April 20, 2022
1. Các thành phần của một buồng thử nghiệm môi trường
Việc cân nhắc đầu tiên khi chọn một buồng thử nghiệm môi trường là chọn một buồng sẽ sử dụng được lâu dài, điều này có thể được đảm bảo bằng cách hiểu rõ về các bộ phận bên trong của buồng. Vì các loại buồng khác nhau thực hiện các chức năng khác nhau nên có thể có sự khác nhau về các loại tính năng và cấu trúc. Tất cả các buồng thử nghiệm phải có một số thành phần cơ bản nhất định để đáp ứng các yêu cầu quy định.
1.1. Không gian làm việc bên trong: Các vách ngăn bên trong cần được hàn nối để giảm nguy cơ rò rỉ. Các vách ngăn bằng đinh không hoàn toàn bịt kín và sẽ bị rò rỉ nhiệt và độ ẩm.
1.2. Cửa: Cửa nên có miếng đệm. Dạng tốt nhất và phổ biến nhất là dạng silicone vì silicone có thể chịu được những thay đổi về độ ẩm và nhiệt độ, điều này rất quan trọng khi sử dụng carbon dioxide và nitơ.
1.3. Bên ngoài: Thân bên ngoài của buồng phải được hàn bằng thép khổ nặng cán nguội vì thép giữ được hình dạng và độ bền cao. Để tăng tuổi thọ và độ bền của các khoang, nên sơn một lớp sơn tĩnh điện để bảo vệ chống gỉ và ăn mòn.
1.4. Thành phần máy: Tùy thep ứng dụng của buồng mà chọn các loại thiết bị như loại máy sưởi, bộ làm mát, bình ngưng, thiết bị bay hơi, bộ điều khiển, cảm biến và các mô-đun khác được sử dụng tùy thuộc vào loại môi trường được sản xuất. Máy sưởi, máy nén, bộ phận làm lạnh, máy sấy và các thiết bị khác phải tuân thủ các quy định do Tổ chức Tiêu chuẩn Quốc tế (ISO) cũng như các cơ quan quản lý quốc gia thiết lập.
1.5. Vật liệu cách nhiệt: Các vách ngăn bên trong và bên ngoài của buồng thay đổi tùy theo ứng dụng nhưng phải được cách nhiệt. Vật liệu cách nhiệt phải có hệ số K rất thấp như sợi thủy tinh hoặc bông khoáng và có khả năng chống cháy, không bị ăn mòn và đáp ứng các tiêu chuẩn về sức khỏe và an toàn.
1.6. Cảm biến và màn hình: Các buồng thử nghiệm cũ hơn có công tắc bật và tắt đơn giản. Tất cả các mô hình gần đây đều có cảm biến giám sát kỹ thuật số và thiết bị ghi dữ liệu. Bộ điều khiển kỹ thuật số cho phép tạo các điểm đặt và thực hiện điều chỉnh theo cách thủ công, giúp sửa lỗi và gián đoạn. Cảm biến phải là cảm biến nhiệt điện trở để có độ chính xác cao nhất.
1.7. Giao diện máy tính: Giao diện máy tính cho phép tốc độ truyền dữ liệu Mbyte. Ghi biểu đồ tròn cung cấp khả năng thu thập dữ liệu thời gian thực và các tài liệu liên quan đến quá trình thử nghiệm và được kết nối trực tiếp với bộ điều khiển.
1.8. Tính năng an toàn: Mỗi buồng thử nghiệm phải có một bộ tính năng an toàn bao gồm kiểm soát an toàn nhiệt độ cao, cầu chì nhiệt cơ học, bộ giới hạn nhiệt độ cao, hệ thống giảm tiếng ồn và nguồn điện thay thế.
2. Các loại buồng thử nghiệm môi trường
Có một loạt các buồng thử nghiệm được thiết kế để tạo ra các yêu cầu của môi trường cụ thể. Các loại buồng thử nghiệm phổ biến nhất là độ ẩm và nhiệt độ, có thể tách biệt hoặc kết hợp với nhau. Một số loại buồng khác là độ cao, khí hậu, đông lạnh, Halt và Hass, áp suất, điều khiển từ xa, phun, chân không và độ ổn định.
Dưới đây là các loại buồng thử nghiệm môi trường:
- Buồng thử nghiệm đồng nhất
- Buồng thử nghiệm cao độ
- Buồng thử nghiệm khí hậu
- Buồng lạnh
- Buồng khô
- Buồng kiểm tra môi trường
- Buồng thử nghiệm HALT & HASS
- Buồng giữ ẩm
- Buồng áp suất
- Buồng phun muối
- Buồng ổn định
- Buồng nhiệt độ
- Buồng sốc nhiệt
- Buồng chân không
…
2.1. Buồng thử nghiệm đồng nhất
Buồng thử nghiệm đồng nhất là sự kết hợp giữa các điều kiện về nhiệt độ, độ ẩm với điều kiện rung sóc. Chúng tạo ra sự thay đổi nhanh chóng về nhiệt độ, độ ẩm. Cùng với đó là thử nghiệm rung sóc để đo phản ứng của sản phẩm khi được vận chuyển hoặc di chuyển để xác định xem sản phẩm có thể chịu đựng được khi vận chuyển hay không.
