กล่องทดสอบสภาพแวดล้อมการเลือกผู้ใช้จะต้องอ่าน

กล่องทดสอบสภาพแวดล้อมการเลือกผู้ใช้จะต้องอ่าน

1、เกณฑ์การเลือกอุปกรณ์

ปัจจุบันยังไม่มีจำนวนที่แน่นอนของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมตามธรรมชาติและปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่เหนี่ยวนำซึ่งมีอยู่บนพื้นผิวโลกและในบรรยากาศ ซึ่งในจำนวนนี้มีอยู่ไม่น้อยกว่าสิบปัจจัยที่มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการใช้งานและอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์วิศวกรรม (อุปกรณ์) วิศวกรที่ทำการศึกษาสภาพแวดล้อมของผลิตภัณฑ์วิศวกรรมได้รวบรวมและสรุปสภาพแวดล้อมที่มีอยู่ในธรรมชาติและเกิดจากกิจกรรมของมนุษย์เป็นมาตรฐานการทดสอบและข้อกำหนดชุดหนึ่งเพื่อใช้เป็นแนวทางในการทดสอบสิ่งแวดล้อมและความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์วิศวกรรม ตัวอย่างเช่น GJB150 ซึ่งเป็นมาตรฐานทางทหารแห่งชาติของสาธารณรัฐประชาชนจีนสำหรับการทดสอบสิ่งแวดล้อมของอุปกรณ์ทางทหาร และ GB2423 ซึ่งเป็นมาตรฐานแห่งชาติของสาธารณรัฐประชาชนจีนสำหรับการทดสอบสิ่งแวดล้อมของผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งเป็นแนวทางในการทดสอบสิ่งแวดล้อมของผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ ดังนั้น พื้นฐานหลักในการเลือกอุปกรณ์ทดสอบสิ่งแวดล้อมและความน่าเชื่อถือคือข้อกำหนดและมาตรฐานการทดสอบของผลิตภัณฑ์วิศวกรรม

ประการที่สอง เพื่อสร้างมาตรฐานความคลาดเคลื่อนของเงื่อนไขการทดสอบสิ่งแวดล้อมในอุปกรณ์ทดลองและเพื่อรับประกันความถูกต้องในการควบคุมของพารามิเตอร์สิ่งแวดล้อม หน่วยงานกำกับดูแลด้านเทคนิคระดับชาติและแผนกอุตสาหกรรมต่างๆ จึงได้กำหนดข้อบังคับการสอบเทียบสำหรับอุปกรณ์ทดสอบสิ่งแวดล้อมและเครื่องมือตรวจจับ เช่น มาตรฐานแห่งชาติ GB5170 ของสาธารณรัฐประชาชนจีน "วิธีการสอบเทียบพารามิเตอร์พื้นฐานสำหรับอุปกรณ์ทดสอบสิ่งแวดล้อมของผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์" และ JJG190-89 "ข้อบังคับการสอบเทียบทดลองสำหรับระบบขาตั้งทดสอบการสั่นสะเทือนไฟฟ้า" ที่ออกและนำไปปฏิบัติโดยหน่วยงานกำกับดูแลด้านเทคนิคของรัฐ ข้อบังคับการตรวจสอบเหล่านี้ยังเป็นพื้นฐานที่สำคัญสำหรับการเลือกอุปกรณ์ทดสอบสิ่งแวดล้อมและความน่าเชื่อถือ อุปกรณ์ทดสอบที่ไม่เป็นไปตามข้อกำหนดของข้อบังคับการตรวจสอบเหล่านี้จะไม่ได้รับอนุญาตให้ใช้งาน

2、หลักการพื้นฐานในการเลือกอุปกรณ์

การเลือกใช้อุปกรณ์ทดสอบสิ่งแวดล้อมและความน่าเชื่อถือควรปฏิบัติตามหลักการพื้นฐานห้าประการดังต่อไปนี้:

1. ความสามารถในการทำซ้ำของสภาพแวดล้อม

เป็นไปไม่ได้ที่จะจำลองสภาพแวดล้อมที่มีอยู่ในธรรมชาติในห้องปฏิบัติการได้อย่างสมบูรณ์และแม่นยำ อย่างไรก็ตาม ภายในช่วงความคลาดเคลื่อนบางอย่าง ผู้คนสามารถจำลองสภาพแวดล้อมภายนอกที่ผลิตภัณฑ์วิศวกรรมต้องเผชิญในระหว่างการใช้งาน การจัดเก็บ การขนส่ง และกระบวนการอื่นๆ ได้อย่างแม่นยำและโดยประมาณ ข้อความนี้สามารถสรุปเป็นภาษาวิศวกรรมได้ดังนี้ "สภาพแวดล้อม (รวมถึงสภาพแวดล้อมของแพลตฟอร์ม) ที่สร้างขึ้นโดยอุปกรณ์ทดสอบรอบๆ ผลิตภัณฑ์ที่ทดสอบควรเป็นไปตามข้อกำหนดของสภาพแวดล้อมและความคลาดเคลื่อนที่ระบุไว้ในข้อกำหนดการทดสอบผลิตภัณฑ์ กล่องอุณหภูมิที่ใช้สำหรับการทดสอบผลิตภัณฑ์ทางการทหารไม่ควรเป็นไปตามข้อกำหนดของมาตรฐานทางการทหารแห่งชาติ GJB150.3-86 และ GJB150.4-86 สำหรับความสม่ำเสมอและความแม่นยำในการควบคุมอุณหภูมิที่แตกต่างกันเท่านั้น ด้วยวิธีนี้เท่านั้นจึงจะรับประกันการทำซ้ำของสภาพแวดล้อมในการทดสอบสิ่งแวดล้อมได้

