Полное руководство по камерам для экологических испытаний / камерам для измерения температуры и влажности

Каждый продукт, производимый промышленностью, подвергается экологическому ущербу. Экологические испытания могут помочь вам найти проблемы в ваших продуктах. Чтобы проверить удобство использования ваших продуктов, камеры для экологических испытаний ускоряют изменения окружающей среды или увеличивают количество ситуаций, когда естественная среда недоступна. Таким образом, с помощью камеры для экологических испытаний вы можете получить информацию о том, как долго ваш продукт может использоваться в естественной среде, и узнать, насколько высоко ваш продукт может работать в экстремальных условиях.

1 Что такое экологический тестXNUMX камера?

An камера экологических испытаний используется для проверки целостности тестируемого образца и его надлежащего функционирования в заданных условиях. Камера для экологических испытаний состоит из двух частей: среды и испытательной камеры. Окружающая среда относится к различным условиям окружающей среды, сумме внешних условий, которым подвергается тестируемый образец в данный момент времени, которые могут быть механическими, климатическими, биологическими и различными другими средами. Испытательная камера представляет собой закрытое пространство, способное обеспечить заданные условия испытаний и используемое для имитации различных условий испытаний.

Одним из очень важных элементов испытаний является испытание в климатической камере, например, при высокой температуре, низкой температуре, высокой влажности, низкой влажности, освещении и даже чередующихся циклах испытаний тепла и влажности. Поэтому камера климатических испытаний также известна как камера искусственного климата, камера климатических испытаний, камера испытаний с постоянной температурой и влажностью, камера высокой температуры и высокой влажности, камера чередующихся высоких и низких температур и т. д. Основными задействованными областями являются испытания надежности электронных компонентов. , исследование стабильности химических и новых энергетических материалов, проектирование и производство автомобилей и деталей, производство и упаковка полупроводниковых пластин, исследования стабильности, связанные с лекарствами (химическими, традиционной китайской медициной и биофармацевтикой), микробиологические испытания косметики и пищевых продуктов, а также сторонние испытания.

Если у продукта есть проблемы с качеством, это, скорее всего, связано с внешними факторами, такими как различные среды использования и сценарии, такие как температура, влажность и вибрация, которые не были предусмотрены или приняты во внимание при проектировании. Например, от теплого до прохладного климата, различные эффекты коррозии и многие другие факторы.

В дополнение к условиям использования также учитываются различные нагрузки, которым продукт может подвергаться во время упаковки, транспортировки и хранения, которые могут привести к повреждению или сокращению срока службы продукта.

2 Типы камер для экологических испытаний

Когда предмет размещается на открытом воздухе, он, вероятно, подвергается воздействию таких природных условий, как ветер, солнце, высота над уровнем моря, влажность, холод, удары, соляной туман, песок и пыль. Для разных природных сред существуют разные стандарты тестирования и разные типы камер для экологических испытаний.

Общие экологические испытания в основном включают в себя: испытание на низкое давление, испытание на высокую температуру, испытание на низкую температуру, испытание на тепловой удар, испытание на солнечное излучение (солнечный свет), испытание на дождь, испытание на влажность, испытание на плесень, испытание на песок и пыль, испытание на погружение в воду, испытание ледяным дождем и т. д.

3 Принцип работы климатических испытательных камер

Принцип работы камер для климатических испытаний можно интерпретировать в основном через два физических параметра, включая температуру и влажность.

Камера климатических испытаний состоит из двух частей: регулирования температуры (обогрев и охлаждение) и увлажнения. Через вращающийся вентилятор, установленный в верхней части камеры, воздух нагнетается в камеру для обеспечения циркуляции газа и балансировки температуры и влажности внутри камеры. Данные, собранные встроенными в камеру датчиками температуры и влажности, передаются на контроллер для редактирования и обработки для регулирования температуры и влажности.

Контроль температуры

Для контроля температуры испытательная камера должна выполнять две функции: нагревать и охлаждать. Кроме того, должна быть возможность равномерно регулировать температуру внутри камеры.

