بحث حول تطبيق غرفة درجة الحرارة البيئية في التحقق من قابلية المواد والمنتجات للتكيف البيئي وموثوقيتها وتطويرها

المستخلص:

تتعرض المواد والمنتجات الإلكترونية لضغوط مناخية معقدة، مثل درجات الحرارة المرتفعة والمنخفضة، وتغيرات الرطوبة، والتغيرات المفاجئة في درجات الحرارة أثناء التشغيل الفعلي. ولا تستطيع الاختبارات التقليدية التي تُجرى في درجة حرارة الغرفة تقييم مخاطر فشل المنتجات في ظل ظروف التشغيل القاسية بشكل فعال. وباعتبارها معدات أساسية لمحاكاة المناخ الاصطناعي، فإن غرفة قياس درجة الحرارة البيئية يمكنها محاكاة التغيرات الديناميكية في درجة الحرارة والرطوبة في الطبيعة لإجراء اختبارات موثوقية معجلة. LISUN تتناول هذه الورقة البحثية، التي تتخذ من غرفة اختبار التناوب بين درجات الحرارة العالية والمنخفضة والرطوبة (GDJS-015B) موضوعًا للدراسة، مبدأ عملها ومواصفاتها الفنية الرئيسية وعناصر الاختبار الخاصة بها، بالإضافة إلى تطبيقاتها الهندسية في التحقق من موثوقيتها في مختلف الصناعات. وبالاقتران مع تحليل جدول معلمات أداء الجهاز، توفر الورقة مراجعًا لتطوير قابلية التكيف البيئي والتحقق من جودة المكونات الإلكترونية وإضاءة LED والمواد البوليمرية وغيرها من المنتجات. 

مقدمة 1

تُستخدم المنتجات في التصنيع الحديث على نطاق جغرافي واسع، من المناطق الباردة ذات درجات الحرارة المنخفضة إلى المناطق الساحلية ذات درجات الحرارة والرطوبة العالية. قد تؤدي التغيرات الدورية في درجات الحرارة والرطوبة إلى شيخوخة وتشقق المواد البوليمرية، وانحراف معايير الأجهزة الإلكترونية، وفشل مكونات منع التسرب. تستغرق اختبارات التعرض الطبيعي في الهواء الطلق وقتًا طويلاً ولا تفي بمتطلبات التكرار السريع في البحث والتطوير. بفضل تجويف محكم الإغلاق وقابل للتحكم، توفر حجرة التحكم بدرجة الحرارة البيئية ظروف إجهاد موحدة تجمع بين درجة الحرارة والرطوبة، وذلك لإتمام التحقق من التكيف البيئي والموثوقية في المختبرات. يساهم ذلك في تقصير دورة التحقق في البحث والتطوير، ويكشف عن العيوب المحتملة للمواد والمنتجات مسبقًا.

استخدم LISUN غرفة اختبار GDJS-015B ذات درجة الحرارة والرطوبة المتناوبة هي غرفة اختبار بيئية مركبة متعددة الوظائف. تتوافق مع معايير الاختبار البيئي المحلية والدولية، بما في ذلك GB/T 2423 وIEC 60068. تُستخدم على نطاق واسع في فحص الموثوقية، وفحص النوع، واختبارات التقادم المُعجّل في مرحلة البحث والتطوير لوحدات إضاءة LED، ومكونات الإلكترونيات الخاصة بالسيارات، ومواد البوليمر البلاستيكية، والتجميعات الكهربائية. تدعم الغرفة أوضاع اختبار متعددة، مثل اختبار درجة الحرارة العالية الثابتة، واختبار التخزين في درجة حرارة منخفضة، واختبار دورة درجة الحرارة والرطوبة المتناوبة، واختبار التقادم الناتج عن الرطوبة والحرارة، مما يوفر بيانات اختبار داعمة لتحسين تصميم المنتج.