2.2. Buồng thử nghiệm cao độ
Ngành công nghiệp máy bay sử dụng các buồng đo độ cao để đào tạo phi công và cung cấp cho họ trải nghiệm về tình trạng thiếu oxy hoặc thiếu oxy. Các buồng này giúp cải thiện các buổi đào tạo vì không cần trang phục bảo hộ và loại bỏ nhu cầu đưa người tập lên độ cao, giúp tiết kiệm chi phí đào tạo. Các buồng đo độ cao, buồng giảm áp, có thể tạo ra các điều kiện áp suất và khí ở các độ cao khác nhau để xác định các điều chỉnh và thay đổi đối với thiết kế của sản phẩm.
2.3. Buồng thử nghiệm khí hậu
Các buồng khí hậu tạo ra các điều kiện khí hậu khác nhau để xem các tác động lên sản phẩm. Các khoang khí hậu tạo ra các điều kiện như sốc nhiệt, nhiệt độ khắc nghiệt, độ cao, độ ẩm, bức xạ, ăn mòn, và nhiều điều kiện khác. Các mẫu thử nghiệm có thể đủ nhỏ để đặt trên quầy hoặc đủ lớn để đi vào và sử dụng video để quan sát mẫu thử nghiệm trong quá trình thử nghiệm.
2.4. Buồng lạnh
Như tên gọi của nó, các buồng đông lạnh tạo ra các điều kiện với nhiệt độ cực thấp. Sử dụng nitơ lỏng hoặc heli, một buồng đông lạnh thông thường có thể đạt nhiệt độ thấp đến -238 ° F hoặc -150 ° C. Việc sử dụng buồng đông lạnh tốn thời gian và tốn kém vì nhiệt độ phải được hạ xuống rất chậm để tránh sản phẩm gặp nhiệt sốc.
2.5. Buồng khô
Buồng khô, đôi khi được gọi là Buồng khô hút ẩm hoặc là một loại phòng thử nghiệm môi trường. Bên trong các buồng khô ráo, độ ẩm không vượt quá điểm sương 14, hoặc độ ẩm giảm xuống dưới 1% độ ẩm tương đối. Chúng được cách nhiệt, kín và không để rò rỉ. Bởi vì chúng được làm kín, chúng luôn duy trì không chỉ độ ẩm thấp mà còn có khả năng lọc hạt tốt. Buồng khô được sử dụng phổ biến nhất trong: sản xuất thiết bị y tế, sản xuất pin lithium, sản xuất hỗn hợp ô tô và sản xuất và đóng gói dược phẩm.
2.6. Buồng môi trường
Buồng môi trường, còn thường được gọi là buồng thử nghiệm môi trường và đôi khi được gọi là buồng khí hậu, là những buồng thử nghiệm đánh giá chất lượng và độ tin cậy của sản phẩm. Để làm như vậy, các buồng tái tạo các điều kiện môi trường nhất định trong một không gian kín, nơi chúng theo dõi và đánh giá tác động lâu dài của các điều kiện này đối với sản phẩm bên trong. Các điều kiện môi trường phổ biến mà các buồng mô phỏng bao gồm áp suất, độ cao, nhiệt độ và độ ẩm bình thường và khắc nghiệt. Bằng cách đặt các sản phẩm và thiết bị vào những điều kiện môi trường khắc nghiệt và những thay đổi, các nhà sản xuất có thể nắm bắt và sửa chữa những điểm yếu và sai sót trước khi chúng được đưa đến thị trường mà họ đã chọn.
2.7. Kiểm tra môi trường
Thử nghiệm môi trường là việc đo lường hoạt động của thiết bị trong các điều kiện môi trường quy định. Các buồng mô phỏng đầy đủ các điều kiện kiểm tra nhiệt độ và độ ẩm. Một số khoang thậm chí còn gây ra hiện tượng ăn mòn thông qua việc phun muối vào khoang. Buồng kiểm tra môi trường bao gồm buồng thử phun muối, buồng thử nhiệt độ cao và thấp, buồng thử nhiệt độ và độ ẩm không đổi, buồng thử lão hóa bằng tia cực tím, buồng kiểm tra lão hóa đèn xenon, buồng kiểm tra lão hóa ozone và lò nướng. Chức năng chính của buồng thử nghiệm môi trường là xem sản phẩm xử lý như thế nào khi vận hành trong các môi trường khác nhau.
