Teplotní a vlhkostní pece při testování spolehlivosti prostředí v různých odvětvích

Abstraktní
V souvislosti s výzkumem a vývojem produktů, výrobou a kontrolou kvality je testování spolehlivosti vlivu prostředí klíčovým prostředkem k ověření stability výkonu produktů za složitých klimatických podmínek. Teplotní a vlhkostní pec jakožto základní testovací zařízení simuluje extrémní klimatická prostředí, jako je odolnost vůči teplu, chladu, suchu a vlhkosti, což umožňuje přesnou definici adaptability materiálů a produktů na vlivy prostředí. Tento článek se zabývá... LISUN GDJS-015B Zkušební komora pro cyklování teploty a vlhkosti  jako objekt výzkumu systematicky analyzuje jeho technické principy, základní parametry a funkční charakteristiky a zaměřuje se na vysvětlení jeho aplikačních scénářů v odvětví osvětlení CFL/LED (v souladu s IES LM-80-08 (standard), oblast elektrických výrobků a oblast elektronických součástek. V kombinaci se specifickými testovacími případy a tabulkou technických parametrů demonstruje podpůrnou roli zařízení při zlepšování environmentální spolehlivosti výrobků a poskytuje reference pro výběr zařízení a testovací řešení pro odborníky z různých odvětví.

1. Úvod
Vzhledem k globalizaci a složitosti scénářů použití produktů – od tropických oblastí s vysokými teplotami a vysokou vlhkostí až po nízkoteplotní a suché a mrazivé zóny a od uzavřených vnitřních prostředí až po venkovní prostředí pod širým nebem – musí produkty odolávat rozmanitým a extrémním klimatickým výzvám. Nedostatečná spolehlivost prostředí může vést ke snížení výkonu produktu, častým poruchám a dokonce i bezpečnostním rizikům. Proto se použití teplotní a vlhkostní pece k simulaci reálného klimatického prostředí a proaktivní identifikaci problémů v návrhu produktu a výběru materiálu stalo nezbytným krokem pro všechna odvětví k zajištění kvality produktů.

Jedno LISUN GDJS-015B Zkušební komora pro cyklování teploty a vlhkosti je vysoce přesné, multifunkční zařízení pro testování vlivů prostředí. Nejenže se vyznačuje přesným řízením a cyklováním teploty a vlhkosti, ale také umožňuje komplexní simulační procesy prostředí pomocí programového řízení. Je široce použitelná pro testovací potřeby v odvětvích, jako je osvětlení CFL/LED, elektrické spotřebiče a elektronické součástky. Zejména v oblasti osvětlení CFL/LED toto zařízení plně splňuje požadavky IES LM-80-08 norma (Měření udržování světelného toku a barevného posunu LED světelných zdrojů), která poskytuje spolehlivou technickou platformu pro posouzení životnosti a testování stability výkonu osvětlovacích produktů.

2. Technické principy a základní charakteristiky LISUN GDJS-015B Teplotní a vlhkostní trouba
2.1 Technické principy
Na základě principů „termodynamické regulace cyklu“ a „dynamické rovnováhy vlhkosti“ LISUN GDJS-015B Teplotní a vlhkostní trouba simuluje prostředí prostřednictvím čtyř základních systémů:

Systém regulace teploty: Chladicí systém využívá duální řídicí strukturu „importovaný kompresor + žebrovaný výparník + elektrická topná trubice“. Systém využívá francouzský kompresor Tecumseh s ekologickým chladivem R404A, což umožňuje rychlé nastavení teploty v rozsahu -40 °C až 150 °C. Topný systém využívá elektrické topné trubice z nerezové oceli a pomocí inteligentního algoritmu regulace teploty PID je kolísání teploty řízeno v rozmezí ±0.5 °C, což zajišťuje stabilitu teplotního prostředí.
Systém regulace vlhkosti: Díky využití duální metody zvlhčování „ultrazvukové zvlhčování + elektrodové zvlhčování“ v kombinaci s odvlhčováním pomocí výparníku z nerezové oceli dosahuje rozsah regulace vlhkosti od 20 % relativní vlhkosti do 98 % relativní vlhkosti (bez kondenzace) s kolísáním vlhkosti ±3 % relativní vlhkosti. To umožňuje přesnou simulaci prostředí s vysokou vlhkostí, nízkou vlhkostí a cyklickými změnami vlhkosti.

