كيفية الامتثال للمعيار IEC 60068-2-6 باستخدام نظام مولد اهتزازات كهروديناميكي

الملخص
يعتمد نظام مولد الاهتزازات الكهروديناميكي على مبدأ الإثارة الكهرومغناطيسية لمحاكاة بيئات الاهتزاز في ظل ظروف تشغيل عملية متنوعة، وذلك للتحقق من مقاومة الاهتزاز، والاستقرار التشغيلي، وموثوقية عمل المكونات والمنتجات النهائية طوال دورة حياتها. تم تجهيز المجموعة الكاملة من المعدات بوحدة تحكم مخصصة لإدارة إجراءات الاختبار بشكل موحد، وضبط معايير التشغيل، بالإضافة إلى تسجيل بيانات الاختبار وتخزينها. LISUN باستخدام نظام اختبار الاهتزاز الكهروديناميكي LVD-100KG (قبل الاعتماد) كموضوع بحث، توضح هذه الورقة مبدأ عمل نظام مولد الاهتزاز الكهروديناميكي، وتكوين المعدات، وسير عمل تنفيذ الاختبار. كما تحلل كيفية إجراء اختبارات بيئية للاهتزاز الجيبي المحددة في معيار IEC 60068-2-6 باستخدام هذا النظام، وتشرح النقاط الرئيسية لضبط المعلمات، ومتطلبات تركيب العينة، وجمع البيانات، وتقييم النتائج أثناء الاختبار، مما يوفر مراجع عملية للتحقق من موثوقية الاهتزاز للمنتجات الكهربائية والإلكترونية.

المقدمة

أثناء الإنتاج والنقل والتركيب والتشغيل طويل الأمد، تتعرض المنتجات الكهربائية والإلكترونية حتمًا للاهتزازات الميكانيكية الدورية. قد يؤدي الاهتزاز المستمر إلى ارتخاء الهيكل، وتشققات في وصلات اللحام، وانفصال الموصلات، وتدهور الأداء الكهربائي، مما يؤثر بشكل مباشر على سلامة المنتج وعمره الافتراضي. يُعدّ معيار IEC 60068-2-6 معيارًا أساسيًا لاختبارات البيئة، وهو مكافئ للمعيار GB/T 2423.10-2019 في الصين. يحدد هذا المعيار طريقة التنفيذ الكاملة لاختبارات الاهتزاز الجيبي لتقييم قدرة العينات على تحمل بيئات الاهتزاز الجيبي، ويُستخدم على نطاق واسع في صناعات مثل تجهيزات الإضاءة، ومجموعات التحكم الإلكترونية الصناعية، ومكونات السيارات، ووحدات تخزين الطاقة. يتطلب إتمام بنود الاختبار المحددة في المعيار نظامًا مناسبًا لتوليد الاهتزازات الكهروديناميكية. يحاكي هذا النوع من المعدات ظروف الاهتزاز عبر القوة الكهرومغناطيسية لتحديد مقاومة الاهتزاز والاستقرار والموثوقية لمختلف الأجزاء والمنتجات النهائية خلال فترة خدمتها. وتتولى وحدة التحكم المدمجة إدارة جميع العمليات، كما تتيح تسجيل بيانات الاختبار الكاملة وحفظها. LISUN LVD-100KG نظام اختبار هزاز الاهتزاز الكهروديناميكي يتضمن الجهاز إصدارين: جهاز اهتزاز LVD-100KG ذو أربع درجات حرية، وجهاز اهتزاز LVD-100KG-6D ذو ست درجات حرية. يدعم الإصدار الأول إخراج الاهتزاز في الاتجاهين الرأسي والأفقي، بينما يتيح الإصدار الثاني اهتزازًا مستقلًا في المحاور الرأسية والأفقية الأمامية الخلفية والأفقية اليمنى واليسرى، ما يفي بالمتطلبات الأساسية لاختبارات الاهتزاز متعددة المحاور المتعامدة المحددة في معيار IEC 60068-2-6.

