مقاله اي در مورد چمبرهاي دما و رطوبت

چمبرهاي دما

مقدمه

چيزهايي كه در اين مقاله به شما خواهيم گفت:

• چمبر دما چيست؟
• نحوه عملكرد چمبر دما
• صنايعي كه از چمبر دما استفاده مي كنند
• انواع آزمايش هايي كه با چمبر دما استفاده شده است
• و مباحث ديگر

بخش اول:

چمبر دما چيست؟

چمبر دما يك محيط كنترل شده است كه قادر به ايجاد شرايطي است كه يك محصول در طول استفاده با آن مواجه مي شود. اين ابزارهاي فني بسيار كنترل شده قادر به ايجاد انواع خطرات، موارد استفاده و جوي هستند كه ممكن است يك محصول متحمل شود. براي تعيين طول عمر يك محصول، چمبرهاي دمايي مي توانند شرايطي را ايجاد كنند كه عمر استفاده يك محصول را با پير شدن سريع آن شبيه سازي كند.

اتاق‌هاي دما به شركت‌ها اين فرصت را مي‌دهند تا بررسي كنند كه محصول در شرايط نامساعد چگونه واكنش نشان مي‌دهد. توانايي انجام و ايجاد اين موقعيت ها مي تواند مانع از معرفي محصولي به بازار شود كه قادر به برآورده كردن انتظارات مشتري نيست.

بخش دوم:

چگونه يك چمبر دما كار مي كند؟

روش‌هاي مختلفي توسط چمبرهاي دما براي ايجاد سطوح مختلف گرما براي شبيه‌سازي جوهاي مختلف استفاده مي‌شود. تغييرات در فرآيندها ارتباط چنداني با كارايي دستگاه ندارند، اما بيشتر با فرآيندهاي انتخابي سازندگان مرتبط هستند. بسياري از توليدكنندگان روش هاي مختلفي را براي رفع نيازهاي مشتريان خود ارائه مي دهند.

چمبرهاي دما اثرات طولاني مدت طيف متنوع دما را براي بررسي پارامترهاي كيفيت يك محصول يا قطعه آزمايش مي كنند. آنها به تعيين رفتار مواد آزمايش شده در شرايط سخت كه شامل تغيير دما در رابطه با تغييرات رطوبت است كمك مي كنند. تست ها مي توانند در طول زمان ثابت يا پويا باشند تا باعث ايجاد شكست شوند.

چگونه يك چمبر دما كار مي كند؟

چمبرهاي دما يا چمبرهاي آزمايش محيطي، آزمايش‌هاي حرارتي را با استفاده از هواي اجباري انجام مي‌دهند. از بسياري جهات، آنها بسيار شبيه يك اجاق گاز عمل مي كنند. نياز اصلي آنها جريان هوا است كه توسط يك فن و موتور براي چرخش هوا در چمبر آزمايش تغذيه مي شود.

سه نوع روش تست حرارتي وجود دارد كه عبارتند از: چرخه حرارتي، سوختگي و شوك. هر آزمايش دوام يك جزء را در دماهاي شديد ارزيابي مي كند.

چرخه حرارتي

چرخه حرارتي يك آزمايش كنترل شده است كه در آن چمبر بين حداكثر دما تغيير مي كند. سرعت تغييرات به گونه اي تنظيم مي شود كه ميزان تنش حرارتي را محدود مي كند و تضمين مي كند كه قطعه به دماي مورد نياز دست مي يابد. به اين دوره هاي مكث، خيساندن مي گويند. دقت زيادي براي كنترل سرعت تغييرات انجام مي شود به طوري كه دماها خيلي سريع به دمايي فراتر از آنچه كه يك قطعه مي تواند تحمل كند نرسد.

تست سوختگي

تست سوختن دماي تنظيم شده اي است كه براي مدت زمان طولاني نگه داشته مي شود. هدف از آزمايش تعيين توانايي يك قطعه براي انجام در شرايط يك محيط خاص است. اين تست داراي كنترل دقيق دما با اندازه گيري قدرت و قابليت اطمينان استثنايي است. هدف اطمينان از عملكرد قطعات قبل از ارسال است.