2. ความสามารถในการทำซ้ำของสภาพแวดล้อม

อุปกรณ์ทดสอบสิ่งแวดล้อมอาจใช้สำหรับการทดสอบผลิตภัณฑ์ประเภทเดียวกันหลายครั้ง และผลิตภัณฑ์ทางวิศวกรรมที่ผ่านการทดสอบแล้วอาจทดสอบในอุปกรณ์ทดสอบสิ่งแวดล้อมที่แตกต่างกันได้ เพื่อให้แน่ใจว่าผลการทดสอบที่ได้สำหรับผลิตภัณฑ์เดียวกันสามารถเปรียบเทียบกันได้ภายใต้เงื่อนไขการทดสอบสิ่งแวดล้อมเดียวกันตามที่ระบุในข้อกำหนดการทดสอบ จำเป็นต้องกำหนดให้เงื่อนไขด้านสิ่งแวดล้อมที่อุปกรณ์ทดสอบสิ่งแวดล้อมกำหนดนั้นสามารถทำซ้ำได้ ซึ่งหมายความว่าระดับความเค้น (เช่น ความเค้นจากความร้อน ความเค้นจากการสั่นสะเทือน ความเค้นจากไฟฟ้า เป็นต้น) ที่อุปกรณ์ทดสอบสิ่งแวดล้อมใช้กับผลิตภัณฑ์ที่ทดสอบนั้นสอดคล้องกับข้อกำหนดของข้อกำหนดการทดสอบเดียวกัน

ความสามารถในการทำซ้ำของเงื่อนไขด้านสิ่งแวดล้อมที่อุปกรณ์ทดสอบสิ่งแวดล้อมจัดเตรียมไว้ได้รับการรับประกันโดยแผนกตรวจสอบมาตรวิทยาแห่งชาติหลังจากผ่านการตรวจสอบตามข้อบังคับการตรวจสอบที่กำหนดโดยหน่วยงานกำกับดูแลด้านเทคนิคแห่งชาติ ดังนั้น จึงจำเป็นต้องกำหนดให้อุปกรณ์ทดสอบสิ่งแวดล้อมต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของตัวบ่งชี้ทางเทคนิคต่างๆ และตัวบ่งชี้ความแม่นยำในข้อบังคับการสอบเทียบ และต้องไม่เกินขีดจำกัดเวลาที่กำหนดไว้ในรอบการสอบเทียบในแง่ของเวลาใช้งาน หากใช้โต๊ะสั่นไฟฟ้าทั่วไป นอกจากจะต้องตรงตามตัวบ่งชี้ทางเทคนิค เช่น แรงกระตุ้น ช่วงความถี่ และความจุของน้ำหนักแล้ว ยังต้องตรงตามข้อกำหนดของตัวบ่งชี้ความแม่นยำ เช่น อัตราส่วนการสั่นสะเทือนด้านข้าง ความสม่ำเสมอของอัตราเร่งของโต๊ะ และความเพี้ยนฮาร์มอนิกที่ระบุไว้ในข้อบังคับการสอบเทียบอีกด้วย นอกจากนี้ อายุการใช้งานหลังการสอบเทียบแต่ละครั้งคือสองปี และหลังจากสองปี จะต้องสอบเทียบและรับรองใหม่ก่อนนำไปใช้งาน

3. ความสามารถในการวัดค่าพารามิเตอร์สภาวะแวดล้อม

เงื่อนไขด้านสิ่งแวดล้อมที่อุปกรณ์ทดสอบสิ่งแวดล้อมกำหนดจะต้องสามารถสังเกตและควบคุมได้ ซึ่งไม่เพียงแต่จะจำกัดพารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อมให้อยู่ในช่วงความคลาดเคลื่อนที่กำหนดเท่านั้น แต่ยังรับประกันความสามารถในการทำซ้ำและความสามารถในการทำซ้ำของเงื่อนไขการทดสอบอีกด้วย แต่ยังจำเป็นสำหรับความปลอดภัยของการทดสอบผลิตภัณฑ์ เพื่อป้องกันความเสียหายต่อผลิตภัณฑ์ที่ทดสอบอันเนื่องมาจากเงื่อนไขด้านสิ่งแวดล้อมที่ไม่ได้รับการควบคุมและการสูญเสียที่ไม่จำเป็น ในปัจจุบัน มาตรฐานการทดลองต่างๆ มักกำหนดให้ความแม่นยำของการทดสอบพารามิเตอร์ต้องไม่น้อยกว่าหนึ่งในสามของค่าผิดพลาดที่อนุญาตภายใต้เงื่อนไขการทดลอง