Специальная технология распределения воздуха внутри камеры для климатических испытаний гарантирует высокую степень однородности температуры по всей камере, гарантируя, что все компоненты и поверхности будут подвергаться воздействию одинаковой температуры.

Механическая система охлаждения камеры климатических испытаний состоит из системы замкнутого цикла со следующими основными компонентами: компрессор, конденсатор, расширительный клапан, испаритель.

Благодаря сжатию и последующему расширению газообразного хладагента климатическая камера обеспечивает равномерное охлаждение.

Климатические испытательные камеры обычно классифицируются по двум значениям минимальной температуры: одноступенчатая с минимальной температурой -40 ℃ и двухступенчатая (т. е. с каскадной системой) с минимальной температурой не менее -70 ℃.

Механическая система обогрева состоит из электрообогреваемых элементов, размещенных рядом с вентиляционной системой, по которой нагретый воздух подается внутрь камеры. Две функции, охлаждение и нагрев, контролируются ПЛК в соответствии с параметрами цикла, установленными оператором для обеспечения требуемой производительности.

Контроль влажности

Чтобы контролировать влажность, испытательная камера должна выполнять задачи как по увлажнению, так и по осушению, а также обеспечивать равномерное распределение влажности внутри камеры.

Прямое увлажнение достигается с помощью электрического увлажнителя, который обеспечивает безаэрозольное увлажнение путем подачи пара через отверстия для потока воздуха за вентилятором рециркуляции воздуха. Увлажнитель управляется специальным алгоритмом для повышения надежности.

Испытательная камера осушается механической системой, основанной на принципе конденсации, с использованием той же механической системы, что и для охлаждения. Согласно этому принципу, когда более холодный объект подвергается воздействию более теплой среды, влага из воздуха конденсируется на поверхности более холодного объекта. Испаритель является самым низкотемпературным элементом в испытательной камере и поэтому будет использоваться со специальной секцией для снижения уровня влажности в камере.

4 Для каких испытаний используются климатические испытательные камеры?

Мы используем разные климатические испытательные камеры для разных целей. Для экологических испытаний камеры обычно используются для четырех основных типов испытаний.

Стационарное тестирование

Испытательная камера, которая контролирует температуру, влажность или другие факторы в определенном диапазоне и поддерживает температуру в течение определенного периода времени. Вы можете использовать этот тип теста для измерения срока службы продукта или для проверки стабильности в течение длительного периода времени в определенной среде. Результаты этого теста будут более точными.

Он может имитировать адаптируемость продуктов к различным условиям окружающей среды, таким как высокая температура и высокая влажность/высокая температура и низкая влажность/высокая температура/низкая температура. Он широко используется для тестирования продуктов в электронике, электронике, пищевой, автомобильной, резиновой и пластиковой, металлической, химической и строительной промышленности.

Тест термоциклирования

В этом тесте тестовая камера предоставляет вашему изделию две экстремальные среды и переключается между ними в течение определенного периода времени. Это медленный процесс. Изменения в вашем продукте должны быть видны во время теста.

Тест на термический удар

Это испытание именно то, на что оно похоже — испытательная камера быстро создает экстремальные условия для ваших продуктов. Затем вы узнаете пределы их способности бороться с экстремальными условиями.

Соль спрей тест

Также известный как испытание в солевом тумане, он широко известен как тип испытания на коррозию. Используя этот тест, вы можете определить удобство использования ваших продуктов в реальных условиях.

Хотя испытание на термическое циклирование и испытание на термический удар похожи, это не одно и то же. Испытание на термоциклирование является более медленным процессом, чем испытание на термический удар. Несмотря на то, что в обоих случаях продукт подвергается воздействию двух сред, испытание на термоциклирование выполняется медленнее, чем испытание на термический удар. Испытание на термоциклирование предоставит производителям точные результаты при контроле определенных температур и влажности. С другой стороны, испытание на термический удар предоставит вам данные о долговечности вашего продукта при переключении между двумя экстремальными условиями.