طيف گسترده اي از صنايع وجود دارند كه از تست سوختگي استفاده مي كنند كه از توليدكنندگان نيمه هادي گرفته تا تست هاي لوازم مصرفي را شامل مي شود. نگراني اصلي آزمايش اطمينان از ايمني و قابليت اطمينان محصولات است.

شوك حرارتي

اگرچه آزمايش شوك حرارتي ممكن است شبيه به چرخه حرارتي به نظر برسد، تفاوت اساسي در مقدار زمان صرف شده در هر سطح از آزمايش است. توانايي يك محصول براي مقاومت در برابر تغييرات شديد دما يك ويژگي ضروري است كه محصولات بايد از آن برخوردار باشند زيرا ممكن است در طول مدت مفيد بودنشان در معرض طيف وسيعي از دماها قرار گيرند.

آزمايش شوك حرارتي شديدترين نوع آزمايش دما است. نرخ بالاي تغيير بين گراديان هاي دما تقريباً 30 درجه سانتيگراد در هر دقيقه يا سريعتر است. براي آزمايش بسته بندي، اجزاي هواپيما و برخي وسايل الكترونيكي استفاده مي شود.

سه شكل محتمل از محفظه هاي شوك حرارتي وجود دارد كه با تعداد زون هايي كه دارند تعريف مي شوند. نسخه دو منطقه اي قطعات را در يك سبد بين دماهاي مختلف حمل مي كند. در نسخه دو منطقه دو ظرفيتي، دو منطقه گرم با يك منطقه سرد وجود دارد كه دائما در حال استفاده است. نسخه سه منطقه داراي يك منطقه گرم و سرد با منطقه دماي محيط است.

فصل سوم:

صنايعي كه از چمبرهاي دما استفاده مي كنند

توليدكنندگان از چمبرهاي دما براي آزمايش محصولات خود قبل از معرفي آنها به بازار استفاده مي كنند. اين امر به ويژه در مورد اقلامي كه بايد كيفيت و طول عمر بالايي داشته باشند صادق باشد. چمبر‌هاي دما فرصتي را براي ايجاد محيط‌ها و شرايط توليدي فراهم مي‌كنند كه مي‌تواند انواع شرايطي را كه مشتري ممكن است با يك محصول با آن مواجه شود، شبيه‌سازي كند. مزيت چمبر هاي دما توانايي ايجاد امكانات خاص در محيط ايزوله و كنترل شده است.

طيف گسترده اي از صنايع به داده هايي كه توسط چمبرهاي آزمايش توليد مي شود متكي هستند. اندازه و نوع چمبر ها به صنعت و نياز آنها بستگي دارد. شركت هاي نيمه هادي، خودرو، سيمان، صنايع غذايي و شركت هاي داروسازي براي كمك به تكميل محصولات خود به چمبرهاي آزمايش وابسته هستند. در بسياري از موارد، طراحي، ساختار و كاربرد چمبرهاي آزمايش توسط مشتري براي رفع نيازهاي خاص خود تعيين مي شود.

صنايعي كه از چمبرهاي دما استفاده مي كنند

لاستيك

يكي از آزمايشات مهم لاستيك در دماي پايين در آب و هواي سرد است. تست انقباض دما خواص ارتجاعي لاستيك را در دماهاي بسيار پايين ارزيابي مي كند. لاستيك كشيده و منجمد مي شود و پس از آن مقدار انقباض آن محاسبه مي شود. فرآيند خنك سازي توسط نيتروژن مايع انجام مي شود.

از پنج خانواده لاستيك، عمومي، عملكرد بالا، مقاوم در برابر روغن، و دماي بالا و پايين، تنها سه مورد از آنها براي استفاده در محيط هاي خشن با دماي شديد مناسب هستند.

براي تضمين عملكرد مناسب مواد در شرايط شديد، تركيب‌هاي مختلفي از مواد لاستيكي در يك سري آزمايش‌هاي دمايي متفاوت قرار مي‌گيرند. اگرچه لاستيك ماده اي مقاوم و قوي است، اما به دليل شرايط جوي مستعد تخريب است.

