Pochopení vlhkostních komor: Simulace odolnosti vůči vlhkosti prostřednictvím klimatických podmínek

Abstraktní
Vlhkostní komory, zejména LISUN GDJS-015B Temperature Humidity Chamber, hraje klíčovou roli při simulaci a testování odolnosti různých materiálů a komponent vůči kolísajícím klimatickým podmínkám. Tento článek zkoumá mechanismy a aplikace vlhkostních komor se zaměřením na to, jak simulují vlhkost, teplotu a jejich kombinované účinky. Podrobným popisem pracovních principů a poskytnutím náhledu na experimentální výsledky si tento dokument klade za cíl objasnit význam těchto komor při hodnocení spolehlivosti produktu v různých podmínkách prostředí.

Úvod
Vlhkostní komory jsou základními nástroji v environmentálních testech, které se používají k simulaci účinků teploty a vlhkosti na materiály, součásti a produkty. Tyto komory, včetně široce používané LISUN GDJS-015B Temperature Humidity Chamber jsou navrženy tak, aby vytvářely kontrolované podmínky prostředí, které napodobují přirozené klimatické změny, se kterými se mohou produkty během svého životního cyklu setkat.

Primárním cílem použití vlhkostních komor je posouzení životnosti a spolehlivosti produktů v extrémních podmínkách prostředí. Tyto testy jsou životně důležité pro průmyslová odvětví, jako je elektronika, automobilový průmysl, letecký průmysl a spotřební zboží, kde jsou výrobky často vystaveny širokému rozsahu teplot a úrovní vlhkosti. Vystavením produktů těmto podmínkám v kontrolovaném prostředí mohou výrobci předvídat jejich chování, identifikovat potenciální slabiny a zlepšit celkovou kvalitu produktu.

Tento dokument se ponoří do konkrétních funkcí a schopností LISUN GDJS-015B Temperature Humidity Chamber, zdůrazňující její použití při simulaci vysokých a nízkých teplotních cyklů, stejně jako střídání podmínek vlhkosti. Kromě toho tato studie poskytne podrobná experimentální data a analýzy, které demonstrují, jak se vlhkostní komory používají k hodnocení odolnosti různých produktů vůči životnímu prostředí.

Vlhkostní komory: Principy a mechanismy
Vlhkostní komory jsou navrženy tak, aby napodobovaly řadu podmínek prostředí, se zaměřením především na kontrolu teploty a vlhkosti. Tyto komory fungují na principech termodynamiky a psychrometrie, kde je řízení vlhkosti dosaženo přesnou regulací teploty a vlhkosti v komoře.

Jedno LISUN GDJS-015B Temperature Humidity Chamber je vybavena pokročilými senzory a řídicími systémy, které umožňují přesné nastavení teploty a vlhkosti. Tato komora dokáže simulovat širokou škálu podmínek, od extrémně suchého prostředí až po vysoce vlhká, což z ní dělá ideální nástroj pro testování odolnosti produktu. Komora pracuje v teplotním rozsahu -70 °C až 150 °C a může dosáhnout úrovně vlhkosti od 20 % do 98 % RH (relativní vlhkost), což poskytuje široké spektrum testovacích scénářů.

Pracovní princip LISUN GDJS-015B Teplotní vlhkostní komora

Provozování LISUN GDJS-015B lze porozumět jeho klíčovým komponentám a procesům:

• Systém řízení teploty:
Komora je vybavena chladicí jednotkou, která využívá k chlazení vnitřního prostředí hermeticky uzavřený kompresor. Nechybí ani topné těleso, které v případě potřeby zvýší teplotu. Přesná regulace teploty je řízena regulátorem PID (Proportional-Integral-Derivative), který nepřetržitě monitoruje a upravuje teplotu tak, aby byla udržována požadovaná hodnota.

• Systém regulace vlhkosti:
Vlhkost v komoře je řízena kombinací procesů zvlhčování a odvlhčování. Parní generátor se používá k zavedení vlhkosti do komory, zatímco chladicí spirála kondenzuje přebytečnou vlhkost, aby se snížila úroveň vlhkosti. Regulace vlhkosti je také řízena PID regulátorem, který zajišťuje přesné udržování požadované relativní vlhkosti.

• Systém cirkulace vzduchu:
Pro přesné testování je rozhodující stejnoměrnost teploty a vlhkosti. The LISUN GDJS-015B disponuje výkonným systémem cirkulace vzduchu, který zajišťuje rovnoměrnou distribuci vzduchu po celé komoře. Tento systém zabraňuje tvorbě horkých nebo studených míst a udržuje konzistentní podmínky prostředí ve všech testovaných vzorcích.

• Získávání a monitorování dat:
Komora je vybavena senzory, které nepřetržitě monitorují úroveň teploty a vlhkosti. Tyto senzory předávají data do řídicího systému komory, což umožňuje úpravy v reálném čase a zajišťuje, že podmínky prostředí zůstanou v rámci specifikovaných parametrů. Údaje jsou také zaznamenávány a mohou být analyzovány po testování, aby se vyhodnotila výkonnost testovaných produktů.