4. การยกเว้นเงื่อนไขการทดสอบสิ่งแวดล้อม

ทุกครั้งที่มีการทดสอบด้านสิ่งแวดล้อมหรือความน่าเชื่อถือ จะมีข้อกำหนดที่เข้มงวดเกี่ยวกับประเภท ขนาด และค่าความคลาดเคลื่อนของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม และปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่ไม่จำเป็นต้องทดสอบจะถูกแยกออกจากการแทรกซึม เพื่อให้มีพื้นฐานที่ชัดเจนในการตัดสินและวิเคราะห์ความล้มเหลวของผลิตภัณฑ์และโหมดความผิดพลาดระหว่างหรือหลังการทดสอบ ดังนั้น จึงจำเป็นที่อุปกรณ์ทดสอบด้านสิ่งแวดล้อมจะต้องไม่เพียงแต่จัดเตรียมเงื่อนไขด้านสิ่งแวดล้อมที่กำหนดเท่านั้น แต่ยังไม่อนุญาตให้มีการรบกวนจากความเครียดจากสิ่งแวดล้อมอื่นๆ ต่อผลิตภัณฑ์ที่ทดสอบอีกด้วย ตามที่กำหนดไว้ในข้อกำหนดการตรวจสอบสำหรับตารางการสั่นสะเทือนไฟฟ้า ฟลักซ์แม่เหล็กรั่วไหลของตาราง อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน และอัตราส่วนค่ารากที่สองเฉลี่ยรวมของการเร่งความเร็วในแบนด์และนอกแบนด์ ตัวบ่งชี้ความแม่นยำ เช่น การตรวจสอบสัญญาณสุ่มและการบิดเบือนฮาร์มอนิก ล้วนได้รับการกำหนดเป็นรายการตรวจสอบเพื่อให้แน่ใจว่าเงื่อนไขการทดสอบด้านสิ่งแวดล้อมมีความเฉพาะตัว

5. ความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์การทดลอง

การทดสอบสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะการทดสอบความน่าเชื่อถือ ต้องใช้รอบการทดสอบที่ยาวนาน และบางครั้งอาจมุ่งเป้าไปที่ผลิตภัณฑ์ทางทหารที่มีมูลค่าสูง ในระหว่างกระบวนการทดสอบ เจ้าหน้าที่ทดสอบมักต้องปฏิบัติงาน ตรวจสอบ หรือทดสอบรอบๆ ไซต์งาน ดังนั้น จึงจำเป็นที่อุปกรณ์ทดสอบสิ่งแวดล้อมจะต้องมีคุณลักษณะการทำงานที่ปลอดภัย การทำงานที่สะดวก การใช้งานที่เชื่อถือได้ และอายุการใช้งานยาวนาน เพื่อให้มั่นใจว่าการทดสอบจะดำเนินไปตามปกติ อุปกรณ์ป้องกัน มาตรการแจ้งเตือน และอุปกรณ์ล็อกความปลอดภัยของอุปกรณ์ทดสอบต่างๆ จะต้องสมบูรณ์และเชื่อถือได้ เพื่อให้แน่ใจถึงความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือของเจ้าหน้าที่ทดสอบ ผลิตภัณฑ์ที่ทดสอบ และอุปกรณ์ทดสอบเอง

3、การเลือกห้องควบคุมอุณหภูมิและความชื้น

1. การเลือกความจุ

เมื่อวางผลิตภัณฑ์ทดสอบ (ส่วนประกอบ ชุดประกอบ ชิ้นส่วน หรือเครื่องจักรทั้งหมด) ลงในห้องควบคุมสภาพอากาศเพื่อทำการทดสอบ เพื่อให้แน่ใจว่าบรรยากาศรอบๆ ผลิตภัณฑ์ทดสอบสามารถตอบสนองเงื่อนไขการทดสอบสิ่งแวดล้อมที่ระบุไว้ในข้อกำหนดการทดสอบได้ ขนาดการทำงานของห้องควบคุมสภาพอากาศและขนาดโดยรวมของผลิตภัณฑ์ทดสอบควรเป็นไปตามข้อบังคับต่อไปนี้:

ก) ปริมาตรของผลิตภัณฑ์ที่ทดสอบ (กว้าง × ลึก × สูง) ไม่ควรเกิน (20-35)% ของพื้นที่ทำงานที่มีประสิทธิภาพของห้องทดสอบ (แนะนำให้ใช้ 20%) สำหรับผลิตภัณฑ์ที่สร้างความร้อนระหว่างการทดสอบ แนะนำให้ใช้ไม่เกิน 10%

ข) อัตราส่วนพื้นที่หน้าตัดลมของผลิตภัณฑ์ที่ทดสอบต่อพื้นที่ทั้งหมดของห้องทดสอบบนส่วนนั้นจะต้องไม่เกิน (35-50)% (แนะนำ 35%)

c) ควรรักษาระยะห่างระหว่างพื้นผิวด้านนอกของผลิตภัณฑ์ที่ทดสอบและผนังห้องทดสอบอย่างน้อย 100-150 มม. (แนะนำ 150 มม.)