دارويي

محصولات دارويي در صورت قرار گرفتن در معرض دماهاي نادرست مي توانند به شدت آسيب ببينند، كه خواص آنها را كاهش مي دهد. تجزيه ممكن است اتفاق بيفتد، كه به شدت اثربخشي دارو را كاهش مي دهد. اين منجر به خراب شدن داروها مي شود كه نمي توانند آنطور كه در نظر گرفته شده است عمل كنند.

براي تعيين محدوده دمايي كه داروها مي توانند تحمل كنند، آنها را تحت يك سري آزمايشات محفظه دما قرار مي دهند تا داده ها و هشدارهاي اوليه را ايجاد كنند. در برخي موارد، ممكن است لازم باشد محصولات در طول حمل، استفاده و نگهداري در دماي ثابت نگهداري شوند.

خودرو

با افزايش تقاضا براي ايمني، عملكرد، مصرف سوخت و دوام، استفاده از قطعات الكترونيكي به سرعت در حال رشد است. الكترونيك خودرو شامل نيمه هادي ها، حسگرها و زير سيستم هاي مختلف است. خودروهاي مدرن داراي پنجاه حسگر، سوئيچ و ساير اشكال كنترل الكترونيكي هستند.

براي اطمينان از عملكرد اين قطعات الكترونيكي، آنها در اتاقك هاي دمايي با تغييرات دمايي بين -80 درجه سانتيگراد تا 225 درجه سانتيگراد يا بالاتر آزمايش مي شوند. اين شرايط را مي توان در يك چمبر روميزي يا يك چمبر درايو ايجاد كرد تا دوام همه اجزا را به طور همزمان آزمايش كند.

الكترونيك

محفظه هاي دما براي صنعت الكترونيك براي آزمايش IC ها، بردهاي مدار، نيمه هادي ها، مبدل ها، درايوها و منابع تغذيه طراحي شده اند. چمبرهاي آزمايش براي تست الكترونيك براي شبيه سازي انواع شرايط جوي و اقليمي طراحي شده اند.

بازار لوازم الكترونيكي به سرعت در حال تغيير است و نياز به واكنش فوري دارد. چمبرهاي دما اطلاعات فوري در مورد دوام و طول عمر يك قطعه ارائه مي دهند. داده هاي انباشته شده، قابليت اطمينان و امكان سنجي يك محصول را قبل از عرضه به بازار تعيين مي كند.

پزشكي

صنعت پزشكي مقررات بسيار سختگيرانه اي در مورد ساخت، حمل و طراحي محصولات خود دارد. اين الزامات توسط دولت هاي ملي و محلي براي حمايت از مردم تعيين شده است.

استانداردهاي محصولات پزشكي در مورد تجهيزات مورد استفاده براي آزمايش آنها نيز اعمال مي شود. در اين راستا، اداره داروي فدرال (FDA) و ساير آژانس ها مشخصاتي را در مورد نحوه آزمايش محصولات پزشكي منتشر كرده اند.

آزمايش تجهيزات پزشكي شامل محافظت در برابر آلاينده ها است كه نياز به آزمايش بسته بندي دارد. نگراني بعدي عمر مفيد و مدت زمان نگهداري يك قطعه از تجهيزات قبل از نياز به تعويض است.

پلاستيك ها

عوامل متعددي در هنگام آزمايش عوامل هوازدگي پلاستيك ها مورد بررسي قرار مي گيرند. هنگام توسعه يك آزمايش، محققان نوع پليمر، رنگ آن و هر گونه مواد افزودني را در نظر مي گيرند. شرايط اقليمي مختلفي كه شبيه سازي مي شود شامل شرايط بياباني و قرار گرفتن در معرض نور خورشيد است.

انواع تست هاي پلاستيكي معمولا براي استفاده خاص از محصول طراحي مي شوند كه شامل پلاستيك هاي كامپوزيت مورد استفاده براي دكينگ، سايدينگ وينيل و قطعات پلاستيكي براي مصارف خودرو مي باشد. مشخص شده است كه دماي يك پلاستيك بر سرعت تغييرات شيميايي و همچنين ظاهر و خواص فيزيكي آن تأثير مي گذارد.

