خزانة التحكم في درجة الحرارة والرطوبة: تكنولوجيا التحقق من التكيف البيئي وتطبيقها في صناعة مصابيح LED

الملخص
تركز هذه الورقة على LISUN GDJS-015B خزانة التحكم في درجة الحرارة والرطوبة، مع شرح منهجي لمبادئه التقنية ومعايير أدائه الأساسية وقيمته في التطبيقات الصناعية. بصفته جهازًا مُطورًا خصيصًا للتكيف البيئي والتحقق من موثوقية المواد والمنتجات، يُحاكي هذا الجهاز بدقة سيناريوهات مناخية متعددة مثل "مقاومة درجات الحرارة المنخفضة، ومقاومة الحرارة المرتفعة، وشيخوخة الرطوبة، والتناوب الجاف والرطب"، ويُعيد إنتاج التغيرات الديناميكية في درجة الحرارة والرطوبة في البيئة الطبيعية، ويُسرّع تقييم استقرار أداء المنتج وموثوقية هيكله في ظل الظروف المناخية القاسية أو الدورية. وأخيرًا، يُحدد ما إذا كانت مقاومة المواد والمنتجات للعوامل الجوية تُلبي متطلبات التطبيق المتوقعة. تُركز هذه الورقة البحثية على تحليل تطبيقه في صناعة إضاءة LED، وخاصةً المزايا التقنية في اختبار معدل صيانة اللومن لمصابيح LED (بما يتوافق تمامًا مع... IES LM-80-08 بالإضافة إلى معايير المعدات والمعايير المرجعية، يُظهر هذا المعيار دوره الرئيسي في التحقق من جودة المنتجات الصناعية من خلال البحث والتطوير، وفحص جودة الإنتاج، وإصدار شهادات المطابقة. يُظهر البحث أنه بالاعتماد على مزايا تغطية نطاق واسع من درجات الحرارة، والتحكم الدقيق في درجة الحرارة والرطوبة، وتصاميم متعددة لحماية السلامة، GDJS-015B يمكن أن تلبي احتياجات الاختبار للعديد من الصناعات مثل الإضاءة LED والأجهزة الإلكترونية والمكونات، وتوفر أساسًا علميًا لتقييم مقاومة المنتج للعوامل الجوية.

1. مقدمة
في عملية البحث والتطوير والإنتاج للمنتجات الصناعية، تُعدّ القدرة على التكيف مع البيئة وموثوقيتها مؤشرين أساسيين لقياس جودة المنتج. غالبًا ما تؤدي تقلبات درجات الحرارة وتغيرات الرطوبة والمناخات القاسية في البيئة الطبيعية إلى تدهور أداء المنتج، وأضرار هيكلية، وحتى مخاطر تتعلق بالسلامة. يتميز اختبار التعرض الطبيعي التقليدي بدورة حياة طويلة، ويتأثر بشكل كبير بالبيئة، مما يصعب معه تلبية متطلبات الإنتاج الصناعي من حيث الكفاءة والدقة. وبصفتها نوعًا أساسيًا من معدات محاكاة البيئة، يُمكن لخزانة التحكم في درجة الحرارة والرطوبة إعادة إنتاج سيناريوهات مناخية معقدة بسرعة من خلال التنظيم الاصطناعي لمعلمات درجة الحرارة والرطوبة، مما يوفر حلاً فعالًا وقابلًا للتحكم لاختبار مقاومة المنتج للعوامل الجوية.

(أراضي البوديساتفا) GDJS-015B خزانة التحكم في درجة الحرارة والرطوبة التي طورتها LISUN تُدمج المجموعة وظائف التحكم الدقيق في درجة الحرارة والرطوبة والتحكم في البرامج. وهي مُحسّنة خصيصًا لتلبية احتياجات اختبار معدل صيانة اللومن في صناعة إضاءة LED، وتلبي تمامًا متطلبات IES LM-80-08 المعيار. ستقوم هذه الورقة بتحليل شامل للخصائص التقنية والقيمة العملية لـ GDJS-015B من أربعة أبعاد: المبادئ التقنية للمعدات، ومعايير الأداء، والمعايير المرجعية، والتطبيقات الصناعية، مما يوفر مرجعًا للصناعات ذات الصلة لاختيار معدات التحقق البيئي.