Испытание на быстрое изменение температуры, это продукт в расчетном пределе прочности, использование методов ускорения температуры для изменения стресса внешней среды, так что продукт в тепловом стрессе и должен измениться за счет ускорения стресса, чтобы сделать потенциальные дефекты продукта появляются, для повышения доходности доставки продукта и сокращения количества переделок имеет значительный эффект. Продукция широко используется в аэрокосмической, военной, научно-исследовательских институтах, университетах, институтах контроля качества, автомобильных деталях, электронных и электрических, новой энергии, светодиодах, мобильных телефонах, пластмассах, дисплеях, средствах связи, химическом оборудовании и других отраслях промышленности.

5 Как прочитать параметры камеры для экологических испытаний?

Камера для испытаний на высокие и низкие температуры, например, при предварительной оценке камеры для испытаний на воздействие окружающей среды и даже в процессе ввода в эксплуатацию конечного производства, в дополнение к диапазону температур, упомянутому в начале, мы также сосредоточим внимание на следующих ключевых показателях.

Скорость изменения температуры: проще говоря, каждую минуту повышение/понижение внутренней температуры в камере.

Отклонение температуры: после того, как устройство достигло заданного значения и стабилизировалось, значение температуры в каждой точке измерения записывается относительно значения температуры, указанного устройством, один раз в минуту, всего 30 раз. Отклонение максимального/минимального значения от установленного значения во время процесса является желаемым значением.

Колебание температуры: опять же, используя данные, собранные во время процесса отклонения температуры, описанного выше, максимальное значение разницы температур между каждой точкой сбора в рабочем пространстве за период 30 мин.

Температурная однородность: опять же, используя приведенные выше данные, среднее арифметическое максимальной пространственной разницы температур между 9 тестовыми точками в каждую минуту в течение 30 минут.

В: При однородности температуры мне все еще нужны колебания температуры в качестве индикатора?

Да.

Хотя температурная однородность может быть выражена в боксе температурный баланс хороший или плохой, но благодаря расчету используется метод множественных средних, так что температурные колебания в каждой точке фактора в основном снимаются.

Однако для показателей температурных характеристик испытательного оборудования недостаточно только отмеченной однородности температуры, должны быть еще показатели флуктуаций температуры, то есть величина изменения температуры в каждой точке во времени, чтобы в полной мере описывать изменения температуры. поля в коробке, особенно при больших колебаниях температуры.

В: При отклонении температуры зачем мне нужна однородность и колебания температуры?

Колебание температуры в испытательной камере является очень важным показателем.

Камера для испытаний с постоянной температурой и влажностью, камера для испытаний на переменную влажность и температуру с высокой и низкой температурой и другое оборудование являются особыми требованиями к колебаниям температуры, поэтому необходимо отмечать колебания температуры. Потому что, когда колебания температуры камеры влажности и тепла приведут к большим колебаниям влажности, увеличат погрешность влажности и могут превысить допустимое отклонение влажности.

6 Как выбрать камеру температуры и влажности?

Как выбрать размер тома?

При помещении испытуемого изделия (компонента, узла, детали или машины) в климатическую камеру для испытаний, чтобы гарантировать, что атмосфера вокруг испытуемого изделия может соответствовать условиям испытаний окружающей среды, указанным в спецификации испытания, объем рабочей камеры климатической камеры должен быть не менее чем в 3-5 раз больше объема контура испытуемого изделия.

Каков подходящий диапазон температур?

Чем выше верхний температурный предел, тем больше разница температур внутри и снаружи бокса, тем менее однородно поле течения внутри бокса и тем меньше доступный объем студии. С другой стороны, чем выше верхняя предельная температура, тем выше требования к теплостойкости изоляционных материалов (например, стекловаты и т. д.) в многослойной стенке камеры. Чем выше требования к герметизации камеры, тем выше стоимость изготовления камеры.

В настоящее время диапазон температуры испытательной камеры обычно составляет от -70 ℃ до +180 ℃. Эти диапазоны температур обычно могут удовлетворить потребности температурных испытаний большинства военных и гражданских изделий.

Какой допустимый диапазон влажности?

