أداء اختبار مقاومة اللهب لجهاز اختبار اللهب بالإبرة بناءً على طريقة اختبار اللهب بالإبرة

الملخص
تُعدّ ألسنة اللهب الصغيرة الشبيهة بالإبر، والناتجة عن قصر الدائرة الكهربائية وأعطال ارتفاع درجة حرارة المكونات في المعدات الكهربائية، سببًا رئيسيًا للحرائق الكهربائية. وباعتبارها طريقة كشف عالمية معتمدة لمحاكاة ألسنة اللهب الناتجة عن الأعطال، فإن اختبار اللهب الإبري يُمكنه تقييم مقاومة اللهب لمختلف أنواع البلاستيك العازل ومكونات الآلات الكاملة بدقة عند اشتعالها بواسطة ألسنة اللهب الصغيرة. وهو اختبار إلزامي للحصول على شهادات السلامة، بما في ذلك CCC وCE وUL. LISUN ZY-3 nجهاز اختبار اللهب بالإبرة يركز هذا البحث، باعتباره موضوع الدراسة، على المتطلبات التقنية الأساسية لطريقة اختبار اللهب بالإبرة. ويحلل قدرة الجهاز على إعادة إنتاج المعايير الرئيسية بدقة، مثل ارتفاع اللهب، ومنحنى ارتفاع درجة الحرارة، وزاوية تطبيق اللهب، ودقة التوقيت. كما يتناول الاختلافات في تكوين الأجهزة بين الأجهزة المجهزة بخزائن الاختبار. ZY-3 والنوع المفتوح ZY-3S تُقارن هذه الورقة البحثية بين أنظمة المعايير المحلية والدولية، بما في ذلك GB/T 5169.5-2020 وIEC 60695-11-5:2016، التي يدعمها الجهاز. وتشرح بالتفصيل كيف تعمل الوحدات الذكية، مثل التوقيت التلقائي، وتسجيل بيانات العملية الكاملة، وتطبيق اللهب متعدد الأوضاع، على تقليل أخطاء الاختبار في طريقة اختبار اللهب بالإبرة. وبالإضافة إلى سيناريوهات التطبيق التي تغطي المنتجات الكهربائية والإلكترونية، والأجهزة المنزلية، والإضاءة، وإلكترونيات السيارات، تُظهر هذه الورقة استقرار البيانات وتعدد استخداماتها. ZY-3 يُستخدم جهاز اختبار اللهب بالإبرة في الاختبارات التي تعتمد على طريقة اختبار اللهب بالإبرة. وهو يوفر مراجع فنية لأقسام فحص الجودة لدى الشركات المصنعة، ومختبرات الاختبار الخارجية، ومؤسسات البحث والتطوير في مجال المواد، لاختيار معدات اختبار اللهب بالإبرة القياسية. 

المقدمة

أثناء التشغيل طويل الأمد للأجهزة المنزلية، ومعدات تكنولوجيا المعلومات، ومنتجات الإضاءة، والأجهزة الكهربائية الداخلية، قد يؤدي التحميل الزائد للدائرة الكهربائية، وتعطل المكونات، والأسلاك غير المحكمة إلى اشتعال ألسنة لهب صغيرة موضعية. تتميز هذه الألسنة بطاقة مركزة وتحرق باستمرار الأجزاء العازلة، مما قد يتسبب بسهولة في حرائق للمعدات بأكملها. لا تستطيع اختبارات الاحتراق التقليدية سوى محاكاة ألسنة اللهب المفتوحة واسعة النطاق، ولا تستطيع محاكاة ألسنة اللهب الصغيرة الناتجة عن الأعطال داخل المعدات. صُممت طريقة اختبار اللهب بالإبرة خصيصًا لهذا النوع من المخاطر. يُولّد موقد إبرة معياري ألسنة لهب صغيرة مستقرة لحرق العينات بشكل دقيق. تُسجل المؤشرات الرئيسية، بما في ذلك الاشتعال، والاحتراق المستمر، والاشتعال الناتج عن قطرات المواد المنصهرة، لتحديد درجة أمان المواد من الحرائق. تُعد هذه الطريقة أساسية لاختبار المنتجات الكهربائية قبل طرحها في الأسواق العالمية.