2.8. Buồng kiểm tra HALT và HASS
Thử nghiệm HALT và HASS được thực hiện để xác định điểm yếu của thiết kế, cải thiện độ tin cậy của sản phẩm và giảm chi phí vòng đời. Trong quá trình thử nghiệm HALT, một sản phẩm được nhấn mạnh ngoài các thông số thiết kế của nó để xác định các điểm yếu và sai sót trong giai đoạn thiết kế. Nó thường được lặp lại nhiều lần và sản phẩm được tiếp xúc với nhiều loại môi trường. Thử nghiệm HASS được thực hiện trong giai đoạn sản xuất để xác định các sai sót trong phương pháp sản xuất bằng cách sử dụng các thử nghiệm ứng suất tương tự được sử dụng trong quá trình thử nghiệm HALT.
2.9. Buồng giữ ẩm
Buồng ẩm tạo ra các điều kiện ẩm ướt để xác định sản phẩm có thể bị ăn mòn, cong vênh, phát triển sinh học và khả năng nứt vỡ. Dữ liệu thu được từ các thử nghiệm cho phép các nhà thiết kế phát triển các giải pháp đáng tin cậy và hiệu quả về chi phí. Có thể tạo ra một loạt các điều kiện ẩm ướt từ 10% đến 100%.
2.10. Buồng áp suất
Các buồng áp suất kiểm tra sản phẩm dưới các dạng áp suất cực đại khác nhau và có thể chịu được các điều kiện áp suất cao và thấp. Hoạt động của buồng phải được giám sát cẩn thận để tránh cháy nổ và trục trặc. Chúng có thể mô phỏng áp suất tĩnh và thay đổi ở độ cao lớn và áp suất ở các độ sâu đại dương khác nhau. Áp suất khí quyển trong buồng có thể lên tới 60.000 psi hoặc được giảm xuống để tạo chân không.
2.11. Buồng phun muối
Buồng phun muối, được gọi là thử nghiệm sương muối, kiểm tra khả năng chống ăn mòn của mẫu. Vật phẩm thử nghiệm được đặt trong buồng thử nghiệm và chịu các dung dịch có tính ăn mòn cao được áp dụng bằng vòi phun áp lực. Mục đích của thử nghiệm là cung cấp dữ liệu về độ bền của bề mặt hoặc lớp phủ của sản phẩm. Sản phẩm càng dùng lâu mà không bị ăn mòn thì càng bền. Bất kể mức độ nghiêm trọng của thử nghiệm phun muối, kết quả thử nghiệm không thể được sử dụng để dự đoán phản ứng của sản phẩm với môi trường thực tế.
2.12. Buồng ổn định
Các buồng ổn định cung cấp một môi trường ổn định, được kiểm soát, nơi tất cả các biến được giữ không đổi khi các biến khác được sửa đổi để kiểm tra các hiệu ứng cụ thể. Chúng chủ yếu được sử dụng để kiểm tra phạm vi nhiệt độ và độ ẩm nhưng có thể kiểm tra thời hạn sử dụng.
2.13. Buồng nhiệt độ
Buồng nhiệt độ là loại buồng thử nghiệm môi trường phổ biến nhất. Họ tạo ra các nhiệt độ khác nhau để mô phỏng các loại nhiệt độ mà sản phẩm sẽ gặp phải cũng như đo lường và đánh giá phản ứng của sản phẩm với các nhiệt độ khác nhau. Một buồng nhiệt độ cũng có thể được sử dụng để bảo quản cho các sản phẩm yêu cầu môi trường ổn định.
2.14. Buồng sốc nhiệt
Buồng nhiệt là một dạng của buồng nhiệt độ. Mục đích của chúng là mô phỏng các điều kiện có sự thay đổi đột ngột hoặc mạnh về nhiệt độ và đo lượng ứng suất và độ căng mà các điều kiện đó tạo ra trên một sản phẩm. Chất lỏng hoặc không khí được sử dụng để tạo ra các phương sai nhiệt độ. Các vật thử nghiệm có thể được ngâm trong chất lỏng không độc, không cháy và có độ nhớt thấp hoặc được đặt giữa các ngăn để tạo ra sự thay đổi nhiệt độ. Phương thức ba vùng đưa vật phẩm về nhiệt độ phòng giữa các lần thử nghiệm. Loại phương pháp phụ thuộc vào mẫu thử.
2.15. Buồng chân không
Buồng chân không loại bỏ không khí và áp suất từ một ngăn kín để đánh giá tác động của chân không đối với vật liệu. Việc thử nghiệm sản phẩm trong môi trường chân không là một yêu cầu của các quy định liên quan đến hàng không vũ trụ và các ngành công nghiệp quốc phòng. Các kỹ sư tàu vũ trụ sử dụng thử nghiệm chân không cho các thiết bị điện tử, mạch, thấu kính, bộ lọc và vật liệu cấu trúc của tàu vũ trụ. Buồng chân không còn được dùng để loại bỏ bọt khí ra khỏi hạt nhựa sắp đưa vào khuôn.