أهمية وطرق اختبار ارتفاع درجة الحرارة في الأجهزة الإلكترونية والكهربائية

يشير ارتفاع درجة الحرارة إلى زيادة درجة حرارة المكونات المختلفة للأجهزة الإلكترونية والكهربائية نسبة إلى درجة الحرارة المحيطة. عندما يتم تنشيط موصل، ترتفع درجة حرارة سطحه بمرور الوقت بسبب التأثير الحراري للتيار، حتى يصل إلى حالة مستقرة. ارتفاع درجة الحرارة المقدر للمحرك هو أقصى ارتفاع مسموح به في درجة حرارة اللف تحت درجة حرارة محيطة محددة (عادة 40 درجة مئوية)، والتي تعتمد على فئة عزل اللف.

لا يعكس تقييم ارتفاع درجة الحرارة حالة تبديد الحرارة للمحرك فحسب، بل يساعد أيضًا في تقييم ما إذا كانت إدارته الحرارية تعمل بشكل صحيح. للتحقق من عمر المنتجات الإلكترونية واستقرارها، يتم إجراء اختبارات ارتفاع درجة الحرارة عادةً على المكونات الحرجة (مثل شرائح IC) من خلال تشغيل الجهاز عند درجات حرارة أعلى من درجة حرارة التشغيل المقدرة (على سبيل المثال، 25 درجة مئوية) إلى درجة حرارة محددة (على سبيل المثال، 70 درجة مئوية)، وتسجيل ارتفاع درجة الحرارة فوق درجة الحرارة المحيطة، وبالتالي التحقق من صحة التصميم.

1. أهمية اختبار ارتفاع درجة الحرارة
اختبار ارتفاع درجة الحرارة اختبار ارتفاع درجة الحرارة هو إجراء قياسي في اختبار نوع المنتج الكهربائي، ويستخدم في المقام الأول لتقييم التغيرات في درجات الحرارة للمنتجات الكهربائية ومكوناتها لضمان الامتثال لمعايير السلامة. مع التطور السريع لتكنولوجيا المنتجات الكهربائية، أصبح اختبار ارتفاع درجة الحرارة أمرًا بالغ الأهمية في تقييم سلامة الأجهزة والمكونات. يمكن أن يؤدي التشغيل المطول في درجات حرارة عالية إلى تدهور أداء مادة العزل، مما قد يؤدي إلى صدمات كهربائية أو حروق أو حرائق. لذلك، يعد اختبار ارتفاع درجة الحرارة مقياسًا رئيسيًا لمنع مخاطر السلامة هذه.

2. طرق اختبار ارتفاع درجة الحرارة

يتم تصنيف طرق اختبار ارتفاع درجة الحرارة بشكل عام إلى قياسات تلامسية وغير تلامسية:

Nطرق القياس عن طريق الاتصال

تقيس الطرق غير التلامسية درجة حرارة سطح الجسم الذي يتم اختباره وعادةً ما تتطلب تصحيحًا لانبعاثية السطح للحصول على درجات حرارة دقيقة. ومع ذلك، فإن هذه الطرق محدودة بعوامل مثل المسافة بين الجسم والجهاز، ووجود بخار الماء والدخان والغبار وما إلى ذلك، في مسار الإشعاع، مما قد يقلل من دقة القياس. تشمل تقنيات قياس درجة الحرارة غير التلامسية الشائعة ما يلي:

• قياس درجة الحرارة الطيفية: يتم تحديد درجة الحرارة عن طريق قياس طيف الإشعاع المنبعث من سطح الجسم.
• التداخل الهولوغرافي: يستخدم ظاهرة التداخل لقياس التغيرات في درجات الحرارة.
• قياس درجة الحرارة ثلاثية الألوان باستخدام CCD: يستخدم كاميرا CCD لالتقاط معلومات ثلاثية الألوان لحساب درجة الحرارة.

طرق قياس الاتصال

تتضمن طرق الاتصال التفاعل المباشر مع الكائن الذي يتم اختباره وتوفر دقة وموثوقية أعلى. تتضمن عناصر قياس درجة الحرارة الرئيسية ما يلي:

• أجهزة قياس درجة الحرارة الحرارية: بناءً على تأثير سيبيك، تقيس أجهزة قياس درجة الحرارة الحرارية من خلال الجهد الناتج عن الفرق في درجة الحرارة بين مادتين مختلفتين عند تقاطعهما.
• أجهزة كشف درجة الحرارة المقاومة (RTDs): قم بقياس درجة الحرارة على أساس التغير في المقاومة الكهربائية مع درجة الحرارة.
تُستخدم طرق قياس التلامس على نطاق واسع نظرًا لقدرتها على قياس درجة الحرارة الفعلية للجسم بشكل مباشر.

WS- 1_ جهاز قياس ارتفاع درجة الحرارة

3. تنفيذ اختبار ارتفاع درجة الحرارة

التحضير قبل الاختبار

• معايرة المعدات: يجب معايرة جميع معدات الاختبار سنويًا. ويجب لصق ملصقات المعايرة على الأجهزة، موضحة تاريخ ودورة المعايرة الأخيرة.
• فحص العينة: التحقق من سلامة العينة، والتأكد من أن المكونات والملحقات والملحقات كاملة.
• الظروف البيئية: ضع العينة في بيئة بدرجة حرارة 23 درجة مئوية ± 2 درجة مئوية ورطوبة نسبية 50% -90% لمدة 10 ساعات للسماح لدرجة حرارة سطحها بالتوازن مع درجة حرارة الغرفة قبل الاختبار.

الاختبار والتسجيل

• تحقيق التوازن الحراري: يجب أن يعمل الجهاز أو مكوناته في ظل ظروف الحمل العادية حتى الوصول إلى التوازن الحراري، ويجب تسجيل بيانات درجة الحرارة في نقاط مختلفة.
• تسجيل البيانات: قم بتسجيل ارتفاع درجة الحرارة، والجهد، والتيار، وقوة الإدخال، وجهد الإخراج، والتيار الخارجي، وقوة الإخراج للمنتج الذي تم اختباره.
• استقرار درجة الحرارة البيئية: مراقبة استقرار منحنى درجة الحرارة المحيطة، والتأكد من أن التقلبات ضمن الحدود المقبولة.
• حالة تشغيل الجهاز: إذا حدثت أي خلل (مثل الضوضاء، أو الشرر، أو الاهتزازات، أو الحماية الحرارية، وما إلى ذلك)، فاحفظ البيانات الموجودة على الفور، وأوقف الاختبار، وقم بتحليل السبب، وحل المشكلة.
• تحليل المنحنى: افحص تغيرات منحنى درجة الحرارة عند كل نقطة اختبار. إذا تم اكتشاف أي خلل، فاحفظ البيانات وقم بتحليل السبب.
• إدارة بيئة الاختبار: تقليل نشاط الأفراد أثناء الاختبار، وخاصة تجنب الحركات السريعة لمنع التأثير على درجة الحرارة المحيطة ودقة نتائج الاختبار.

من خلال صارمة اختبار ارتفاع درجة الحرارة، يمكن ضمان سلامة واستقرار المنتجات الكهربائية أثناء الاستخدام الفعلي بشكل فعال، مما يمنع المخاطر المحتملة الناجمة عن ارتفاع درجة الحرارة المفرطة.