種類(lèi)型的人工氣候室，配置了各種人工氣候箱群。研究范圍也擴大到各個(gè)行業(yè)，廣泛應用于農業(yè)、生物、醫學(xué)、海洋、宇宙等各個(gè)領(lǐng)域。各種設備的自動(dòng)化程度和**度不斷提高，控制方式已有用中央控制臺進(jìn)行的電子自動(dòng)遙控，并加之以電子計算機數據運算處理裝置。

設施 人工環(huán)境模擬設備主要有紫外光老化試驗箱、高低溫試驗箱、鹽霧腐蝕試驗箱、氙燈老化試驗箱、防水淋雨試驗箱、振動(dòng)試驗機、生物培養室、二氧化硫試驗箱、真空干燥箱、高溫試驗室、溫度沖擊試驗箱、臭氧老化試驗箱、電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱、換氣老化試驗箱等環(huán)境檢測設備，并輔以形態(tài)解剖和生化生理分析設備。其中以溫室、暗室和人工氣候室（箱）應用較多。

溫室 常作為試驗樣本的培養室。配以控溫設備，可單獨進(jìn)行環(huán)境條件試驗，如夏季可利用溫室的高溫環(huán)境模擬熱害；冬季在溫室內分期，可模擬作物在短日條件下的生長(cháng)發(fā)育狀況等。溫室要求有良好的保溫、采光、保濕、通風(fēng)等條件。

暗室 主要用于研究植物的感光性和光周期。方法是將盆栽植物在下午移入暗室，上午移出室外，進(jìn)行光照的定時(shí)處理。

人工氣候室 在一個(gè)封閉系統中，人工控制、改變和再現多種氣象條件的實(shí)驗設備，是現代人工環(huán)境模擬的主要設施。按結構通?？煞譃橄涫?、房式和混合式 3種：①箱式。為環(huán)境條件能調節的獨立小單元，即人工氣候箱。體積小,可調性好,但工作面積一般只有幾平方米。系由小型的環(huán)境要素調節設備、電氣控制系統及框架箱體等部分構成。又分步入式和伸入式兩類(lèi)，前者實(shí)驗人員可進(jìn)入箱內，后者只能把手伸入。②房式。為規模較大的完整建筑物，由機房、控制中心和若干個(gè)大小不等的環(huán)境控制室組成。大型的工作面積可達上千平方米。③混合式。兼具上述兩種的形式，在環(huán)境控制室中放置多個(gè)人工氣候箱。這種雙重結構可以減少干擾，提高精度，并能根據試驗者的要求對其中某個(gè)或幾個(gè)氣候箱進(jìn)行調節。按光源，人工氣候室（箱）可以分為自然光照型和人工光照型兩類(lèi)。大型人工氣候室一般兼有自然光照室和人工光照室。自然光照室的熱負荷由于的緣故變化劇烈，因此電動(dòng)制冷機應具有能消除夏季*大的太陽(yáng)熱負荷的性能。人工光照以燈具為光源，要求有較高的光強和近似太陽(yáng)光的光譜成分，在植物生長(cháng)面上有散射光，其熱負荷相對較小。光源有白熾燈、熒光燈、水銀燈的組合形式，也有單獨使用近似于太陽(yáng)光譜的錫燈、氙燈、鹵素鏑燈等。溫度調控范圍在－10～50℃之間，精度為±0.5～±1.0℃。濕度調節一般不直接對植物加濕，而用空氣淋水、蒸氣噴霧、水噴霧等方法。小型自然光照室、人工光照室、生長(cháng)箱等小容量設施也可用裝在電加熱器里的平面型加濕器加濕；或者用向水中通氣、通過(guò)產(chǎn)生氣泡的方式來(lái)加濕。減濕主要是冷卻降濕或使用氯化鋰吸濕劑等化學(xué)方法。相對濕度調控范圍在10～ 100％之間?？諝庹{節所需要的送風(fēng)量以每小時(shí)的換氣次數表示。風(fēng)機的送風(fēng)方式以“上送下回”或“下送上回”的垂直方向為宜。（[自然光人工氣候箱和箱體]、[人工氣候箱]）

方法 一般根據目的作出試驗設計，然后按以下步驟進(jìn)行：①試驗樣本的培植。多用盆栽法在露天或自然光照室中培養出一定數量整齊度一致、發(fā)育期符合設計要求的健壯樣本。②樣本環(huán)境模擬處理。待樣本到達預期發(fā)育階段時(shí)送入人工氣候箱（室）中進(jìn)行模擬處理。若箱（室）較多，則幾個(gè)水準的處理組合可同時(shí)并進(jìn)；若人工氣候箱較少，則不同水準的組合分期處理。后者要求樣本在播種及培植中即分批進(jìn)入待試發(fā)育期。為避免樣本前期生長(cháng)環(huán)境不同造成的差異，多將不同播期的樣本放入可控制溫度、濕度、光照條件的自然光照溫室中，用相同環(huán)境條件來(lái)進(jìn)行培植，以消除非試驗因子的影響。③試驗樣本的測定。樣本處理結束后及時(shí)采樣并觀(guān)察測定，有時(shí)可立刻測出效應，有時(shí)則須等一階段。后一種情況下的樣本需放入溫室或可控調的自然光照室中，在同樣條件下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間培養后達到所要求的發(fā)育階段再行測定。