نظام مولد الاهتزاز الكهربائي LVD-100KG

مبدأ العمل والمعايير الفنية لنظام مولد الاهتزاز الكهروديناميكي

يعتمد مبدأ التشغيل الأساسي لنظام مولد الاهتزاز الكهروديناميكي على الحث الكهرومغناطيسي. يقوم ملف التشغيل المُشغَّل بتوليد قوة إثارة داخل مجال مغناطيسي لتحريك طاولة الهزاز وعينات الاختبار، مما يُنتج اهتزازًا ميكانيكيًا قابلًا للتحكم. وباعتباره الوحدة المركزية للنظام بأكمله، يقوم جهاز التحكم بتوليد أشكال موجات الاهتزاز، وضبط التردد، وتنفيذ تحكم ذي حلقة مغلقة للسعة والتسارع، وتنفيذ تسلسلات اختبار قابلة للبرمجة وذات تردد متغير، وجمع وتخزين بيانات الاختبار الأولية بشكل متزامن، بما في ذلك التردد والتسارع والمدة. يمكن للمشغلين ضبط جميع معلمات الاختبار مباشرةً لتقليل صعوبات التشغيل. يُعد نظام اختبار هزاز الاهتزاز الكهروديناميكي LVD-100KG أداة اختبار معتمدة مسبقًا ومتوافقة مع العديد من المعايير المحلية والدولية. فبالإضافة إلى سلسلة IEC 60068، فهو يتوافق أيضًا مع GB/T13309-91 وGB/T 4857 وASTM D999 وغيرها من المواصفات المتعلقة بالاهتزاز. بالنسبة لاختبارات الاهتزاز الرسمية المعتمدة من قبل CNAS، LISUN يوصى باستخدام نظام اختبار الاهتزاز الكهروديناميكي LVD-AT10. يوضح الجدول أدناه المواصفات الفنية الأساسية لنظام مولد الاهتزاز الكهروديناميكي من سلسلة LVD-100KG.

سير عمل الاختبار لمعيار IEC 60068-2-6 باستخدام نظام مولد الاهتزاز الكهروديناميكي

يتألف اختبار الاهتزاز الجيبي، المحدد في معيار IEC 60068-2-6، بشكل أساسي من ست مراحل: التحضير قبل الاختبار، تثبيت العينة، ضبط معلمات الجهاز، تنفيذ الاختبار، جمع البيانات، وفحص العينة بعد الاختبار. ويلعب نظام مولد الاهتزاز الكهروديناميكي دورًا حاسمًا في كل مرحلة.

المرحلة الأولى هي التحضير للاختبار. يجب على المشغلين تحديد مستوى شدة الاهتزاز المناسب للمنتج قيد الاختبار، والتأكد من نطاق تردد الاختبار، والسعة أو التسارع، ومعدل المسح، ومدة الاختبار لكل محور، وعدد محاور الاهتزاز. يتطلب المعيار عمومًا إجراء الاختبار على طول المحاور الثلاثة المتعامدة X وY وZ بشكل منفصل، بدلًا من تبسيط الإجراء باختبار المحاور المدمجة. تحقق من وزن العينة للتأكد من أنه لا يتجاوز الحد الأقصى لسعة تحميل نظام مولد الاهتزاز الكهروديناميكي. الحد الأقصى لحمل طراز LVD-100KG هو 100 كجم. سيؤدي التحميل الزائد إلى تشوه شكل موجة الاهتزاز وإبطال الاختبار. افحص وحدة التحكم والمستشعرات والتجهيزات للتأكد من أن المعدات تعمل بشكل طبيعي.

المرحلة الثانية هي تركيب وتثبيت العينات. تُثبّت العينات بإحكام على طاولة الهزاز باستخدام تجهيزات مخصصة لمحاكاة ظروف التركيب الواقعية. عدم كفاية صلابة التجهيزات سيؤدي إلى رنين إضافي ويؤثر على نتائج الاختبار. يمكن لنسخة LVD-100KG-6D ذات ست درجات حرية التبديل بسهولة بين الوضع الرأسي، والأفقي الأمامي-الخلفي، والأفقي الأيمن-الأيسر لإجراء اختبارات متعددة المحاور. أما بالنسبة لنموذج LVD-100KG ذي أربع درجات حرية، فيُرجى ضبط وضعية تركيب العينة لإجراء الاختبارات على محاور مختلفة. تُوضع مستشعرات التسارع عند نقطة مرجعية التحكم لتغذية إشارات الاهتزاز إلى وحدة التحكم في نظام مولد الاهتزاز الكهروديناميكي من أجل تنظيم الحلقة المغلقة.

المرحلة الثالثة هي ضبط معلمات الجهاز. يُدخل المشغلون الإعدادات على واجهة وحدة التحكم في نظام مولد الاهتزاز الكهروديناميكي، ويختارون نمط الاهتزاز الجيبي، ويُحددون حدود التردد العليا والسفلى، وقيم السعة والتسارع، ويُعرّفون أنماط التردد المتغير أو الأنماط المُجزأة القابلة للبرمجة. يغطي معيار IEC 60068-2-6 اختبارات التردد المتغير واختبارات التردد الثابت. يُستخدم التردد المتغير للبحث عن ترددات الرنين الحرجة للعينات. بعد تحديد نقاط الرنين، يُمكن إجراء اختبارات التردد الثابت لتقييم الإجهاد. وظيفة التردد المتغير لـ LISUN يُتيح نظام اختبار الاهتزاز الكهروديناميكي LVD-100KG إمكانية ضبط حدود التردد والمدة بمرونة. تدعم وظيفة البرمجة إعداد ما يصل إلى 15 جزءًا من المعلمات لتنفيذ تسلسلات اختبار معقدة وفقًا للمعيار. يُفضّل التحكم في الإزاحة في ظروف التردد المنخفض، بينما يُفعّل التحكم في التسارع عند الترددات العالية لضمان توافق إجهاد الاهتزاز مع متطلبات المعيار عبر نطاق التردد الكامل.