2. المبادئ التقنية والبنية الأساسية لخزانة التحكم في درجة الحرارة والرطوبة
2.1 المبادئ الفنية
المبدأ الأساسي لخزانة التحكم في درجة الحرارة والرطوبة هو محاكاة التغيرات الديناميكية في درجة الحرارة والرطوبة في البيئة الطبيعية من خلال العمل المنسق لـ "التحكم في درجة الحرارة + التحكم في الرطوبة + نظام التوزيع". تتضمن آلية عملها بشكل رئيسي ثلاثة روابط:
• تنظيم درجة الحرارة: من خلال التشغيل المتناوب لنظام التدفئة (سخان كهربائي من سبائك النيكل والكروم) ونظام التبريد (ضغط أحادي المرحلة مُغلق بالكامل ومُبرّد بالهواء)، يُمكن التحكم بدقة في درجة الحرارة داخل الخزانة، بدءًا من درجة حرارة منخفضة (الحد الأدنى -70 درجة مئوية) وصولًا إلى درجة حرارة عالية (الحد الأقصى 150 درجة مئوية). يعتمد نظام التدفئة على وحدة تسخين مستقلة لضمان توزيع الحرارة بالتساوي؛ كما جُهّز نظام التبريد بضاغط TECUMSEH فرنسي أصلي لضمان استقرار واستمرارية بيئة درجات الحرارة المنخفضة.
• تنظيم الرطوبة: بالاعتماد على مستشعر الرطوبة الفنلندي Vaisala لمراقبة الرطوبة داخل الخزانة آنيًا، بالإضافة إلى نظام تنقية وتزويد المياه التلقائي، يتم التحكم في الرطوبة ضمن نطاق 20% إلى 98% رطوبة نسبية من خلال التعاون بين وحدتي الترطيب وإزالة الرطوبة. بالمقارنة مع طريقة التحكم التقليدية في الرطوبة باستخدام لمبة الرطوبة-الجفاف، يتميز مستشعر Vaisala بدقة أعلى (انحراف الرطوبة يتراوح بين -2% و-3%) فقط، ولا يتطلب صيانة دورية، مما يقلل من تكاليف التشغيل والصيانة.
ضمان اتساق درجة الحرارة والرطوبة: نظام الدورة مُجهّز بمحرك تكييف هواء مقاوم للحرارة ومنخفض الضوضاء (ضوضاء ≤ 65 ديسيبل) ومروحة طرد مركزي متعددة الشفرات. يُمكّن هذا المحرك من إجبار الهواء ذي درجة الحرارة والرطوبة داخل الخزانة على الحمل الحراري، مما يضمن التحكم في اتساق درجة الحرارة والرطوبة في منطقة العمل ضمن ±2 درجة مئوية (درجة الحرارة) و±3% رطوبة نسبية (رطوبة)، مما يُجنّب تأثير انحرافات درجة الحرارة والرطوبة المحلية على نتائج الاختبار.

2.2 الهيكل الأساسي
التصميم الهيكلي لل GDJS-015B يركز على "الاستقرار والمتانة والسلامة"، ويتضمن بشكل أساسي المكونات الأساسية التالية:
• الخزان الداخلي وطبقة العزل: الخزان الداخلي مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ SUS304، والذي يتميز بمقاومة التآكل وسهولة التنظيف، وهو مناسب لسيناريوهات اختبار الحرارة الرطبة طويلة الأمد؛ تعتمد طبقة العزل على هيكل مركب من "رغوة البولي يوريثين الصلبة + ألياف زجاجية فائقة الدقة"، وإطار الباب مزود بشريط مانع للتسرب من المطاط السيليكوني عالي الحرارة، مما يقلل بشكل فعال من تسرب درجة الحرارة والرطوبة ويقلل من استهلاك الطاقة.
نظام التحكم: يعتمد الجهاز على جهاز تحكم في درجة الحرارة مُطوّر ذاتيًا ووحدة تحكم PLC ثنائية النواة، ويدعم واجهات التشغيل باللغتين الصينية والإنجليزية، ومُجهّز بواجهات USB/RS-232/RS-485، والتي يُمكن توصيلها بجهاز كمبيوتر لتحقيق المراقبة عن بُعد وتتبع البيانات. يُمكن للمستخدمين تخصيص منحنى تغير درجة الحرارة والرطوبة (مثل دورة تناوب 12 ساعة جافة ورطبة) من خلال إعدادات البرنامج لتلبية احتياجات معايير الاختبار المختلفة.
• نظام حماية السلامة: يدمج وظائف حماية السلامة المتعددة، بما في ذلك حماية التسرب، وحماية الدائرة القصيرة، وحماية أنبوب التسخين من الحرارة الزائدة، وحماية المحرك من الحرارة الزائدة، وحماية الضاغط من الضغط الزائد/الحمل الزائد/التيار الزائد، مما يضمن بشكل شامل سلامة تشغيل المعدات وعينات الاختبار.