GDJS-015B غرفة درجة الحرارة الرطوبة | الغرفة الحرارية

2- مبدأ العمل والبنية المادية لغرفة درجة الحرارة البيئية

تتكون حجرة قياس درجة الحرارة البيئية بشكل أساسي من هيكل عازل حراري داخلي، ونظام تبريد، ونظام تدفئة، ووحدة ترطيب وتجفيف، ومجموعة مستشعرات، ونظام تحكم قابل للبرمجة. الخزان الداخلي مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ SUS304 لمقاومة التآكل الناتج عن الرطوبة والحرارة؛ وتستخدم طبقة العزل الحراري مادة رغوة البولي يوريثان لتقليل التبادل الحراري بين داخل الحجرة وخارجها. نظام التحكم مزود بمستشعرات درجة حرارة مقاومة من البلاتين PT100 ومستشعرات رطوبة عالية الدقة. يدعم جهاز التحكم القابل للبرمجة PLC برمجة منحنيات درجة الحرارة والرطوبة المخصصة، ويمكنه ضبط دورات ارتفاع درجة الحرارة، وثباتها، وانخفاضها، وتبديل الرطوبة. يحاكي النظام فرق درجة الحرارة بين الليل والنهار، والتكثيف، والرطوبة والحرارة، وغيرها من ظروف التشغيل الحقيقية لإجراء اختبارات إجهاد بيئي معجلة. يمكن ضغط تأثير التقادم الناتج عن البيئة الطبيعية على مدى أشهر أو سنوات إلى بضعة أيام أو مئات الساعات لمراقبة تدهور الأداء والتلف الهيكلي للعينات.

يوضح الجدول 1 المعايير الفنية الأساسية لـ LISUN غرفة درجة الحرارة البيئية GDJS-015B.

الجدول 1: المعايير الفنية الرئيسية لـ LISUN غرفة درجة الحرارة البيئية GDJS-015B

ثلاثة عناصر اختبار رئيسية وسيناريوهات تطبيق غرفة درجة الحرارة البيئية

باستخدام غرفة التحكم بدرجة الحرارة البيئية، يستطيع مهندسو البحث والتطوير تنفيذ مشاريع متنوعة للتحقق من قدرة المنتجات على التكيف مع البيئة، تشمل تقييم خصائص المواد الأساسية والتحقق من موثوقية المنتجات النهائية. وتشمل أنواع الاختبارات الرئيسية اختبار التخزين في درجات حرارة عالية ومنخفضة، واختبار التشغيل في درجات حرارة عالية ومنخفضة، واختبار الحرارة الرطبة الثابتة، واختبار دورة التناوب بين درجة الحرارة والرطوبة، واختبار التغير السريع في درجة الحرارة.

في مجال البحث والتطوير للمواد البوليمرية، تُستخدم غرفة التحكم بدرجة الحرارة لمراقبة تغيرات الصلابة، والتشوه، والتشقق في المواد البلاستيكية والمطاطية بعد دورات من درجات الحرارة المرتفعة والمنخفضة، وذلك لتقييم مقاومة المواد للعوامل الجوية. وفي صناعة إضاءة LED، يمكن إجراء اختبارات التقادم الحراري المتعلقة بمعيار LM-80 للكشف عن انخفاض التدفق الضوئي لمصادر الضوء. أما المكونات الإلكترونية للسيارات، فتخضع لاختبارات الحرارة الرطبة المتناوبة لمحاكاة تناوب فصلي الشتاء والصيف وبيئة التكثيف عالية الرطوبة للمعدات الموجودة على متن السيارة، ولتحديد المخاطر المحتملة مثل قصر الدائرة في لوحات الدوائر وضعف توصيل الموصلات. ويتم التحقق من المكونات الكهربائية للتأكد من عدم وجود انحراف في المعلمات الكهربائية تحت درجات حرارة مرتفعة ومنخفضة للغاية لضمان استقرار أداء المنتجات في مختلف المناطق.