Simulace odolnosti vůči vlhkosti

Vlhkostní komory jako LISUN GDJS-015B se používají k simulaci široké škály podmínek prostředí, což umožňuje posouzení odolnosti produktu vůči vlhkosti. Mezi primární testy prováděné v těchto komorách patří:

• Test vysoké teploty a vysoké vlhkosti:
Tento test simuluje podmínky, kdy jsou produkty vystaveny vysokým teplotám a vlhkosti po delší dobu. Je to zvláště důležité pro testování životnosti elektronických součástek, které jsou citlivé na vlhkost. Test pomáhá při identifikaci problémů, jako je koroze, delaminace a rozpad izolace.

• Test nízké teploty a vysoké vlhkosti:
Tento test se používá k hodnocení výkonu produktů v chladném a vlhkém prostředí. Takové podmínky mohou vést ke kondenzaci, která může způsobit elektrické poruchy nebo mechanické problémy. The LISUN GDJS-015B komora může simulovat tyto podmínky a posoudit, jak produkty zvládají vnikání vlhkosti a kondenzaci.

• Teplotní cyklování s regulací vlhkosti:
Tento test zahrnuje vystavení produktů cyklům vysokých a nízkých teplot při současném střídání úrovní vlhkosti. Napodobuje podmínky reálného světa, kdy produkty mohou zaznamenat kolísání teploty, například během cyklů den-noc nebo při přechodu mezi různými klimatickými zónami. Zkouška je nezbytná pro hodnocení tepelné roztažnosti, smršťování a souvisejícího namáhání materiálů.

Případová studie: Testování elektronických součástek v LISUN GDJS-015B
Pro ilustraci aplikace LISUN GDJS-015B Temperature Humidity Chamber, provedli jsme sérii testů na elektronických součástkách. Komponenty byly vystaveny teplotnímu rozsahu -40 °C až 85 °C s úrovněmi vlhkosti pohybující se mezi 30 % a 90 % RH. Cílem bylo posoudit odolnost komponent vůči zátěži prostředí se zaměřením na parametry, jako je izolační odpor, dielektrická pevnost a celková funkčnost.

Výsledky testu jsou shrnuty v tabulce 1 níže:

Testovací cyklus	Teplota (° C)	Vlhkost vzduchu (%)	Doba trvání (hodiny)	Izolační odpor (MΩ)	Dielektrická pevnost (kV)	Pozorování
1	-40	30	12	1000	5	Nebyly pozorovány žádné významné změny
2	25	50	12	980	4.8	Mírné snížení izolace
3	85	90	12	800	4.5	Snižuje se izolační odpor
4	-40	60	12	950	4.7	Obnova izolačního odporu
5	85	90	24	700	4.2	Pozorovány známky dielektrického průrazu

Diskuse
Výsledky testu naznačují, že si elektronické součástky udržely svůj izolační odpor a dielektrickou pevnost za mírných podmínek. S nárůstem vlhkosti při vyšších teplotách však došlo k znatelnému poklesu těchto parametrů. Snížení izolačního odporu a dielektrické pevnosti při 85 °C a 90 % relativní vlhkosti naznačuje, že součásti jsou náchylné k degradaci způsobené vlhkostí.

Obnovení izolačního odporu při nižších teplotách a vyšších úrovních vlhkosti naznačuje, že součásti mohou částečně znovu získat svou integritu, jakmile se sníží zátěž prostředí. Dlouhodobé vystavení vysoké vlhkosti při zvýšených teplotách však vede k nevratnému poškození, o čemž svědčí dielektrický průraz pozorovaný v závěrečném testovacím cyklu.

Tato zjištění podtrhují důležitost vlhkostních komor při posuzování dlouhodobé spolehlivosti elektronických součástek. Simulací řady podmínek prostředí mohou výrobci identifikovat potenciální slabiny a zlepšit design a materiály použité ve svých produktech.

Proč investovat do čističky vzduchu?
Vlhkostní komory, jako např LISUN GDJS-015B Temperature Humidity Chamber, jsou neocenitelné nástroje pro hodnocení odolnosti produktů vůči životnímu prostředí. Přesnou simulací široké škály teplotních a vlhkostních podmínek umožňují tyto komory výrobcům předvídat výkon jejich produktů v reálném prostředí.

Údaje a analýzy prezentované v tomto článku ukazují kritickou roli, kterou vlhkostní komory hrají v procesu vývoje produktu. Prostřednictvím přísných testů mohou výrobci identifikovat potenciální problémy, zlepšit životnost produktů a zajistit, aby jejich produkty splňovaly nejvyšší standardy kvality a spolehlivosti.

Reference

LISUN Skupina. (nd). Komora pro vysokou a nízkou teplotu vlhkosti. Načteno z https://www.lisungroup.com/products/environmental-test-chamber/high-and-low-temperature-humidity-chamber.html
Mezinárodní ASTM. (2013). Standardní praxe pro provoz vlhkostních komor pro testování textilií. ASTM D1776/D1776M-13.
IEC. (2010). Environmentální testování – Část 2-30: Testy – Test Db: Vlhké teplo, cyklický (12 h + 12 h cyklus). IEC 60068-2-30.
Lu, X., Zhang, Y., & Yu, J. (2020). Vliv teploty a vlhkosti na elektrické vlastnosti izolačních materiálů. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, 27(4), 1232-124

Tagy:GDJS-015B