با قرار دادن پلاستيك ها در معرض تغييرات دما، مي توان در مورد ميزان تخريب و طول عمر آنها تعيين كرد. اگرچه آزمايش در فضاي باز در گذشته براي تعيين پايداري پلاستيك مورد استفاده قرار مي‌گرفت، اما توليدكنندگان بيشتر و بيشتري به اتاق‌هاي دمايي روي مي‌آورند كه داده‌هاي دقيق‌تري را ارائه مي‌دهند و زمان كمتري را مي‌برند.

نورپردازي

طيف گسترده اي از چراغ ها بايد در آب و هواي سخت كار كنند. اگرچه ممكن است آن را در نظر نگيريم، چراغ‌هاي جلوي خودرو بايد در شرايط بياباني و همچنين شرايطي كه بسيار زير صفر هستند، كارايي داشته باشند. اين تنوع هوا مستلزم آن است كه نور در سخت ترين محيط ها آزمايش شود تا از پايداري و عملكرد آن اطمينان حاصل شود.

ديودهاي ساطع كننده نور (LED) به دليل مصرف انرژي كم و عمر طولاني به يكي از محبوب ترين انواع روشنايي تبديل شده اند. متأسفانه، براي اينكه چراغ‌هاي ال‌اي‌دي بيشترين سود را داشته باشند، بايد در سخت‌ترين شرايط كار كنند و به عنوان منبع روشنايي براي هواپيماها و خودروها مورد استفاده قرار مي‌گيرند. براي اطمينان از عملكرد مناسب، آنها را تحت سخت‌ترين آزمايش‌هايي قرار مي‌دهند كه يك اتاقك دما مي‌تواند انجام دهد.

فصل چهارم:

انواع آزمايش هاي انجام شده با استفاده از محفظه دما

چمبر دما يك اصطلاح چتري است كه براي توصيف محفظه اي استفاده مي شود كه آزمايش هاي محيطي مختلفي را انجام مي دهد. دماي بيش از حد يا بالا يكي از شايع ترين علل خرابي محصول است كه آزمايش يك محصول جديد يا فعلي را براي آن شرايط يك ضرورت مي كند.

انواع آزمايشات تكميل شده توسط يك چمبر دما داده هايي را در مورد تغييرات شديد دما و اثرات رطوبت بالا ارائه مي دهد. اين آزمايش‌ها محدوديت‌هايي را براي طراحي محصول تعيين مي‌كنند و داده‌هايي را در مورد نقص محصول يا خرابي اوليه ارائه مي‌دهند.

انواع آزمايش هاي انجام شده با استفاده از چمبر دما

چمبرهاي دما همه كاره هستند و قادر به ايجاد شرايط محيطي متعدد در دنياي واقعي هستند.

درجه حرارت شديد

اولين معياري كه از يك چمبر دما انتظار داريد، آزمايش درجه حرارت شديد و تأثير آن بر محصولات است. هيچ مجموعه اي از محدوده دمايي وجود ندارد كه چمبرهاي دما ايجاد كنند. آنها با توجه به محصول مورد آزمايش و الزامات شركت آزمايش كننده متفاوت هستند. محدوده دمايي معمولي بين 78- تا 150 درجه سانتيگراد است.

شوك حرارتي

چرخه حرارتي سريع در يك دقيقه در هر تغيير دما مي‌تواند داده‌هاي قابل‌ توجهي در مورد توانايي يك محصول براي تحمل شرايط مختلف در پياپي سريع ارائه دهد. اين شرايط ممكن است براي كشتيراني و محيط هاي مختلف آب و هوايي ناپايدار اعمال شود. چندين آزمايش شوك حرارتي بر روي الكترونيك به ويژه آنهايي كه براي صنعت هوافضا هستند انجام مي شود.

رطوبت

چمبرهاي دما نقش مهمي در آزمايش رطوبت دارند زيرا افزايش گراديان دما بخشي ضروري براي افزايش رطوبت است. تركيبي از رطوبت و گرما امكان انبساط مولكول هاي آب در هوا را فراهم مي كند و اشكال خاصي از رطوبت را ايجاد مي كند.