أثناء الاختبار، ضع عينات الاختبار على حامل العينات داخل حجرة درجة الحرارة البيئية. اضبط برنامج الاختبار وفقًا للمعايير. بعد انتهاء دورة الاختبار، أخرج العينات وافحص مظهرها وأبعادها وأدائها الكهربائي ومؤشراتها الميكانيكية. قارن تغيرات الأداء قبل الاختبار وبعده لتحديد ما إذا كانت ملاءمة المواد أو المنتجات للبيئة تلبي مواصفات التصميم. في حال حدوث تشققات أو تشوهات أو أعطال وظيفية بعد الاختبار، فهذا يشير إلى وجود عيوب في تركيبة المادة الحالية أو هيكلها أو اختيار مكوناتها. وبناءً على ذلك، يمكن لفريق البحث والتطوير تحسين التركيبة والهيكل واختيار المكونات.

4. تحليل قيمة غرفة درجة الحرارة البيئية في البحث والتطوير المتعلق بالموثوقية

بالمقارنة مع اختبارات التعرض الميداني في الهواء الطلق، يتميز التحقق المختبري باستخدام غرفة درجة الحرارة البيئية بمزايا متعددة. أولاً، يمكن التحكم في ظروف الاختبار؛ حيث تكون معايير درجة الحرارة والرطوبة دقيقة وقابلة للتكرار، مما يضمن ظروف اختبار متسقة لمجموعات العينات ومصداقية عالية لبيانات الاختبار المقارنة. ثانياً، يمكن التحكم في مدة الاختبار. يساهم وضع الإجهاد المتسارع بشكل كبير في تقصير دورة التحقق من البحث والتطوير وتسريع تطوير المنتجات الجديدة. ثالثاً، لا تتقيد ظروف الاختبار بالفصول أو الأحوال الجوية. يمكن للمختبرات إجراء اختبارات فحص الموثوقية واختبارات ما قبل الاعتماد على مدار العام.

في الوقت نفسه، تجدر الإشارة إلى أن غرفة درجة الحرارة البيئية هي معدات محاكاة مخبرية. ولا يمكن للاختبارات المعجلة أن تحاكي تماماً التقادم البيئي الطبيعي. يجب تقييم أنماط الأعطال التي تم الحصول عليها من الاختبارات المعملية بشكل شامل، إلى جانب ملاحظات الخدمة الميدانية الفعلية، لتوجيه تحسين تصميم المنتج. LISUN تستطيع غرفة اختبار الرطوبة ودرجة الحرارة المتناوبة GDJS-015B الوصول بثبات إلى نطاق درجة الحرارة والرطوبة الاسمي حتى عند تشغيل العينات تحت الحمل الكامل، مما يحل مشكلة شائعة في الأجهزة المنافسة التي تعجز عن الوصول إلى درجة الحرارة والرطوبة المقدرة تحت الحمل الكامل. وهي مناسبة لفحص الموثوقية واختبارات ما قبل الاعتماد في مرحلة البحث والتطوير للمنتج.

5 الخاتمة

استخدم غرفة قياس درجة الحرارة البيئية يُعد هذا الجهاز من المعدات الأساسية التي لا غنى عنها للتحقق من قابلية المواد والمنتجات للتكيف مع البيئة وموثوقيتها وتطويرها. يتميز بنطاق واسع لدرجة الحرارة والرطوبة، وتحكم عالي الدقة، وتجويف اختبار كبير، ونظام حماية متكامل. LISUN تُلبي غرفة اختبار GDJS-015B ذات درجات الحرارة والرطوبة المتناوبة العالية والمنخفضة متطلبات البحث والتطوير والفحص في العديد من الصناعات، بما في ذلك الإلكترونيات والإضاءة والمواد البوليمرية وقطع غيار السيارات. ومن خلال ضبط برامج دورات درجة الحرارة والرطوبة في غرفة الاختبار بشكل مناسب لمحاكاة بيئات مناخية معقدة ومتنوعة، يُمكن تحديد مخاطر فشل المواد والمنتجات مسبقًا، مما يوفر أساسًا كميًا للاختبار لتحسين التركيبات والتحسينات الهيكلية واختيار المكونات. وتُعد هذه الغرفة ذات أهمية هندسية بالغة لتحسين موثوقية المنتجات المحلية في البيئة وضمان خدمة مستقرة للمنتجات في مختلف المناطق.