ข้อกำหนดทั้งสามข้อข้างต้นนั้นสัมพันธ์กันและรวมกันเป็นหนึ่ง โดยใช้กล่องลูกบาศก์ขนาด 1 ลูกบาศก์เมตรเป็นตัวอย่าง อัตราส่วนพื้นที่ 1: (0.35-0.5) เทียบเท่ากับอัตราส่วนปริมาตร 1: (0.207-0.354) ระยะห่าง 100-150 มม. จากผนังกล่องเทียบเท่ากับอัตราส่วนปริมาตร 1: (0.343-0.512)

โดยสรุป ปริมาตรห้องทำงานของห้องทดสอบสภาพแวดล้อมภูมิอากาศควรมีอย่างน้อย 3-5 เท่าของปริมาตรภายนอกของผลิตภัณฑ์ที่ทดสอบ เหตุผลในการออกกฎระเบียบดังกล่าวมีดังนี้:

หลังจากวางชิ้นทดสอบลงในกล่องแล้ว ชิ้นทดสอบจะอยู่ในช่องทางเรียบ หากช่องทางแคบลง ความเร็วลมในสนามไหลจะเพิ่มขึ้น เร่งการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างกระแสลมและชิ้นทดสอบ ซึ่งไม่สอดคล้องกับการจำลองสภาพแวดล้อม เนื่องจากมาตรฐานที่เกี่ยวข้องกำหนดว่าความเร็วลมในสนามไหลรอบๆ ชิ้นทดสอบในห้องทดสอบไม่ควรเกิน 1.7 ม./วินาที สำหรับการทดสอบสภาพแวดล้อมอุณหภูมิ เพื่อป้องกันไม่ให้ชิ้นทดสอบและบรรยากาศโดยรอบสร้างการนำความร้อนที่ไม่สอดคล้องกับความเป็นจริง เมื่อไม่มีภาระ ความเร็วลมเฉลี่ยภายในห้องทดสอบคือ 0.6-0.8 ม./วินาที ไม่เกิน 1 ม./วินาที เมื่ออัตราส่วนพื้นที่และพื้นที่ที่กำหนดในข้อ a) และ b) เป็นไปตามที่กำหนด ความเร็วลมในสนามไหลอาจเพิ่มขึ้น (50-100)% โดยความเร็วลมสูงสุดเฉลี่ยอยู่ที่ (1-1.7) ม./วินาที เป็นไปตามข้อกำหนดที่ระบุในมาตรฐาน ถ้าปริมาตรหรือพื้นที่หน้าตัดลมของชิ้นทดสอบเพิ่มขึ้นโดยไม่มีข้อจำกัดในระหว่างการทดลอง ความเร็วการไหลของอากาศจริงในระหว่างการทดสอบจะเกินความเร็วลมสูงสุดที่กำหนดไว้ในมาตรฐานการทดสอบ และความถูกต้องของผลการทดสอบจะถูกตั้งคำถาม

ตัวบ่งชี้ความแม่นยำของพารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อมในห้องทำงานของห้องควบคุมสภาพอากาศ เช่น อุณหภูมิ ความชื้น อัตราการตกตะกอนของละอองเกลือ เป็นต้น ล้วนวัดภายใต้สภาวะที่ไม่มีภาระ เมื่อวางชิ้นทดสอบแล้ว จะมีผลกระทบต่อความสม่ำเสมอของพารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อมในห้องทำงานของห้องทดสอบ ยิ่งพื้นที่ที่ชิ้นทดสอบครอบครองมีขนาดใหญ่เท่าใด ผลกระทบนี้ก็จะรุนแรงมากขึ้นเท่านั้น ข้อมูลการทดลองแสดงให้เห็นว่าความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างด้านลมและด้านลมใต้ในเขตการไหลอาจสูงถึง 3-8 ℃ และในกรณีที่รุนแรง อาจสูงถึง 10 ℃ หรือมากกว่านั้น ดังนั้นจึงจำเป็นต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดของ a] และ b] ให้มากที่สุดเพื่อให้แน่ใจว่าพารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อมมีความสม่ำเสมอโดยรอบผลิตภัณฑ์ที่ทดสอบ