3. معايير الأداء والمعايير المرجعية لـ GDJS-015B خزانة التحكم في درجة الحرارة والرطوبة
3.1 معايير الأداء الرئيسية
كنموذج تمثيلي لسلسلة GDJS، GDJS-015B يتمتع الجهاز بمعايير أداء تغطي احتياجات الاختبار في قطاعات متعددة. وترد هذه المعايير في الجدول التالي (بما في ذلك مقارنة مع طرز أخرى من سلسلة GDJS لإبراز خصائص جهاز 015B):

ملاحظة: يُمثل الرمز "*" في الجدول رمز نطاق درجة الحرارة. تتوافق القيم A/B/C/D مع حدود دنيا مختلفة لدرجات الحرارة المنخفضة على التوالي، ويمكن للمستخدمين الاختيار وفقًا لاحتياجات الاختبار؛ حجم حجرة العمل (100×100×150 سم) GDJS-015B أكبر من النماذج التقليدية، والتي يمكنها استيعاب مصابيح LED أو مكونات إلكترونية ذات حجم أكبر ومناسبة لاحتياجات الاختبار الدفعي.

3.2 المعايير المرجعية
وظائف التصميم والاختبار GDJS-015B الامتثال الكامل لعدد من المعايير المحلية والأجنبية المعتمدة لضمان مطابقة نتائج الاختبارات والاعتراف بها. المعايير المرجعية الرئيسية هي كما يلي:
المعايير المحلية: GB/T 2423.1-2008 (اختبار درجة الحرارة المنخفضة)، GB/T 2423.2-2008 (اختبار درجة الحرارة العالية)، GB/T 2423.4-2008 (اختبار الحرارة الرطبة المتناوبة)، GB/T 10586-2025 (المواصفات الفنية لغرف اختبار الحرارة الرطبة)، GB 7000.1-2023 (المصابيح – الجزء 1: المتطلبات العامة والاختبارات)، إلخ.
المعايير الدولية: IES LM-80-08 (الطريقة المعتمدة لقياس صيانة لومن مصادر ضوء LED)، IEC 60068-2-30:2005 (الاختبار البيئي - الجزء 2-30: الاختبارات - اختبار Db: الحرارة الرطبة، دورية)، IEC 60598-1:2024 (المصابيح - الجزء 1: المتطلبات العامة والاختبارات)، ISO 16750-4:2018 (مركبات الطرق - الظروف البيئية واختبار المعدات الكهربائية والإلكترونية - الجزء 4: الأحمال المناخية)، إلخ.

من بينها ، و IES LM-80-08 يُعدّ هذا المعيار معيارًا أساسيًا لاختبارات الإضاءة LED. ويتطلب من المعدات توفير بيئة مستقرة لدرجة الحرارة والرطوبة على المدى الطويل (مثل 6,000 ساعة، 10,000 ساعة) لقياس معدل صيانة لومن مصابيح LED بدقة. بفضل التحكم الدقيق في درجة الحرارة والرطوبة (تقلبات درجة الحرارة ±0.5 درجة مئوية، انحراف الرطوبة -2%~-3%) وتصميم استقرار التشغيل طويل الأمد، GDJS-015B يمكن أن تلبي بشكل كامل المتطلبات الصارمة لهذا المعيار.

4. التطبيق الصناعي لـ GDJS-015B خزانة التحكم في درجة الحرارة والرطوبة: أخذ صناعة الإضاءة LED كمثال
4.1 احتياجات اختبار صناعة الإضاءة LED
يرتبط عمر خدمة مصابيح LED ارتباطًا وثيقًا بمعدل صيانة اللومن، وتُعدّ درجة الحرارة والرطوبة عاملين رئيسيين يؤثران على هذين المؤشرين. في الاستخدام الفعلي، قد تواجه مصابيح LED ظروفًا مناخية معقدة، مثل التعرض لدرجات حرارة عالية (مثل بيئة مصابيح الشوارع الخارجية ذات الحرارة العالية في الصيف)، والبرد القارس (مثل الأجواء الخارجية في شمال الشتاء)، وأمطار البرقوق عالية الرطوبة (مثل البيئة الرطبة في جنوب الصين)، مما يؤدي إلى تسارع تآكل رقائق LED، وشيخوخة مواد التغليف، وانخفاض الأداء البصري. لذلك، قبل طرح المنتج في السوق، من الضروري استخدام خزانة التحكم في درجة الحرارة والرطوبة لمحاكاة هذه السيناريوهات وتقييم مقاومتها للعوامل الجوية على المدى الطويل.