Большинство показателей влажности, заданных камерой для экологических испытаний, составляют 20% ~ 98% относительной влажности или 30% ~ 98% относительной влажности, если камера для испытаний на влажность и тепло без системы осушения, диапазон влажности 60 ~ 98%, этот тип теста Камера может проводить только тест на высокую влажность, но ее цена намного ниже.

Подавляющее большинство текущих температурных и влажностных боксов используют принцип рефрижераторного осушения, в боксе камеры предварительного кондиционирования воздуха плюс набор холодильных световых трубок. Когда влажный воздух проходит через холодную трубку, его относительная влажность достигает 100% RH, так как воздух насыщен конденсатом на световой трубке, что делает воздух более сухим. Этот тип осушения теоретически может достигать температуры точки росы ниже нуля градусов, но когда температура поверхности холодного пятна достигает 0°C, капли воды, конденсирующиеся на поверхности световой трубки, замерзают, что влияет на теплообмен на поверхность световой трубки и снижение мощности осушения. И поскольку ящик не может быть полностью герметичным, влажный воздух из атмосферы будет просачиваться в ящик и повышать температуру точки росы. С другой стороны, влажный воздух, протекающий между световой трубкой, контактирует с световой трубкой (холодное пятно) только в тот момент, когда он достигает насыщения и выпадает в осадок водяной пар, поэтому с помощью этого метода осушения трудно добиться температуры точки росы в камере. до 0 ℃ ниже. Фактически достигаемая низкая температура точки росы составляет от 5 до 7°C. Температура точки росы 5 ℃ эквивалентна абсолютному содержанию влаги 0.0055 г/кг, что соответствует относительной влажности 20% при температуре 30 ℃. Если требуемая температура 20°C при относительной влажности 20% относительной влажности, температура точки росы в это время составляет -3°C, использование метода охлаждения для осушения очень сложно, вы должны выбрать систему осушения воздуха для достижения.

Методы контроля

Камеры для испытаний на температуру и влажность имеют постоянные испытательные камеры и чередующиеся испытательные камеры в двух случаях. Обычная высокотемпературная испытательная камера обычно относится к постоянной высокотемпературной и низкотемпературной испытательной камере, ее режим управления: установите целевую температуру, испытательная камера имеет возможность автоматически термостатировать до точки целевой температуры. Метод управления испытательной камерой с постоянной температурой и влажностью аналогичен, установите целевую температуру, точку влажности, испытательная камера имеет возможность автоматически термостатировать до целевой температуры, точки влажности. Испытательная камера с чередованием высокой и низкой температуры имеет возможность устанавливать одно или несколько изменений высокой и низкой температуры, циклические процедуры, испытательная камера имеет возможность завершить процесс испытания в соответствии с заданной кривой и может находиться в пределах диапазона максимума. повышение температуры, возможность скорости охлаждения, точный контроль повышения температуры, скорость охлаждения, то есть вы можете установить наклон кривой для контроля скорости повышения температуры, охлаждения. Точно так же в испытательной камере с переменным нагревом и влажностью при высокой и низкой температуре также можно предварительно установить кривые температуры и влажности и контролировать их в соответствии с заданными настройками. Конечно, чередующаяся испытательная камера имеет постоянную функцию испытательной камеры, но стоимость изготовления чередующейся испытательной камеры выше, потому что чередующаяся испытательная камера должна быть оснащена автоматическим устройством записи кривых, инструментом программного управления, а также для решения испытательной камеры в случай высокой температуры в помещении, чтобы открыть холодильную машину и другие вопросы, поэтому цена чередующейся испытательной камеры, чем цена постоянной испытательной камеры, как правило, выше, чем на 20%. Таким образом, мы должны реалистично относиться к потребностям метода испытаний в качестве отправной точки, выбору постоянной испытательной камеры или чередующейся испытательной камеры.