المرحلة الرابعة هي تنفيذ الاختبار. بعد التأكد من صحة المعايير، يتم تشغيل نظام مولد الاهتزاز الكهروديناميكي. يقوم جهاز التحكم بتحريك طاولة الهزاز لتوليد اهتزاز جيبي. أثناء التشغيل، يراقب المشغلون الحالة الفيزيائية للعينات بينما يراقب جهاز التحكم بيانات التردد والسعة والتسارع في الوقت الفعلي. يجب إيقاف الاختبار فورًا في حالة تجاوز الاهتزاز الحد المسموح به أو ارتخاء العينة. يقوم جهاز التحكم في النظام بأكمله بتسجيل وحفظ جميع بيانات الاختبار تلقائيًا دون الحاجة إلى تدوين يدوي مستمر لتقليل الأخطاء البشرية.

المرحلة الخامسة هي فحص ما بعد الاختبار. بعد إتمام اختبارات الاهتزاز على جميع المحاور، تُزال العينة ويُجرى فحص بصري، وفحص للبنية الميكانيكية، واختبار للوظائف الكهربائية. تُقارن حالة العينة قبل الاختبار وبعده للتحقق من وجود تلف في الغلاف، أو ارتخاء في المثبتات، أو انزياح في المكونات الداخلية، أو عطل وظيفي، وذلك لتحديد ما إذا كانت العينة تستوفي متطلبات معيار IEC 60068-2-6. تُصدّر بيانات الاختبار الأولية المخزنة بواسطة نظام مولد الاهتزاز الكهروديناميكي، وتُنظم مدة الاهتزاز، ومنحنيات التردد، وسجلات التسارع لتكوين وثيقة اختبار كاملة.

احتياطات تنفيذ الاختبار

عند إجراء اختبارات IEC 60068-2-6 باستخدام نظام مولد الاهتزاز الكهروديناميكي، يُرجى ملاحظة أن سلسلة LVD-100KG هي جهاز معتمد مسبقًا ومناسب للتحقق من البحث والتطوير والتقييم الأولي. يُنصح باختيار نظام اختبار الاهتزاز الكهروديناميكي LVD-AT10 في حال اشتراط تقارير رسمية معتمدة من CNAS. يجب ألا يتجاوز الحمل على طاولة الهزاز القيمة المقدرة. يجب ألا يتجاوز الوزن الإجمالي للعينة مع التجهيزات الحد الأقصى للحمل الاسمي، وإلا سيحدث تشوه في شكل موجة الاهتزاز وقياس غير دقيق. يُعد اختبار الرنين المتواصل جزءًا أساسيًا من معيار IEC 60068-2-6، ويجب أن يوفر نظام مولد الاهتزاز الكهروديناميكي دقة كافية في التحكم بالتردد. تتيح دقة التحكم البالغة 0.1 هرتز في LVD-100KG تثبيتًا دقيقًا لترددات الرنين لاختبارات المتانة المتواصلة. بالإضافة إلى ذلك، تتوافق المنتجات المختلفة مع مستويات شدة مختلفة. لا يمكن تطبيق المعايير الموحدة بشكل مباشر، ويجب تحديد نطاق التردد ومقدار الاهتزاز ومدة الاختبار وفقًا لمواصفات المنتج.

خاتمة

يقوم نظام مولد الاهتزاز الكهروديناميكي بإعادة إنتاج بيئات الاهتزاز من خلال القوة الكهرومغناطيسية، ويعمل كجهاز أساسي لإجراء اختبارات بيئية للاهتزاز الجيبي وفقًا للمعيار IEC 60068-2-6. LISUN LVD-100KG نظام اختبار الاهتزاز الكهروديناميكي (ما قبل الاعتماد) يتميز الجهاز بقدرة تحميل معقولة، ونطاق تردد خرج واسع، بالإضافة إلى إمكانيات اختبار قابلة للبرمجة ومسح التردد. يدير جهاز التحكم الخاص به سير عمل الاختبار بالكامل ويسجل بيانات الاختبار تلقائيًا. يمكنه إكمال معظم بنود اختبار التحقق المسبق المطلوبة وفقًا لمعيار IEC 60068-2-6. في أنشطة الاختبار العملية، اتبع الإجراءات القياسية بدقة، ونفذ تثبيتًا مناسبًا للعينات، وضبطًا دقيقًا للمعلمات، ومراقبة فورية، وفحصًا بعد الاختبار، واستفد استفادة كاملة من قدرة نظام مولد الاهتزاز الكهروديناميكي لمحاكاة ظروف الاهتزاز الواقعية. يساعد ذلك في تقييم مقاومة الاهتزاز، والاستقرار، والموثوقية للأجزاء والمنتجات النهائية طوال فترة خدمتها بفعالية، ويتيح للشركات تحديد العيوب المتعلقة بالاهتزاز في مرحلة تطوير المنتج، وتحسين التصميم الهيكلي، وتعزيز قدرة المنتجات على التكيف مع البيئة.