ارتفاع

آزمايش دما بخشي ضروري از آزمايش ارتفاع است زيرا با افزايش حمل و نقل در جو، تغييرات سريع دما وجود دارد. چمبرهاي دما قادر به شبيه سازي دما در هر تغيير ارتفاع هستند و داده هايي را در مورد توانايي محصول براي تحمل در محيط هاي مختلف ارائه مي دهند.

هوازدگي تسريع شده

هوازدگي تسريع شده ايجاد شرايط آب و هوايي بالقوه است كه ممكن است يك محصول در طول استفاده با آن مواجه شود. شرايط مي تواند بين آب و هواي معمولي تا نوسانات فصلي كه ممكن است شامل طوفان هاي شديد و بلاياي طبيعي باشد، متفاوت باشد. با شبيه سازي هوازدگي و تنظيم دقيق آن، داده ها با سرعت و سرعت بيشتري براي تعيين پايداري و استقامت محصول ارائه مي شود.

داده هاي انباشته شده بينشي را در مورد نحوه واكنش يك محصول به نور، گرما، نوسانات شديد دما و فصول مناطق مختلف كشور ارائه مي دهد. با استفاده از تجهيزات محاسباتي بسيار پيشرفته يك چمبر دما، هر شكلي از آب و هوا را مي توان فورا و با دقت ايجاد كرد.

فصل پنجم:

انواع چمبرهاي دما

اندازه ها و انواع مختلفي از چمبرهاي دما وجود دارد، از محفظه هايي كه مي توانند در يك قفسه قرار بگيرند تا ساير چمبرهايي كه به اندازه يك ساختمان هستند. عواملي كه براي انتخاب يك محفظه دما ضروري است، ميزان فضاي موجود و شرايط مطلوبي است كه بايد ايجاد شود.

اگرچه امكان خريد يك چمبر آزمايش عمومي وجود دارد، در بيشتر موارد، مشتريان با توليدكنندگان كار مي كنند تا محفظه اي را طراحي كنند كه به طور خاص نيازهاي مشتري را برآورده كند. عوامل مختلفي وجود دارد كه هر مشتري مي خواهد آنها را آزمايش كند و چمبري كه انتخاب مي كند بايد آن معيارها را برآورده كند.

انواع چمبرهاي دما و رطوبت

محفظه هاي دماي قابل حمل

چمبرهاي دمايي قابل حمل عملكرد بالايي را با ردپايي كوچك ارائه مي دهند. آنها به راحتي نصب مي شوند، مصرف برق پاييني دارند، صداي بسيار كمي توليد مي كنند، اما همه ويژگي هاي اساسي واحدهاي بزرگتر را دارند. بدون در نظر گرفتن اندازه آنها، واحدهاي قابل حمل مي توانند دمايي ايجاد كنند كه از -70 درجه سانتيگراد تا 150 درجه سانتيگراد بيشتر باشد.

چمبرهاي دماي روي ميز

چمبرهاي دماي روميزي، بسيار شبيه چمبرهاي قابل حمل، روشي مقرون به صرفه براي تست دما با ردپاي كوچك هستند. آنها براي آزمايش قطعات كوچكتر مانند سنسورها، بردهاي مدار كامپيوتر و تلفن هاي همراه طراحي شده اند. اگرچه ممكن است فشرده و همه كاره باشند، اما براي عمليات تحقيق و توسعه در مقياس كوچك ايده آل هستند. محفظه هاي دماي روي ميز مي توانند 0.89 فوت مكعب تا 5.5 باشند. فوت مكعب با محدوده دمايي – 68 درجه سانتيگراد تا 180 درجه سانتيگراد.

چمبرهاي دمايي دسترسي

چمبرهاي تست ورودي كمي بزرگ‌تر از نسخه‌هاي روميزي هستند. آنها روي زمين مي نشينند و داراي چرخ يا چرخ براي سهولت حركت هستند. بسيار شبيه به چمبرهاي آزمايشي روميزي و قابل حمل، ردپاي كوچكي با ظرفيت بزرگتر دارند. اندازه آنها از 10 فوت مكعب تا 64 فوت مكعب با محدوده دمايي -68 درجه سانتيگراد تا 180 درجه سانتيگراد متفاوت است. چمبر‌هاي تست ورودي داراي تغييرات دمايي ± 1.0 درجه سانتيگراد هستند.