وفقًا IES LM-80-08 وفقًا للمعايير، يجب إجراء اختبار معدل صيانة اللومن لمصابيح LED في ظل ظروف درجة حرارة ورطوبة محددة (مثل 55 درجة مئوية/75% رطوبة نسبية، 85 درجة مئوية/85% رطوبة نسبية) لآلاف الساعات. تُسجل بيانات التدفق الضوئي في نقاط زمنية مختلفة لتحديد ما إذا كان الجهاز يلبي متطلبات الصناعة المتمثلة في "معدل صيانة لومن ≥70% عند 6,000 ساعة" أو "معدل صيانة لومن ≥60% عند 10,000 ساعة". يفرض هذا الاختبار متطلبات عالية للغاية فيما يتعلق باستقرار درجة الحرارة والرطوبة وموثوقية تشغيل الجهاز على المدى الطويل.

4.2 مزايا تطبيق GDJS-015B اختبار معدل صيانة لومن LED
بهدف تلبية احتياجات الاختبار لصناعة الإضاءة LED، GDJS-015B له المزايا التي لا يمكن الاستغناء عنها التالية:
• قدرة تشغيل مستقرة طويلة الأمد: الجهاز مزود بضاغط TECUMSEH فرنسي ومستشعر رطوبة Vaisala، مما يضمن تشغيلًا مستقرًا لآلاف الساعات المتواصلة دون أي تغير في درجة الحرارة والرطوبة. على سبيل المثال، في ظروف الاختبار عند 85 درجة مئوية/85% رطوبة نسبية، GDJS-015B يمكن الحفاظ على تقلب درجة الحرارة بمقدار ≤±0.5 درجة مئوية وانحراف الرطوبة بمقدار ≤-3٪، مما يضمن أن تكون مصابيح LED في بيئة متسقة طوال دورة الاختبار، وتكون بيانات الاختبار أكثر قيمة للرجوع إليها.
• غرفة عمل كبيرة الحجم لاختبار الدفعات: حجم غرفة العمل GDJS-015B يبلغ حجم اختبار الاختبار 100×100×150 سم، ويمكنه استيعاب مصابيح شوارع LED متعددة أو مصابيح لوحة في نفس الوقت (مثل 10 مصابيح لوحة LED بحجم 600 مم × 1200 مم)، مما يحسن بشكل كبير من كفاءة الاختبار ويقلل من تكلفة الاختبار للمؤسسات.
• إمكانية تتبع البيانات والتحكم الذكي: بعد الاتصال بجهاز كمبيوتر عبر واجهة RS-485، يُمكن تسجيل بيانات درجة الحرارة والرطوبة وبيانات اختبار التدفق الضوئي آنيًا (يلزم دمجها مع نظام اختبار التدفق الضوئي)، وإنشاء منحنيات وتقارير الاختبار تلقائيًا. يُمكن للمستخدمين مراقبة تقدم الاختبار عن بُعد دون الحاجة إلى العمل في الموقع، مما يُقلل من جهد العمل.
• حماية السلامة لضمان سلامة العينة: قد تتعرض مصابيح LED لمخاطر مثل قصر الدائرة الكهربائية والحرائق في بيئات عالية الحرارة والرطوبة لفترات طويلة. تشمل وظائف الحماية من التسرب، وحماية أنبوب التسخين من ارتفاع درجة الحرارة، وغيرها من وظائف... GDJS-015B يمكن قطع مصدر الخطأ في الوقت المناسب لتجنب تلف العينة وحوادث السلامة.

