在生物环境试验中，步入式环境试验箱是模拟温湿度、风速等复杂环境的核心设备，其性能稳定性直接影响细胞培养、药物稳定性、动植物适应性等试验结果的准确性。为确保设备能精准复现目标环境，需通过系统化性能测试验证关键指标，这是生物试验数据可靠的重要前提。

性能测试前的准备工作

性能测试前需完成三项核心准备：首先确认设备安装状态，检查箱体密封（门封条、焊缝）、管路连接（制冷、加热、加湿系统）及电气线路是否正常，避免因安装缺陷影响测试结果。其次校准测试仪器，温湿度传感器需经计量机构检定（有效期内），风速仪、数据记录仪需提前校验，确保测量精度。最后模拟实际负载，根据生物试验场景准备负载（如培养架、饲养笼、样品容器），负载的材质（金属/塑料）、重量、摆放位置需与实际一致——例如细胞培养试验中，常将培养瓶按3层分布于试验架，测试时需还原这一布局，避免空载测试与实际使用偏差。

此外，需提前2-4小时启动试验箱，让设备进入热平衡状态。例如测试37℃的细胞培养环境，提前启动加热系统，待箱内温度稳定2小时后再开始测试，确保初始状态符合要求。

温度均匀性的测试方法

温度均匀性是生物试验箱的核心指标（直接影响样品的温度一致性），测试需遵循GB/T 5170.2-2008等标准。测试点布置：在箱体内按“三维均匀分布”原则设置9-15个测试点——上层点距顶部1/3箱高，下层点距底部1/3箱高，中层点为几何中心，四角点距箱体侧壁100-150mm（避免边界效应）。例如10m³的试验箱，可设置15个点（5层×3列）。

测试流程：将试验箱设置为目标温度（如25℃±1℃或37℃±0.5℃），待稳定运行30分钟后，每10分钟记录一次各点温度，持续2小时。计算两项指标：

一、各点温度与设定值的偏差（≤±1℃，生物试验要求更严时≤±0.5℃）。

二、各点间的最大温差（≤1℃）。例如测试37℃环境时，若某点温度为37.8℃，偏差超过0.8℃，则需调整加热系统的送风方向或功率。

需注意：测试过程中严禁开门，避免外界空气干扰；若箱内有风扇，需确认风扇转速稳定（避免风速波动影响温度分布）。

湿度控制性能的验证

生物试验对湿度精度要求高（如细胞培养需95%RH以上，药物稳定性试验需60%RH±5%RH），测试需结合温度均匀性同步进行。测试点与温度测试点重合（湿度分布与温度高度相关），使用高精度温湿度传感器（精度±1%RH）。

测试步骤：设置目标湿度（如60%RH或90%RH），待设备稳定30分钟后，每10分钟记录一次湿度值，持续2小时。需验证三项指标：

一、湿度偏差（≤±5%RH，高湿度环境≤±3%RH）。

二、湿度均匀性（各点最大差值≤5%RH）。

三、加湿/除湿响应时间——例如从40%RH提升至90%RH的时间≤60分钟，从90%RH降至40%RH的时间≤90分钟（具体需符合设备说明书）。

特殊场景需额外测试：若负载为吸水性材料（如纸制培养皿），需验证加湿系统能否补偿负载的水分吸收——例如当负载吸收1kg水分时，加湿系统需在30分钟内补充等量水分，维持湿度稳定。

风速分布的测试与评估

风速直接影响生物样品的水分蒸发（如培养液蒸发速率）和温度传递（如动物体表温度），生物试验箱的风速通常要求≤0.5m/s（避免样品干燥或温度波动）。

测试点布置：按“分层+分区”原则设置——在箱内0.5m、1m、1.5m高度（对应生物试验中样品的常用高度）各设3个点（前、中、后），共9个点。使用热球风速仪（精度±0.05m/s），在每个点停留10秒，记录3次取平均值。

评估指标：

一、风速偏差（各点风速与设定值的差值≤±0.1m/s）。

二、风速均匀性（各点最大风速与最小风速的差值≤0.2m/s）。例如测试细胞培养环境时，若某点风速达0.6m/s，需调整风扇角度或降低转速，避免培养瓶内培养液快速蒸发。

负载状态下的性能验证

空载测试无法反映实际使用场景（负载会吸收/释放热量、水分），需模拟真实负载进行测试。例如动物试验中，将10个饲养笼（每个重5kg）按2层×5列摆放；细胞培养试验中，将20个培养瓶（含培养液）放在3层试验架上。

测试内容：重复温度、湿度、风速的均匀性测试，验证负载对性能的影响。例如负载为大质量金属架时，加热系统需更长时间达到目标温度（需记录升温时间，要求≤60分钟）；负载为吸水性材料时，加湿系统需增加加湿量（需验证湿度能否维持在目标范围）。

需特别关注“负载遮挡”问题：若试验架遮挡了送风通道，会导致局部温度偏高——例如试验架下层的培养瓶温度比上层高2℃，需调整试验架的间距（建议间距≥150mm）或优化送风方向。

开门后的环境恢复能力测试

生物试验中频繁开门（取放样品、观察动物）会破坏箱内环境，需验证开门后的恢复能力。测试流程：将试验箱设置为目标环境（如25℃、70%RH），稳定后打开门30秒（模拟实际操作时间），关闭门后记录温度、湿度恢复至目标范围的时间。

评估标准：恢复时间≤15分钟（细胞培养等敏感试验要求≤10分钟），且恢复过程中温度波动≤±2℃、湿度波动≤±5%RH。需重复测试3次，取平均值——例如第一次恢复时间12分钟，第二次10分钟，第三次11分钟，平均值11分钟，符合要求。

若恢复时间过长（如超过20分钟），需检查门封条密封性（是否漏风）或调整送风系统（增加循环风量）。

安全保护功能的验证

生物试验箱的安全保护直接关系到样品安全（如细胞死亡、药物变质）和设备安全，需验证四项核心功能：

一、超温保护：设置温度上限（如30℃），强制加热系统运行，当温度超过上限1℃时，保护装置应立即切断加热电源并报警（声光提示）。例如测试37℃环境时，若温度升至38℃，超温保护需触发。

二、湿度保护：设置湿度上限（如95%RH），当湿度超过96%RH时，加湿系统停止，除湿系统启动；设置湿度下限（如40%RH），当湿度低于39%RH时，除湿系统停止，加湿系统启动。

三、过载保护：模拟制冷系统过载（如增加压缩机负载），断路器应在1分钟内跳闸，避免设备损坏。

四、故障报警：断开温湿度传感器的接线，设备应立即发出报警，并在显示屏上显示“传感器故障”，便于快速排查。

测试数据的记录与溯源

生物试验需符合ISO 17025的溯源要求，测试数据需完整、可追溯。核心要求：

一、自动记录：使用带时间戳的数据记录仪（采样间隔≤10分钟），记录所有测试点的温度、湿度、风速数据，避免人工记录误差。例如测试温度均匀性时，记录仪需每分钟记录一次15个点的温度，持续2小时，生成120组数据。

二、数据留存：测试数据需保存至少3年（部分生物试验要求保存5年），存储格式需为不可篡改的PDF或CSV文件，便于审计。

三、报告完整性：测试报告需包含“测试依据（如GB/T 5170.2）、设备信息（编号、型号）、测试仪器（编号、校准日期）、测试结果（各指标的数值、是否符合要求）、测试人员（签名）”等内容——例如报告中需明确“温度均匀性测试结果为±0.8℃，符合GB/T 5170.2的≤±1℃要求”。