تضع المعايير الحالية GB/T 5169.5-2020 و IEC 60695-11-5:2016 لاختبار اللهب بالإبرة متطلبات إلزامية صارمة لمعدات الاختبار: يجب الحفاظ على ارتفاع اللهب ثابتًا عند 12 مم ± 1 مم؛ ويجب تسخين كتلة النحاس من 100 درجة مئوية ± 2 درجة مئوية إلى 700 درجة مئوية ± 3 درجة مئوية خلال 23.5 ثانية ± 1 ثانية؛ ويجب وضع الموقد عموديًا للمعايرة ومائلًا بزاوية 45 درجة أثناء الاختبار؛ ويجب ضبط دقة توقيت تطبيق اللهب والاحتراق المستمر في حدود ±0.1 ثانية. تعتمد أجهزة اختبار اللهب بالإبرة اليدوية التقليدية على ضبط صمام الغاز يدويًا وتوقيت ساعة الإيقاف. يتذبذب حجم اللهب ومنحنى درجة الحرارة ومدة تطبيق اللهب بشكل كبير. تُظهر البيانات التي يتم الحصول عليها من اختبار اللهب بالإبرة المتكرر على نفس العينة تشتتًا عاليًا، وقد لا تقبل جهات الاعتماد تقارير الاختبار الناتجة.

LISUN تطور ZY-3 جهاز اختبار اللهب بالإبرة من سلسلة أجهزة اختبار اللهب. يتوافق تصميمه المادي ونظام التحكم فيه تمامًا مع جميع مواصفات طريقة اختبار اللهب بالإبرة. بفضل اعتماده على خزانة متكاملة عالية الحرارة، ونظام تحكم مغلق في درجة حرارة الغاز، ونظام توقيت تلقائي PLC، يُمكن لجهاز واحد إتمام عملية الاختبار الكاملة لألواح المواد الخام، وهياكل الآلات، وأجزاء عزل الأسلاك وفقًا لطريقة اختبار اللهب بالإبرة. يدعم الجهاز وضعيات تطبيق اللهب أحادية ومتعددة المراحل، وهو مناسب للاختبارات الروتينية واختبارات متانة الاحتراق المستمر المحددة في معيار IEC 62368-1. يُعالج هذا الجهاز المشكلات الشائعة في الأجهزة التقليدية، مثل عدم كفاية الدقة، وصعوبة التشغيل، وعدم إمكانية تتبع البيانات.

اختبار لهب الإبرة ZY-3

تحليل المطابقة بين المعايير الأساسية لطريقة اختبار اللهب الإبري ومعايير ZY-3 معدات

المعايير المحلية والدولية المعتمدة المتعلقة بطريقة اختبار اللهب بالإبرة
تم وضع نظام معياري موحد محلي ودولي لطريقة اختبار اللهب بالإبرة. ويشمل ذلك بنية الأجهزة وخوارزمية البرمجيات الخاصة بها. ZY-3 يتوافق جهاز اختبار اللهب بالإبرة تمامًا مع الأحكام القياسية. ترد قائمة المواصفات المطبقة في الجدول 1.

مقارنة المعايير الأساسية بين اثنين ZY-3 نماذج مقارنة بالمؤشرات الإلزامية لطريقة اختبار اللهب بالإبرة
استخدم ZY-3 تتضمن السلسلة نموذجين: ZY-3 مع خزانة مغلقة ونوع مفتوح ZY-3Sتتطابق معايير الاحتراق الأساسي وقياس درجة الحرارة والتوقيت في كلا النموذجين، وتفي تمامًا بمتطلبات اختبار اللهب الإبري. يوضح الجدول 2 مقارنة المعايير الرئيسية.

تتطلب طريقة اختبار اللهب بالإبرة بوضوح أن تكون بيئة الاختبار خالية من أي تداخل لتدفق الهواء الحراري. الخزانة المغلقة المطلية بدرجة حرارة عالية من ZY-3 يمكن عزل تدفق هواء التهوية وتكييف الهواء داخل ورش العمل، كما أن الجدار الداخلي الداكن للخزانة يمنع انعكاس الضوء من التأثير على مراقبة اللهب. وهي خفيفة الوزن. ZY-3S يُعد هذا الجهاز مناسبًا للفحص الموضعي والاختبار السريع في المختبرات الصغيرة. يدعم كلا الطرازين تطبيق اللهب أحادي المرحلة ومتعدد المراحل بشكل تلقائي ومستمر، ويمكنهما إكمال طريقة اختبار متانة اللهب بالإبرة المحددة في الملحق S من معيار IEC 62368-1.

تحسين دقة اختبار اللهب الإبري من خلال التصميم الذكي لـ ZY-3

تنشأ أخطاء الاختبار في طريقة اختبار اللهب بالإبرة بشكل رئيسي من عدم استقرار اللهب، والانحراف في التوقيت اليدوي، وانحراف زاوية تطبيق اللهب، وتداخل تدفق الهواء المحيط. ZY-3 يتجنب الانحرافات بشكل أساسي من خلال التصميم الذكي للأجهزة والبرامج، ويحسن من إمكانية تكرار الاختبار.