Systém cirkulace vzduchu: Je vybaven vícelopatkovým odstředivým ventilátorem a deflektory proudění uvnitř komory, čímž se vytváří rovnoměrná cirkulace vzduchu s rychlostí proudění regulovanou mezi 0.5 m/s a 1.5 m/s. To zajišťuje rovnoměrnost teploty a vlhkosti uvnitř komory (rovnoměrnost teploty ≤ ±2 ℃, rovnoměrnost vlhkosti ≤ ±5 % relativní vlhkosti) a zabraňuje odchylkám výsledků testů způsobeným místními rozdíly v prostředí.

Systém řízení programu: Je vybaven 7palcovou barevnou dotykovou obrazovkou a vestavěným řídicím systémem PLC a podporuje úpravu 120 programů, každý s 99 segmenty pro komplexní testovací procesy. Dokáže nastavit rychlost ohřevu/chlazení (0.1~5 ℃/min pro teplotu) a rychlost zvlhčování/odvlhčování (0.1~2 % relativní vlhkosti/min pro vlhkost), automaticky zaznamenávat testovací data a generovat zprávy, čímž splňuje požadavky na automatizaci dlouhodobých testů stárnutí.

2.2 Základní charakteristiky
Možnosti simulace prostředí v širokém rozsahu: Pokrývá teplotní rozsah -40 ℃ až 150 ℃ a rozsah vlhkosti od 20 % relativní vlhkosti do 98 % relativní vlhkosti a dokáže simulovat vystavení vysokým teplotám (např. venkovní prostředí nad 60 ℃ v létě), nízkým teplotám a mrazu (např. venkovní prostředí pod -30 ℃ v severních zimách), vlhkým podmínkám s vysokou vlhkostí (např. prostředí nad 90 % relativní vlhkosti během období dešťů v jižních oblastech) a suchým prostředím s nízkou vlhkostí (např. prostředí pod 20 % relativní vlhkosti v pouštích), čímž plně splňuje potřeby environmentálního testování ve většině průmyslových odvětví.

Vysoce přesné řízení: S kolísáním teploty ±0.5 ℃ a rovnoměrností ±2 ℃ a kolísáním vlhkosti ±3 % relativní vlhkosti a rovnoměrností ±5 % relativní vlhkosti jeho přesnost daleko převyšuje průměr v oboru. To zajišťuje opakovatelnost a spolehlivost zkušebních dat a splňuje požadavky na přesnost mezinárodních a národních norem (jako jsou ISO, IEC a GB) pro zařízení pro environmentální testování.
Bezpečnostní konstrukce: Vybaveno několika bezpečnostními zařízeními, včetně ochrany proti přehřátí (dvojitý alarm přehřátí pro vnitřek komory a topné trubice), ochrany proti výpadku fáze, ochrany proti přetížení kompresoru, ochrany proti překročení limitu vlhkosti a ochrany proti úniku. V případě anomálie zařízení automaticky vypne napájení a spustí alarm, čímž je zajištěna bezpečnost zařízení a personálu během testování.
Kompatibilita a rozšiřitelnost: Zkušební komora má rozměry 450 mm × 400 mm × 850 mm (objem 150 l) a pojme testované vzorky různých velikostí. Podporuje komunikační rozhraní RS485, které umožňuje připojení k počítači pro vzdálené monitorování a správu dat. Kromě toho ji lze přizpůsobit stojánky na vzorky, otvory pro testovací vodiče a dalším příslušenstvím dle potřeb zákazníka a přizpůsobit se tak speciálním testovacím scénářům.

3. Scénáře použití LISUN GDJS-015B Teplotní a vlhkostní pece v různých průmyslových odvětvích
3.1 Průmysl osvětlení CFL/LED (v souladu s IES LM-80-08 Standardní)​
Životnost a optická stabilita CFL (kompaktních zářivek) a LED svítidel jsou vysoce citlivé na teplotu a vlhkost. Vysoké teploty urychlují úbytek světla LED čipů a stárnutí fosforů, zatímco vysoká vlhkost způsobuje zkraty ve vnitřních obvodech a korozi kovových součástí. IES LM-80-08 Norma jasně vyžaduje, aby LED světelné zdroje podstoupily zkoušku udržování světelného toku po dobu nejméně 6000 hodin za tří typických teplot (55 ℃, 85 ℃ a teplota specifikovaná zákazníkem). LISUN GDJS-015B Teplotní a vlhkostní pec plně splňuje tyto standardní požadavky, se specifickými aplikacemi, jak je uvedeno níže:

Testování údržby světelného toku: Upevněte LED svítidlo na stojan vzorků uvnitř komory a připojte ho k systému pro testování optických parametrů s integrační koulí (např. LISUN LPCE-2 Integrační koule), nastavte teplotu na 55 ℃, 85 ℃ (nebo provozní teplotu svítidla specifikovanou zákazníkem) a vlhkost na 50 % relativní vlhkosti (standardní vlhkost prostředí). Pomocí programového řízení zařízení proveďte 6000 hodin nepřetržitého stárnutí. Během testu pravidelně (např. každých 1000 hodin) vyjměte svítidlo, abyste otestovali jeho světelný tok, vypočítejte míru udržení světelného toku (aktuální světelný tok / počáteční světelný tok × 100 %) a určete, zda svítidlo splňuje průmyslový kvalifikační standard „míra udržení světelného toku ≥ 90 % po 6000 hodinách“.

Testování spolehlivosti ve vlhkém a horkém prostředí: U venkovních LED pouličních lamp, zahradních lamp a dalších produktů nastavte cyklické prostředí s teplotou 40 °C a relativní vlhkostí 90 % (např. 8 hodin vysoké teploty a vysoké vlhkosti, následovaných 16 hodinami normální teploty a vlhkosti denně) a proveďte 1000hodinový test stárnutí. Po testu zkontrolujte, zda kryt svítidla nevykazuje praskliny nebo stárnoucí tmel, zda vnitřní obvod nemá zkraty nebo špatný kontakt a zda barevné souřadnice LED světelného zdroje překračují rozsah standardní odchylky (obecně vyžaduje Δx ≤ 0.007 a Δy ≤ 0.004), abyste ověřili odolnost produktu ve venkovním prostředí s vysokou vlhkostí.

Testování výkonu při spuštění za nízkých teplot: U LED svítidel a stropních svítidel používaných v chladných oblastech nastavte prostředí s teplotou -20 °C a relativní vlhkostí 30 %. Po umístění svítidla v tomto prostředí na 24 hodin jej přímo zapněte, abyste otestovali dobu spuštění (vyžadující ≤ 1 sekundu) a počáteční světelný tok (vyžadující dosažení více než 90 % jmenovité hodnoty), abyste zabránili zpožděnému spuštění nebo zhoršení optického výkonu způsobenému nízkými teplotami, které by mohly ovlivnit uživatelský komfort.

3.2 Průmysl elektrotechnických výrobků
Elektrické výrobky (např. ledničky, klimatizace, pračky a malé domácí spotřebiče) podléhají během přepravy, skladování a provozu změnám prostředí. Teplotní a vlhkostní trouba dokáže ověřit jejich funkční stabilitu a bezpečnost v extrémních podmínkách:

Zkouška vysokoteplotní zátěže: Vezměte si jako příklad vnitřní jednotku domácí klimatizace. Nastavte teplotu komory na 50 °C (simuluje vysoce teplotní vnitřní prostředí v létě), nastavte klimatizaci do režimu chlazení a nechte ji nepřetržitě běžet 100 hodin. Během zkoušky sledujte, zda chladicí výkon, spotřeba energie a teplota výstupního vzduchu z klimatizace zůstávají stabilní a zda kompresor a ventilátor vydávají abnormální hluk nebo zda neaktivují ochranu proti přehřátí, aby se zajistilo, že klimatizace bude normálně fungovat i v prostředí s vysokou teplotou.

Testování skladování za nízkých teplot: Ovládací panel pračky (včetně elektronických součástek a plastového krytu) nastavte na teplotu -30 °C a relativní vlhkost 20 %. Po 72 hodinách skladování v tomto prostředí jej vyjměte a nechte 24 hodin při pokojové teplotě zotavit. Zkontrolujte, zda kryt ovládacího panelu nevykazuje praskliny nebo deformace a zda tlačítka a displej reagují normálně, abyste předešli poškození vzhledu a funkčnosti výrobku v důsledku skladování za nízkých teplot.
Testování cyklů teploty a vlhkosti: U malých kuchyňských spotřebičů, jako jsou rýžovarné variče a elektrické konvice, nastavte cyklický rozsah 40 ℃~60 ℃ pro teplotu a 80 % relativní vlhkosti~95 % relativní vlhkosti pro vlhkost (10 cyklů, každý trvající 12 hodin). Po testu rozeberte výrobek a zkontrolujte, zda vnitřní deska plošných spojů nejeví korozi, zda nejsou uvolněné pájené spoje a zda je izolační vrstva napájecího kabelu zestárlá, a ověřte tak elektrickou bezpečnost výrobku ve vysoce vlhkém kuchyňském prostředí.