ตามหลักการของการนำความร้อน อุณหภูมิของการไหลของอากาศใกล้ผนังกล่องมักจะแตกต่างจากอุณหภูมิที่ศูนย์กลางของสนามการไหล 2-3 ℃ และอาจถึง 5 ℃ ที่ขีดจำกัดบนและล่างของอุณหภูมิสูงและต่ำ อุณหภูมิของผนังกล่องแตกต่างจากอุณหภูมิของสนามการไหลใกล้ผนังกล่อง 2-3 ℃ (ขึ้นอยู่กับโครงสร้างและวัสดุของผนังกล่อง) ยิ่งความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิทดสอบและสภาพแวดล้อมบรรยากาศภายนอกมากเท่าใด ความแตกต่างของอุณหภูมิก็จะมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้น พื้นที่ภายในระยะห่าง 100-150 มม. จากผนังกล่องจึงไม่สามารถใช้งานได้

2. การเลือกช่วงอุณหภูมิ

ปัจจุบันช่วงอุณหภูมิของห้องทดสอบในต่างประเทศโดยทั่วไปคือ -73 ถึง +177 ℃ หรือ -70 ถึง +180 ℃ โดยทั่วไปแล้วผู้ผลิตในประเทศจะดำเนินการที่อุณหภูมิ -80 ถึง +130 ℃, -60 ถึง +130 ℃, -40 ถึง +130 ℃ และยังมีอุณหภูมิสูงถึง 150 ℃ ช่วงอุณหภูมิเหล่านี้มักจะตอบสนองความต้องการการทดสอบอุณหภูมิของผลิตภัณฑ์ทางทหารและพลเรือนส่วนใหญ่ในประเทศจีน เว้นแต่จะมีข้อกำหนดพิเศษ เช่น ผลิตภัณฑ์ที่ติดตั้งใกล้แหล่งความร้อน เช่น เครื่องยนต์ ไม่ควรเพิ่มขีดจำกัดอุณหภูมิสูงสุดโดยสุ่มสี่สุ่มห้า เนื่องจากอุณหภูมิขีดจำกัดสูงสุดยิ่งสูง ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างภายในและภายนอกกล่องก็ยิ่งมากขึ้น และความสม่ำเสมอของสนามการไหลภายในกล่องก็ยิ่งแย่ลง ขนาดสตูดิโอที่มีให้ใช้งานยิ่งเล็กลง ในทางกลับกัน ยิ่งค่าอุณหภูมิขีดจำกัดสูงสุดสูงขึ้น ข้อกำหนดด้านความต้านทานความร้อนสำหรับวัสดุฉนวน (เช่น ใยแก้ว) ในชั้นกลางของผนังกล่องก็จะยิ่งสูงขึ้น ยิ่งข้อกำหนดในการปิดผนึกกล่องสูงขึ้นเท่าใด ต้นทุนการผลิตกล่องก็จะสูงขึ้นตามไปด้วย

3. การเลือกช่วงความชื้น

ตัวบ่งชี้ความชื้นที่กำหนดโดยห้องทดสอบสิ่งแวดล้อมในและต่างประเทศส่วนใหญ่อยู่ที่ 20-98% RH หรือ 30-98% RH หากห้องทดสอบความร้อนชื้นไม่มีระบบลดความชื้น ช่วงความชื้นจะอยู่ที่ 60-98% ห้องทดสอบประเภทนี้สามารถทดสอบความชื้นสูงได้เท่านั้น แต่ราคาถูกกว่ามาก ควรสังเกตว่าควรระบุช่วงอุณหภูมิที่สอดคล้องกันหรืออุณหภูมิจุดน้ำค้างขั้นต่ำหลังดัชนีความชื้น เนื่องจากความชื้นสัมพัทธ์เกี่ยวข้องโดยตรงกับอุณหภูมิ สำหรับความชื้นสัมพัทธ์สัมบูรณ์เดียวกัน ยิ่งอุณหภูมิสูงขึ้น ความชื้นสัมพัทธ์ก็จะยิ่งต่ำลง ตัวอย่างเช่น หากความชื้นสัมพัทธ์สัมบูรณ์คือ 5 กรัมต่อกิโลกรัม (หมายถึงไอน้ำ 5 กรัมในอากาศแห้ง 1 กิโลกรัม) เมื่ออุณหภูมิอยู่ที่ 29 องศาเซลเซียส ความชื้นสัมพัทธ์จะอยู่ที่ 20% RH และเมื่ออุณหภูมิอยู่ที่ 6 องศาเซลเซียส ความชื้นสัมพัทธ์จะอยู่ที่ 90% RH เมื่ออุณหภูมิลดลงต่ำกว่า 4 องศาเซลเซียส และความชื้นสัมพัทธ์เกิน 100% จะเกิดการควบแน่นภายในกล่อง