دائرة غاز متكاملة للتحكم في درجة الحرارة تعمل على تثبيت اللهب لتلبية متطلبات معايرة طريقة اختبار اللهب بالإبرة
الجهاز مزود بوحدة تنظيم تدفق الغاز ذات الحلقة المغلقة. وبالاقتران مع ملحق مقياس التدفق الإلكتروني الاختياري، تعمل هذه الوحدة على تثبيت تدفق غاز البوتان في الوقت الفعلي، مما يحافظ على استقرار ارتفاع اللهب ومنحنى ارتفاع درجة الحرارة على المدى الطويل دون أي انحراف. قبل كل اختبار لهب بالإبرة، يمكن للجهاز بدء عملية معايرة اللهب بنقرة واحدة، وتسجيل عملية التسخين الكاملة لكتلة النحاس تلقائيًا، وأرشفة بيانات المعايرة. يفي الجهاز تمامًا بمتطلبات اختبار تأكيد اللهب وفقًا للمعايير. لا يحتاج المشغلون إلى ضبط الصمامات بشكل متكرر، مما يقلل بشكل كبير من عتبة عملية المعايرة.

يساهم التوقيت التلقائي وتخزين البيانات في القضاء على أخطاء الملاحظة اليدوية
تعتمد طريقة اختبار اللهب التقليدية باستخدام الإبرة على قيام المشغلين بتسجيل وقت الاشتعال والانطفاء بالعين المجردة. وتؤدي الملاحظة اليدوية إلى خطأ في التأخير يتراوح بين 0.3 ثانية و 2 ثانية، مما يتسبب بشكل مباشر في تحريف الحكم على درجات مثبطات اللهب. ZY-3 مُجهّز بوحدة توقيت عالية الدقة تعمل بنظام PLC. يبدأ التوقيت تلقائيًا لحظة ملامسة الموقد للعينة. بمجرد أن يستشعر مستشعر اللهب وجود لهب مكشوف، يُسجّل النظام تلقائيًا وقت الاشتعال (Ti)؛ وعند انطفاء اللهب تمامًا، يُسجّل وقت الاحتراق المستمر (Tb) تلقائيًا. تُخزّن جميع البيانات، بما في ذلك درجة الحرارة والمدة وأوقات تطبيق اللهب، على شاشة اللمس في الوقت الفعلي، مع إمكانية تصدير السجلات الأصلية. يمكن تتبع جميع بيانات اختبار اللهب بالإبرة طوال العملية، بما يفي بمتطلبات إصدار التقارير في مختبرات خارجية.

التشغيل المزدوج عبر شاشة اللمس وجهاز التحكم عن بعد يبسط إجراء اختبار اللهب بالإبرة
الجهاز مزود بشاشة لمس LCD كبيرة مطورة داخليًا. يمكن ضبط جميع معايير اختبار اللهب بالإبرة (مدة تطبيق اللهب، وعدد مرات تطبيق اللهب المستمر، وعتبة إنذار درجة الحرارة) بصريًا بنقرة واحدة. وبفضل جهاز التحكم عن بُعد اللاسلكي، يستطيع المشغلون بدء الاختبار وإيقافه من خارج الجهاز لتجنب الحروق الناتجة عن اللهب عالي الحرارة. يدعم الهيكل المعياري للجهاز التبديل السريع لمشابك العينات، مما يجعله مناسبًا لعينات ذات مواصفات مختلفة مثل لوحات الدوائر، ولوحات المفاتيح، وأسلاك التوصيل، وهياكل المصابيح. جهاز واحد يلبي احتياجات اختبار اللهب بالإبرة لجميع فئات المنتجات.

سيناريوهات التطبيقات الصناعية ZY-3 جهاز اختبار اللهب بالإبرة لطريقة اختبار اللهب بالإبرة

فحص جودة المعدات الكهربائية والمفاتيح والمآخذ
يجب أن تعتمد المرحلات وقواطع الدائرة والألواح البلاستيكية للمقابس وطبقات عزل الكابلات جميعها طريقة اختبار اللهب بالإبرة لمحاكاة اللهب الصغير الناتج عن الأقواس الكهربائية من دوائر قصر التلامس. النوع الموجود في الخزانة ZY-3 يمكن إكمال فحص عينات الدفعات الواردة وفحص المواد بسرعة مع وقت احتراق مستمر مفرط، مما يساعد المنتجات على اجتياز شهادات السلامة GB/T 2099.1 و VDE بسلاسة.

اختبار السلامة لمعدات تكنولوجيا المعلومات ومعدات الصوت والفيديو
يجب أن تعتمد وحدات تزويد الطاقة لأجهزة الكمبيوتر والشواحن وهياكل أجهزة التوجيه طريقة اختبار اللهب بالإبرة وفقًا للمعيار IEC 62368-1. تتطلب بعض مكونات الجهد العالي إجراء اختبارات متانة متعددة باستخدام اللهب المستمر. وظيفة تطبيق اللهب المستمر التلقائية لـ ZY-3 يؤدي ذلك إلى إلغاء التشغيل اليدوي المتكرر ورفع كفاءة طريقة اختبار اللهب بالإبرة للتقادم طويل الأمد بأكثر من 70٪.