3.3 Průmysl elektronických součástek
Elektronické součástky (např. čipy, kondenzátory, rezistory a konektory) jsou klíčovými součástmi elektronických výrobků a jejich výkonnostní stabilita přímo určuje kvalitu celého výrobku. Teplotní a vlhkostní pec dokáže předem odfiltrovat méně kvalitní součástky pomocí simulace prostředí, čímž snižuje riziko poruch celého výrobku:
Testování stárnutí čipů za vysokých teplot: Nainstalujte integrované obvody (např. MCU, senzorové čipy) na testovací přípravek, připojte je k systému pro testování pinů, nastavte teplotu komory na 125 °C (extrémní provozní teplota čipu) a proveďte 1000hodinový test stárnutí za vysokých teplot. Během testu pravidelně kontrolujte, zda jsou napětí, proud a logické funkce čipů normální, vyfiltrujte méně kvalitní čipy s driftem parametrů nebo funkční poruchou způsobenou vysokými teplotami a zajistěte spolehlivost čipů během provozu celého produktu.

Zkouška odolnosti kondenzátorů vůči vlhkosti: U hliníkových elektrolytických kondenzátorů a vícevrstvých keramických kondenzátorů (MLCC) nastavte prostředí s teplotou 85 °C a relativní vlhkostí 85 % a proveďte 500hodinový test stárnutí za vlhka a za tepla. Po zkoušce změřte parametry, jako je kapacita, činitel ztrát (tanδ) a svodový proud kondenzátorů. Rychlost změny kapacity musí být ≤ ±10 % a svodový proud ≤ jmenovitá hodnota, aby se zabránilo selhání kondenzátoru způsobenému vniknutím vlhkosti, což by mohlo vést k poruchám obvodu.
Testování odolnosti konektorů vůči nízkým teplotám: U zásuvných komponent, jako jsou USB konektory a HDMI konektory, nastavte teplotu komory na -40 ℃, umístěte konektory do tohoto prostředí na 48 hodin, poté je vyjměte a proveďte 1000 testů zasunutí a vysunutí při pokojové teplotě. Zkontrolujte, zda je síla zasunutí (musí splňovat průmyslové normy, např. 20~50 N pro konektory USB typu C) a kontaktní odpor (≤ 50 mΩ) konektorů normální, a ověřte vliv prostředí s nízkou teplotou na mechanický a elektrický výkon konektorů.

4. Základní technické parametry a adaptabilní scénáře LISUN GDJS-015B Teplotní a vlhkostní trouba
Jedno LISUN GDJS-015B Teplotní a vlhkostní pec nabízí přesné možnosti řízení prostředí a flexibilní přizpůsobivost. Průmyslová odvětví si mohou vybrat odpovídající konfigurace parametrů podle potřeb testování. Její klíčové technické parametry a přizpůsobitelné scénáře jsou uvedeny v tabulce níže:

Jak je uvedeno v tabulce, rozsah regulace teploty a vlhkosti a přesnost tohoto zařízení mohou pokrýt běžné testovací potřeby v odvětví osvětlení CFL/LED, elektrických spotřebičů a elektronických součástek. Kapacita komory 150 litrů umožňuje simultánní testování více vzorků, což zvyšuje efektivitu testování. Funkce ukládání 120 programů může splňovat procesní požadavky různých testovacích standardů (např. IES LM-80-08, GB/T 2423.1, IEC 60068-2-1) bez opakované úpravy parametrů, což snižuje provozní složitost.

5. Závěry 
Díky přesné regulaci teploty a vlhkosti a flexibilnímu návrhu programu… LISUN GDJS-015B Teplota a vlhkostní trouba realizuje simulaci klimatických podmínek, jako je tepelná odolnost, odolnost proti chladu, odolnost proti suchu a odolnost proti vlhkosti, a poskytuje tak spolehlivé řešení pro testování spolehlivosti prostředí pro průmyslová odvětví, včetně osvětlení CFL/LED, elektrických spotřebičů a elektronických součástek. V oblasti CFL/LED je jeho testovací schopnost v souladu s IES LM-80-08 Standard poskytuje datovou podporu pro posouzení životnosti a optimalizaci výkonu osvětlovacích produktů. V oblasti elektrických spotřebičů a elektronických součástek dokáže jeho široká škála simulací prostředí proaktivně identifikovat potenciální problémy s produkty, čímž zlepšuje kvalitu a konkurenceschopnost celého produktu na trhu.