หากต้องการให้อุณหภูมิสูงและความชื้นสูง เพียงแค่พ่นไอน้ำหรือละอองน้ำลงในอากาศของกล่องเพื่อเพิ่มความชื้น อุณหภูมิและความชื้นต่ำนั้นค่อนข้างควบคุมได้ยาก เนื่องจากความชื้นสัมพัทธ์ในขณะนี้ต่ำมาก บางครั้งต่ำกว่าความชื้นสัมพัทธ์ในบรรยากาศมาก จำเป็นต้องลดความชื้นของอากาศที่ไหลภายในกล่องเพื่อให้แห้ง ปัจจุบัน ห้องควบคุมอุณหภูมิและความชื้นส่วนใหญ่ทั้งในประเทศและต่างประเทศใช้หลักการทำความเย็นและการลดความชื้น ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเพิ่มชุดท่อไฟทำความเย็นเข้าไปในห้องปรับอากาศของห้อง เมื่ออากาศชื้นผ่านท่อเย็น ความชื้นสัมพัทธ์จะสูงถึง 100% RH เนื่องจากอากาศอิ่มตัวและควบแน่นบนท่อไฟ ทำให้อากาศแห้งยิ่งขึ้น ในทางทฤษฎี วิธีการลดความชื้นนี้สามารถทำให้จุดน้ำค้างมีอุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์องศา แต่เมื่ออุณหภูมิพื้นผิวของจุดเย็นถึง 0 ℃ หยดน้ำที่ควบแน่นบนพื้นผิวของท่อส่งแสงจะแข็งตัว ส่งผลต่อการแลกเปลี่ยนความร้อนบนพื้นผิวของท่อส่งแสงและลดความสามารถในการลดความชื้น นอกจากนี้ เนื่องจากไม่สามารถปิดผนึกกล่องได้อย่างสมบูรณ์ อากาศชื้นจากบรรยากาศจะซึมเข้าไปในกล่อง ทำให้จุดน้ำค้างมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น ในทางกลับกัน อากาศชื้นที่ไหลระหว่างหลอดไฟจะถึงจุดอิ่มตัวเฉพาะในช่วงเวลาที่สัมผัสกับหลอดไฟ (จุดเย็น) และปล่อยไอน้ำออกมา ดังนั้น วิธีการลดความชื้นนี้จึงยากที่จะรักษาอุณหภูมิจุดน้ำค้างภายในกล่องให้ต่ำกว่า 0 ℃ อุณหภูมิจุดน้ำค้างขั้นต่ำจริงที่ทำได้คือ 5-7 ℃ อุณหภูมิจุดน้ำค้าง 5 ℃ เทียบเท่ากับความชื้นสัมบูรณ์ 0.0055g/Kg ซึ่งสอดคล้องกับความชื้นสัมพัทธ์ 20% RH ที่อุณหภูมิ 30 ℃ ถ้าจำเป็นต้องใช้อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส และความชื้นสัมพัทธ์ 20% RH โดยมีอุณหภูมิจุดน้ำค้างเท่ากับ -3 องศาเซลเซียส การใช้เครื่องทำความเย็นเพื่อการลดความชื้นจะทำได้ยาก และจะต้องเลือกใช้ระบบอบแห้งด้วยอากาศเพื่อให้บรรลุผลดังกล่าว

4. การเลือกโหมดการควบคุม

ห้องทดสอบอุณหภูมิและความชื้นมีอยู่ 2 ประเภท ได้แก่ ห้องทดสอบแบบคงที่และห้องทดสอบแบบสลับกัน

ห้องทดสอบอุณหภูมิสูงและต่ำทั่วไปโดยทั่วไปหมายถึงห้องทดสอบอุณหภูมิสูงและต่ำคงที่ซึ่งควบคุมโดยการตั้งค่าอุณหภูมิเป้าหมายและมีความสามารถในการรักษาอุณหภูมิคงที่โดยอัตโนมัติไปยังจุดอุณหภูมิเป้าหมาย วิธีการควบคุมของห้องทดสอบอุณหภูมิคงที่และความชื้นก็คล้ายกัน โดยการตั้งค่าจุดอุณหภูมิและความชื้นเป้าหมาย และห้องทดสอบมีความสามารถในการรักษาอุณหภูมิคงที่โดยอัตโนมัติไปยังจุดอุณหภูมิและความชื้นเป้าหมาย ห้องทดสอบสลับอุณหภูมิสูงและต่ำมีโปรแกรมหนึ่งโปรแกรมขึ้นไปสำหรับการตั้งค่าการเปลี่ยนแปลงและรอบอุณหภูมิสูงและต่ำ ห้องทดสอบมีความสามารถในการทำให้กระบวนการทดสอบเสร็จสมบูรณ์ตามเส้นโค้งที่ตั้งไว้ล่วงหน้า และสามารถควบคุมอัตราการทำความร้อนและทำความเย็นได้อย่างแม่นยำภายในช่วงความสามารถในการทำความร้อนและทำความเย็นสูงสุด นั่นคือ อัตราการทำความร้อนและทำความเย็นสามารถควบคุมได้ตามความลาดชันของเส้นโค้งที่ตั้งไว้ ในทำนองเดียวกัน ห้องทดสอบความชื้นสลับอุณหภูมิสูงและต่ำยังมีเส้นโค้งอุณหภูมิและความชื้นที่ตั้งไว้ล่วงหน้า และความสามารถในการควบคุมตามเส้นโค้งที่ตั้งไว้ล่วงหน้า แน่นอนว่าห้องทดสอบแบบสลับกันมีฟังก์ชั่นของห้องทดสอบแบบคงที่ แต่ต้นทุนการผลิตของห้องทดสอบแบบสลับกันค่อนข้างสูง เนื่องจากต้องมีอุปกรณ์บันทึกเส้นโค้งอัตโนมัติ ตัวควบคุมโปรแกรม และแก้ปัญหาต่างๆ เช่น การเปิดเครื่องทำความเย็นเมื่ออุณหภูมิในห้องทำงานสูง ดังนั้น ราคาของห้องทดสอบแบบสลับกันจึงมักสูงกว่าห้องทดสอบแบบคงที่มากกว่า 20% ดังนั้น เราควรยึดความต้องการวิธีการทดลองเป็นจุดเริ่มต้นและเลือกห้องทดสอบแบบคงที่หรือห้องทดสอบแบบสลับกัน