اتاقك هاي دماي پياده روي

همانطور كه از نام آن پيداست، چمبرهاي دماي ورودي بزرگ‌تر هستند و براي چندين يا بزرگ‌تر طراحي شده‌اند. آنها مي توانند مدولار باشند و به صورت يك واحد تحويل داده شوند يا در محل ساخته شوند. اكثر چمبر‌هاي پياده‌روي سفارشي براي رفع نيازهاي مشتري طراحي شده‌اند. چمبرهاي ورودي پانل داراي پانل هاي عايق سبك وزن هستند كه سريع و آسان نصب مي شوند، در حالي كه چمبرهاي پياده روي جامد داراي ديواره هاي جوشي براي آب بندي كامل هستند.

چمبرهاي دمايي متحرك در اندازه‌هاي بسيار متنوعي از محفظه‌هاي 286 فوت مكعبي تا اتاق‌هايي به بزرگي بيش از 1400 فوت مكعب وجود دارند. اگرچه اين اندازه‌ها معمولي هستند، اما بيشتر انواع چمبر‌هاي دماي پياده‌روي به‌طور ويژه طراحي و مهندسي شده‌اند. بسته به نوع طراحي، آنها مي توانند محدوده دمايي -40 درجه سانتيگراد تا 150 درجه سانتيگراد را داشته باشند.

محفظه هاي دما درايو

چمبرهاي دمايي درايو به طور عمده براي آزمايش اجزا و قطعات خودرو به عنوان بخشي از يك خودرو كاملاً مونتاژ شده استفاده مي شود. اگرچه قطعات منفرد ممكن است در چمبرهاي كوچكتر آزمايش شوند، چمبرهاي درايو به سازندگان اجازه مي دهد تا هوازدگي قطعات را هنگام تعامل در يك محصول نهايي بررسي كنند.

مانند چمبرهاي راه‌انداز، اندازه استانداردي براي چمبر‌هاي درايو وجود ندارد. آنها مي توانند به اندازه كافي كوچك باشند تا يك ماشين جمع و جور را در خود جاي دهند يا به اندازه كافي بزرگ براي يك كاميون ديزلي مسافت طولاني باشند. مشخصات و ابعاد با توجه به نياز خودروساز متفاوت است.

تغييرات در اندازه ها براي هر يك از ويژگي هاي اضافي چمبر نيز اعمال مي شود. مي توان گفت تمامي چمبرهاي آزمايش داراي سيستم كنترل PID هستند. براي درايو در محفظه ها، برنامه هاي كاربردي روي سيستم ممكن است براي داده هاي مورد نياز دقيق تر و خاص تر باشند.

عملكرد اصلي يك چمبر تست رانندگي، بررسي اثرات هواي شرايط آب و هوايي بر وسايل نقليه است. چمبر آزمايش به توليدكنندگان اجازه مي دهد شرايط را تسريع كنند و هر گونه آب و هواي ممكن را شبيه سازي كنند.

نتيجه گيري

• چمبر دما يك محيط كنترل شده است كه قادر به ايجاد شرايطي است كه يك محصول در طول استفاده با آن مواجه مي شود.
• چمبرهاي دما اثرات طولاني مدت طيف متنوع دما را براي بررسي پارامترهاي كيفيت يك محصول يا قطعه آزمايش مي كنند.
• چمبر‌هاي دما فرصتي را براي ايجاد محيط‌ها و شرايط توليدي فراهم مي‌كنند كه مي‌تواند انواع شرايطي را كه مشتري ممكن است با يك محصول با آن مواجه شود، شبيه‌سازي كند.
• چمبر دما يك اصطلاح چتري است كه براي توصيف محفظه اي استفاده مي شود كه آزمايش هاي محيطي مختلفي را انجام مي دهد.
• دما در يك محصول استرس ايجاد مي كند و چيزي است كه هر محصول در طول مفيد بودن آن را تجربه مي كند.

جهت ارتباط با واحد فروش با شماره 09924040145 تماس بگيريد.