Скорость ветра

Соответствующие стандарты предусматривают экологические испытания, скорость ветра в камере температуры и влажности должна быть менее 1.7 м / с, для самого испытания чем меньше скорость ветра, тем лучше, скорость ветра ускорит поверхность испытуемого образца и воздушный поток внутри камера теплообмена, подлинность теста не способствует. Но для того, чтобы обеспечить однородность испытательной камеры, в испытательной камере необходима циркуляция ветра. Тем не менее, камера для испытаний на быстрое изменение температуры и камера для испытаний на температуру, влажность, вибрацию и другие многофакторные комплексные испытания окружающей среды, чтобы отслеживать скорость изменения температуры, должны ускорять поток циркулирующего воздуха внутри камеры, скорость ветра обычно составляет 2 ~ 3м/с. Поэтому для разных целей предел скорости ветра не одинаков.

Колебания температуры

Колебание температуры является относительно простым для достижения параметром, и фактическое колебание температуры большинства испытательных камер, производимых всеми производителями оборудования для испытаний на воздействие окружающей среды, можно контролировать в пределах ±0.3°C.

Равномерность температурного поля

Чтобы более точно имитировать фактические условия окружающей среды, которым подвергается изделие в природе, окружающая область испытуемого изделия должна гарантированно находиться в тех же температурных условиях окружающей среды при испытании на воздействие окружающей среды, для которых температурный градиент и температурные колебания в пределах испытательная камера должна быть ограничена. Например, в общих правилах климатического метода испытаний военной техники четко оговаривается, что «температура измерительной системы вблизи испытуемого образца должна быть в пределах ±2°С от температуры испытаний, а ее температурная работа не должна превышать 1°С/м или суммарное значение 2.2°С (испытуемый образец не работает)».

Точный контроль температуры

Большинство камер для экологических испытаний при измерении влажности - это метод мокрого и сухого термометра, отклонение относительной влажности должно составлять ± 23% относительной влажности. Чтобы соответствовать требованиям точности контроля влажности, точность контроля температуры камеры для испытаний на влажность высока, колебания температуры обычно не превышают ± 0.2 ℃. В противном случае трудно достичь требований точности контроля влажности.

способ охлаждения

Если испытательная камера с системой охлаждения, система охлаждения должна быть охлаждена. Существуют две формы испытательных камер с воздушным и водяным охлаждением.

7 Для каких отраслей промышленности подходят климатические испытательные камеры?

Многие отрасли промышленности тестируют прототипы продуктов для проверки надежности, характеристик, устойчивости к нагрузкам и других приложений в среде, в которой они используются. Если результаты этих тестов неудовлетворительны, необходимо найти причину или дефектные компоненты, а также устранить основную причину и улучшить продукт. Камеры для экологических испытаний часто используются в следующих отраслях промышленности для проверки пригодности продуктов к использованию.

Аэрокосмическая индустрия

Камеры климатических испытаний используются в аэрокосмической промышленности для имитации и воспроизведения типичных условий окружающей среды на этапах посадки, взлета и полета, чтобы обеспечить квалифицированные, надежные и высокие стандарты производительности и качества продукции.

Автомобильная промышленность

Нормативно-правовые акты в автомобильной промышленности постоянно обновляются, а требования безопасности повышаются. Помимо основных вопросов безопасности водителя и пассажиров, существует также вопрос соблюдения норм выбросов для защиты окружающей среды.

Электронная промышленность

Экологические испытания электронного оборудования проводятся для снижения риска отказа продукта в полевых условиях. Тестирование необходимо для обеспечения длительного срока службы продуктов и сохранения их первоначальных характеристик.

Аккумуляторная промышленность

Камеры климатических испытаний для тестирования аккумуляторов предназначены для тестирования литий-ионных аккумуляторов. Целью испытаний является не только проверка срока службы батареи, но и оценка степени безопасности в конкретных условиях окружающей среды.

Другие области

Камеры для экологических испытаний также могут использоваться в пищевой, строительной, энергетической, фармацевтической промышленности и т. д.

С быстрым развитием современных промышленных технологий широко используются электрические и электронные изделия. В то же время условия окружающей среды становятся все более сложными. Только правильно регулируя меры по охране окружающей среды продуктов, они могут быть защищены от повреждений при хранении и транспортировке, а также быть безопасными и надежными при использовании.