5. การเลือกอัตราอุณหภูมิที่แปรผัน

ห้องทดสอบอุณหภูมิสูงและต่ำทั่วไปไม่มีตัวบ่งชี้อัตราการทำความเย็น และเวลาตั้งแต่อุณหภูมิแวดล้อมไปจนถึงอุณหภูมิต่ำสุดที่กำหนดโดยทั่วไปคือ 90-120 นาที ห้องทดสอบอุณหภูมิสูงและต่ำสลับกัน รวมถึงห้องทดสอบความร้อนเปียกสลับอุณหภูมิสูงและต่ำ ทั้งสองแบบมีข้อกำหนดเกี่ยวกับความเร็วในการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ โดยทั่วไปแล้ว ความเร็วในการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิจะต้องอยู่ที่ 1 ℃/นาที และสามารถปรับความเร็วได้ภายในช่วงความเร็วนี้ ห้องทดสอบการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็วมีอัตราการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่รวดเร็ว โดยอัตราการทำความร้อนและทำความเย็นอยู่ระหว่าง 3 ℃/นาที ถึง 15 ℃/นาที ในช่วงอุณหภูมิบางช่วง อัตราการทำความร้อนและทำความเย็นอาจสูงถึง 30 ℃/นาที

ช่วงอุณหภูมิของข้อกำหนดและความเร็วต่างๆ ของห้องทดสอบการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็วนั้นโดยทั่วไปจะเท่ากัน นั่นคือ -60 ถึง +130 ℃ อย่างไรก็ตาม ช่วงอุณหภูมิสำหรับการประเมินอัตราการทำความเย็นนั้นไม่เหมือนกัน ตามข้อกำหนดการทดสอบที่แตกต่างกัน ช่วงอุณหภูมิของห้องทดสอบการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็วคือ -55 ถึง +80 ℃ ในขณะที่ห้องอื่นๆ คือ -40 ถึง +80 ℃

มีสองวิธีในการกำหนดอัตราการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของห้องทดสอบการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว: วิธีหนึ่งคืออัตราการเพิ่มขึ้นและลดลงของอุณหภูมิโดยเฉลี่ยตลอดทั้งกระบวนการ และอีกวิธีหนึ่งคืออัตราการเพิ่มขึ้นและลดลงเชิงเส้นของอุณหภูมิ (จริง ๆ แล้วคือความเร็วเฉลี่ยทุก ๆ 5 นาที) ความเร็วเฉลี่ยตลอดทั้งกระบวนการหมายถึงอัตราส่วนของความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิสูงสุดและต่ำสุดภายในช่วงอุณหภูมิของห้องทดสอบกับเวลา ในปัจจุบัน พารามิเตอร์ทางเทคนิคของอัตราการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่ให้มาโดยผู้ผลิตอุปกรณ์ทดสอบสิ่งแวดล้อมต่าง ๆ ในต่างประเทศอ้างถึงอัตราเฉลี่ยตลอดทั้งกระบวนการ อัตราการเพิ่มขึ้นของและลดลงเชิงเส้นของอุณหภูมิหมายถึงอัตราการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่รับประกันได้ภายในช่วงเวลา 5 นาทีใด ๆ ในความเป็นจริง สำหรับห้องทดสอบการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว ขั้นตอนที่ยากและสำคัญที่สุดเพื่อให้แน่ใจว่าความเร็วการเพิ่มขึ้นของและลดลงเชิงเส้นของอุณหภูมิคืออัตราการทำความเย็นที่ห้องทดสอบสามารถทำได้ในช่วง 5 นาทีสุดท้ายของช่วงเวลาทำความเย็น จากมุมมองบางอย่าง ความเร็วในการทำความร้อนและทำความเย็นเชิงเส้น (ความเร็วเฉลี่ยทุก ๆ 5 นาที) ถือเป็นวิทยาศาสตร์มากกว่า ดังนั้น จึงเป็นการดีที่สุดที่อุปกรณ์ทดลองจะมีพารามิเตอร์สองตัว: ความเร็วการขึ้นและลงของอุณหภูมิโดยเฉลี่ยตลอดทั้งกระบวนการ และความเร็วการขึ้นและลงเชิงเส้นของอุณหภูมิ (ความเร็วเฉลี่ยทุก ๆ 5 นาที) โดยทั่วไปแล้ว ความเร็วในการทำความร้อนและทำความเย็นเชิงเส้น (ความเร็วเฉลี่ยทุก ๆ 5 นาที) จะเท่ากับครึ่งหนึ่งของความเร็วในการทำความร้อนและทำความเย็นโดยเฉลี่ยตลอดทั้งกระบวนการ