اختبار الإضاءة ووحدات الإضاءة الخاصة
تتعرض الأجزاء البلاستيكية داخل مشغلات مصابيح LED، ودعامات مصابيح الهالوجين، وأضواء الكشافات الخارجية لدرجات حرارة عالية لفترات طويلة، مما يعرضها لمخاطر نشوب حرائق نتيجة ارتفاع درجة حرارة المكونات. تُستخدم طريقة اختبار اللهب بالإبرة لتقييم مقاومة المواد للهب. وتتوافق بيانات الاختبار مع GB 7000.1 معايير السلامة الخاصة بوحدات الإضاءة ودعم شهادة CE لمنتجات الإضاءة المصدرة.

اختبار الإلكترونيات الخاصة بالسيارات ومكونات دعم الطاقة الجديدة
تعمل وحدات التحكم المركزية للمركبات، وأسلاك التوصيل، وأجزاء العزل في أعمدة الشحن في ظروف معقدة. وتزيد درجات الحرارة المرتفعة في الصيف وفي حجرات المحرك من مخاطر الحريق. ويتم إجراء اختبار اللهب بالإبرة وفقًا للمعيار ISO 6722. ويتم التحكم بدقة في درجة حرارة اللهب. ZY-3 يمكن استعادة مصادر الحرارة المعطلة المثبتة على المركبات وتوفير بيانات موثوقة لتصميم الوقاية من الحرائق في مركبات الطاقة الجديدة.

مختبرات البحث والتطوير لمواد البوليمر
أثناء البحث والتطوير للبلاستيك المعدل بمواد مثبطة للهب مثل ABS و PC و PA، يلزم إجراء عدد كبير من اختبارات اللهب بالإبرة المتوازية لمقارنة الاختلافات بين تركيبات مثبطات اللهب. وظيفة تصدير البيانات التلقائية لـ ZY-3 يمكن تلخيص بيانات الاحتراق المستمر والتقطير لمجموعات متعددة من العينات على دفعات وتقصير دورة البحث والتطوير للمواد الجديدة.

خاتمة

تُعدّ طريقة اختبار اللهب بالإبرة طريقةً معياريةً للكشف عن اللب، تُستخدم لتقييم مقاومة المعدات الكهربائية والمواد العازلة للاشتعال بواسطة اللهب الصغير. وتحدد دقة ومستوى أتمتة معدات الاختبار بشكل مباشر صحة بيانات الاختبار ومدى اعتماد تقارير الشهادات. LISUN ZY-3 سلسلة اختبار لهب الإبرة يتوافق الجهاز تماماً مع جميع مواصفات طريقة اختبار اللهب بالإبرة، بما في ذلك GB/T 5169.5-2020 و IEC 60695-11-5:2016. وتتجاوز المؤشرات الأساسية، مثل ارتفاع اللهب ومنحنى ارتفاع درجة الحرارة ودقة التوقيت وزاوية الموقد، القيم الحدية القياسية.

الخزانة المغلقة ZY-3 تعتمد هذه الآلة على خزانة معزولة عن تدفق الهواء ونظام تحكم آلي بالكامل، مما يجعلها مناسبة لطريقة اختبار اللهب بالإبرة المعيارية في مختبرات الاعتماد التابعة لجهات خارجية والشركات الكبيرة والمتوسطة الحجم. كما أنها خفيفة الوزن. ZY-3S يتكيف مع المصانع الصغيرة وسيناريوهات الفحص الموضعي. تعمل الوظائف الذكية، بما في ذلك المعايرة التلقائية للهب، وتسجيل بيانات العملية الكاملة، وتطبيق اللهب المستمر متعدد المراحل، على القضاء بشكل فعال على الأخطاء المنهجية الناتجة عن التشغيل اليدوي، وتضمن قابلية تكرار البيانات التي تم الحصول عليها من طريقة اختبار اللهب بالإبرة ومصداقيتها.

في ظلّ تشديد إجراءات السلامة من الحرائق للمنتجات الكهربائية العالمية، ZY-3 يُمكن لجهاز اختبار اللهب بالإبرة إتمام اختبار اللهب بالإبرة للمواد الخام والمنتجات النهائية في خطوة واحدة. فهو يلبي متطلبات التقييم الروتيني لمثبطات اللهب ومتطلبات التحقق من الاحتراق على المدى الطويل، ويُقدم حلاً معيارياً متكاملاً لاختبار تطوير المنتجات، وفحص جودة المنتجات قبل خروجها من المصنع، والحصول على شهادات دخول الأسواق الدولية.