الغرفة الحرارية ، غرفة درجة الحرارة والرطوبة ، غرفة المناخ

4.3 حالة تطبيقية عملية
شركة إضاءة LED بحاجة إلى إجراء IES LM-80-08 اختبار قياسي على مجموعة من مصابيح الشوارع الخارجية وتم اختيار GDJS-015B لإجراء الاختبار. العملية المحددة هي كما يلي:
• تحضير العينة: اختر 10 عينات من مصابيح الشوارع LED، وقم بتثبيتها على تركيبات خاصة، ثم ضعها في حجرة العمل الخاصة بـ GDJS-015B لضمان التباعد المتساوي بين العينات دون التأثير على دوران الهواء داخل الخزانة.
• إعداد المعلمة: اضبط برنامج الاختبار من خلال واجهة تشغيل المعدات: أولاً قم بالتسخين حتى 85 درجة مئوية، والترطيب حتى 85% رطوبة نسبية، والحفاظ على درجة حرارة ورطوبة ثابتة لمدة ساعة واحدة (مرحلة التسخين المسبق)؛ ثم حافظ على 85 درجة مئوية/85% رطوبة نسبية لمدة 6,000 ساعة من التشغيل المستمر، وسجل بيانات التدفق الضوئي كل 1,000 ساعة.
مراقبة عملية الاختبار: راقب بيانات درجة الحرارة والرطوبة عن بُعد عبر جهاز كمبيوتر، ويُصدر الجهاز تنبيهًا تلقائيًا عند اكتشاف أي خلل. بعد 6,000 ساعة، يبلغ معدل الحفاظ على التجويف لجميع العينات ≥ 75%، وهو ما يتجاوز بكثير متطلبات معايير الصناعة، ويُعتبر مؤهلًا.
• إنشاء التقارير: تقوم المعدات تلقائيًا بتصدير منحنيات درجة الحرارة والرطوبة ومنحنيات تغير التدفق الضوئي، وتوليد IES LM-80-08 تقرير قياسي مدمج مع بيانات الاختبار، مما يوفر أساسًا للامتثال للمنتج الذي سيتم تصديره إلى الأسواق الأوروبية والأمريكية.
هذه الحالة تثبت تماما أن GDJS-015B يمكنها إكمال التحقق من القدرة على التكيف البيئي لمنتجات الإضاءة LED بكفاءة ودقة، مما يساعد الشركات على تحسين جودة المنتج وتعزيز القدرة التنافسية في السوق.

5. التطبيقات الموسعة لـ GDJS-015B في الصناعات الأخرى
بالإضافة إلى صناعة الإضاءة LED، GDJS-015B يمكنها أيضًا تلبية احتياجات الاختبار للصناعات الإلكترونية والكهربائية، والإلكترونيات السيارات، والمكونات:
• صناعة الإلكترونيات والكهرباء: يُستخدم لاختبارات الرطوبة في درجات الحرارة العالية والمنخفضة للمنتجات الإلكترونية الاستهلاكية، مثل الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر، لتقييم استقرار أدائها في البيئات القاسية. على سبيل المثال، يُحاكي هذا الاختبار إمكانية تشغيل الهاتف المحمول بشكل طبيعي في بيئة منخفضة الحرارة (-40 درجة مئوية)، واختبار مدى تآكل اللوحة الأم في بيئة عالية الرطوبة (95% رطوبة نسبية).
صناعة إلكترونيات السيارات: وفقًا لمعيار ISO 16750-4:2018، يُجرى اختبار قدرة نظام الملاحة وأجهزة الاستشعار والمكونات الأخرى على التكيف مع المناخ. على سبيل المثال، يُجرى اختبار مدى عمل المكونات الإلكترونية بشكل طبيعي عند تعرض السيارة لبيئات متفاوتة من التعرض الصيفي (80 درجة مئوية) وبرودة الشتاء (-30 درجة مئوية).
صناعة المكونات: تُستخدم لاختبار عمر المكونات الإلكترونية، مثل المكثفات والمقاومات والرقائق، لتقييم عمرها الافتراضي وموثوقيتها في ظل دورات طويلة من درجات الحرارة والرطوبة. على سبيل المثال، اختبار ضعف سعة المكثفات في بيئة 60 درجة مئوية/90% رطوبة نسبية لتحديد مدى ملاءمتها لمتطلبات التطبيق.

6. الاستنتاجات 
باعتبارها معدات أساسية للتحقق من القدرة على التكيف البيئي، LISUN GDJS-015B خزانة التحكم في درجة الحرارة والرطوبة يوفر حلاً علميًا وفعالًا لاختبار موثوقية المنتجات الصناعية من خلال محاكاة دقيقة لسيناريوهات مناخية متعددة. تغطيته الواسعة لدرجات الحرارة (-70 درجة مئوية إلى 150 درجة مئوية)، وتحكمه عالي الدقة في درجة الحرارة والرطوبة (تقلبات درجة الحرارة ±0.5 درجة مئوية، انحراف الرطوبة -2% إلى -3%)، وقدرته على التشغيل المستقر طويل الأمد، تجعله يحقق أداءً متميزًا في اختبار معدل صيانة اللومن في صناعة إضاءة LED، ويتوافق تمامًا مع متطلبات IES LM-80-08 في الوقت نفسه، تتكيف غرفة العمل ذات الحجم الكبير وتصميمات الحماية الأمنية المتعددة أيضًا مع احتياجات الاختبار للصناعات الإلكترونية والكهربائية والإلكترونيات والسيارات وغيرها من الصناعات.