6. ความเร็วลม

ตามมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง ความเร็วลมภายในห้องทดสอบอุณหภูมิและความชื้นระหว่างการทดสอบสิ่งแวดล้อมควรน้อยกว่า 1.7m/s สำหรับการทดสอบนั้น ความเร็วลมยิ่งต่ำก็ยิ่งดี หากความเร็วลมสูงเกินไป จะทำให้การแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างพื้นผิวของชิ้นทดสอบและการไหลของอากาศภายในห้องเร่งขึ้น ซึ่งไม่เอื้อต่อความถูกต้องของการทดสอบ แต่เพื่อให้แน่ใจว่ามีความสม่ำเสมอภายในห้องทดสอบ จำเป็นต้องมีอากาศหมุนเวียนภายในห้องทดสอบ อย่างไรก็ตาม สำหรับห้องทดสอบการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็วและห้องทดสอบสิ่งแวดล้อมที่ครอบคลุมที่มีปัจจัยหลายประการ เช่น อุณหภูมิ ความชื้น และการสั่นสะเทือน เพื่อให้ได้อัตราการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ จำเป็นต้องเร่งความเร็วการไหลของอากาศหมุนเวียนภายในห้อง โดยปกติแล้วความเร็วอยู่ที่ 2-3m/s ดังนั้น ขีดจำกัดความเร็วลมจึงแตกต่างกันไปตามวัตถุประสงค์การใช้งานที่แตกต่างกัน

7. ความผันผวนของอุณหภูมิ

ความผันผวนของอุณหภูมิเป็นพารามิเตอร์ที่ค่อนข้างใช้งานง่าย และห้องทดสอบส่วนใหญ่ที่ผลิตโดยผู้ผลิตอุปกรณ์ทดสอบสิ่งแวดล้อมสามารถควบคุมความผันผวนของอุณหภูมิได้จริงภายในช่วง ± 0.3 ℃

8. ความสม่ำเสมอของสนามอุณหภูมิ

เพื่อจำลองสภาพแวดล้อมจริงที่ผลิตภัณฑ์ได้สัมผัสในธรรมชาติได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าพื้นที่โดยรอบของผลิตภัณฑ์ที่ทดสอบอยู่ภายใต้สภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิเดียวกันในระหว่างการทดสอบสภาพแวดล้อม ดังนั้น จึงจำเป็นต้องจำกัดการไล่ระดับอุณหภูมิและความผันผวนของอุณหภูมิภายในห้องทดสอบ ในหลักการทั่วไปของวิธีการทดสอบสิ่งแวดล้อมสำหรับอุปกรณ์ทางทหาร (GJB150.1-86) ของมาตรฐานทางทหารแห่งชาติ ได้กำหนดไว้อย่างชัดเจนว่า "อุณหภูมิของระบบการวัดใกล้กับตัวอย่างทดสอบควรอยู่ภายใน ± 2 ℃ ของอุณหภูมิทดสอบ และอุณหภูมิไม่ควรเกิน 1 ℃/ม. หรือค่าสูงสุดรวมควรอยู่ที่ 2.2 ℃ (เมื่อตัวอย่างทดสอบไม่ทำงาน)

9. การควบคุมความชื้นอย่างแม่นยำ

การวัดความชื้นในห้องทดสอบสิ่งแวดล้อมส่วนใหญ่ใช้หลักการวัดแบบหลอดเปียกแห้ง มาตรฐานการผลิต GB10586 สำหรับอุปกรณ์ทดสอบสิ่งแวดล้อมกำหนดให้ค่าเบี่ยงเบนของความชื้นสัมพัทธ์ต้องอยู่ภายใน ± 23% RH เพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดของความแม่นยำในการควบคุมความชื้น ความแม่นยำในการควบคุมอุณหภูมิของห้องทดสอบความชื้นจึงค่อนข้างสูง และความผันผวนของอุณหภูมิโดยทั่วไปจะน้อยกว่า ± 0.2 ℃ มิฉะนั้น จะเป็นการยากที่จะตรงตามข้อกำหนดสำหรับความแม่นยำในการควบคุมความชื้น

10. การเลือกวิธีการทำความเย็น

หากห้องทดสอบมีระบบทำความเย็น ระบบทำความเย็นจะต้องได้รับการทำความเย็น ห้องทดสอบมีสองประเภท ได้แก่ ระบายความร้อนด้วยอากาศและระบายความร้อนด้วยน้ำ