Hướng dẫn chọn tủ thử nghiệm nhiệt độ độ ẩm

Hai yếu tố cơ bản để lựa chọn tủ nhiệt độ và độ ẩm

Có hai yếu tố cơ bản mà bạn cần xem xét một cách cẩn thận khi lựa chọn tủ thử nghiệm nhiệt độ độ ẩm:

• Tính năng hoạt động của sản phẩm cần thử nghiệm: Để đảm bảo rằng tủ thử nghiệm nhiệt độ độ ẩm phù hợp, bạn cần xem xét chi tiết về cách sản phẩm hoạt động. Điều này bao gồm các yếu tố như loại môi trường cần mô phỏng (ví dụ: nhiệt độ cao, độ ẩm thấp), khoảng thời gian cần thiết cho thử nghiệm, và chu kỳ thử nghiệm. Tính toán kỹ lưỡng những yêu cầu này sẽ giúp bạn lựa chọn tủ thử nghiệm có các tính năng cần thiết để thực hiện thử nghiệm một cách chính xác và đáng tin cậy.
• Bài thử nghiệm cần phải trải qua: Mỗi thử nghiệm đều đặt ra các yêu cầu đặc thù về nhiệt độ, độ ẩm, thời gian và chu kỳ. Hiểu rõ bài thử nghiệm mà tủ sẽ phải trải qua là quan trọng để đảm bảo rằng nó có thể đáp ứng được các điều kiện này một cách chính xác. Hãy xem xét mức độ điều khiển và độ ổn định của tủ, cũng như khả năng cấu hình để đáp ứng các yêu cầu cụ thể của bài thử nghiệm.

Việc chú ý đến cả hai yếu tố này sẽ giúp bạn tạo ra sự phù hợp tối ưu giữa tủ thử nghiệm nhiệt độ độ ẩm và nhu cầu thử nghiệm của bạn.

Các tiêu chuẩn thử nghiệm

Các tiêu chuẩn liên quan đến thử nghiệm nhiệt độ và độ ẩm thường được quy định trong các tài liệu chuyên ngành công nghiệp hoặc các tiêu chuẩn độc quyền của các tổ chức và công ty (như IEC, DIN, ISO, ASTM, MIL, JIS, KS, TCVN, FCA, FORD, ESA, BMW và nhiều tiêu chuẩn khác).

Việc nắm vững thông tin về tiêu chuẩn thử nghiệm mà sản phẩm của bạn phải tuân theo là quan trọng để lựa chọn đúng tủ thử nghiệm nhiệt độ độ ẩm cũng như các phụ kiện liên quan. Do đó, trước khi bạn chọn một mô hình tủ thử nghiệm nhiệt độ độ ẩm cụ thể, quan trọng nhất là nắm vững càng nhiều thông tin càng tốt về yêu cầu thử nghiệm mà sản phẩm cần tuân theo. Điều này giúp bạn đảm bảo rằng tủ thử nghiệm được lựa chọn có khả năng đáp ứng và duy trì được các điều kiện thử nghiệm theo tiêu chuẩn, đồng thời đảm bảo tính chính xác và đáng tin cậy trong quá trình thử nghiệm sản phẩm của bạn.

Thông thường có thể lựa chọn trước bắt đầu với các thông tin sau:

• Phạm vi nhiệt độ
• Tốc độ trao đổi nhiệt độ
• Phạm vi độ ẩm
• Thể tích tủ và mẫu
• Trọng lượng mẫu thử
• Tính năng hoạt động của sản phẩm cần thử nghiệm

Phạm vi nhiệt độ

Trong bản tài liệu này, chúng ta sẽ khám phá phạm vi nhiệt độ mà các buồng khí hậu có khả năng đạt được. Các bảng thông số kỹ thuật từ các nhà sản xuất buồng khí hậu cung cấp cho chúng ta những giá trị quan trọng về nhiệt độ tối thiểu (min) và nhiệt độ tối đa (max) mà buồng có thể duy trì. Phần lớn các buồng khí hậu trên thị trường đều thiết lập giới hạn nhiệt độ tối đa ở khoảng từ +150°C đến +180°C, tuy nhiên, trong trường hợp đặc biệt, người dùng có thể mở rộng phạm vi này lên đến +200°C như một tùy chọn.

Nhiệt độ tối đa này thường không thay đổi đáng kể, nhưng điểm quan trọng cần lưu ý là nhiệt độ tối thiểu có thể thay đổi tùy thuộc vào loại hệ thống làm lạnh cơ học được sử dụng để duy trì nhiệt độ. Chúng ta có thể chia loại này thành hai danh mục chính:

• Hệ thống làm lạnh đơn: Với phạm vi nhiệt độ từ -20°C đến -40°C, loại này sử dụng một bộ làm lạnh để duy trì điều kiện nhiệt độ trong buồng.
• Hệ thống làm lạnh kép: Với phạm vi nhiệt độ từ -50°C đến -70°C, loại này sử dụng hai bộ làm lạnh và được điều khiển bằng cách sử dụng một hệ thống nhị phân phức tạp. Điều này có nghĩa là hai bộ làm lạnh hoạt động song song để đảm bảo nhiệt độ rất thấp có thể đạt được và duy trì.

Mặc dù chúng ta không cần phải đi sâu vào chi tiết kỹ thuật cụ thể của cách mà các hệ thống làm lạnh này hoạt động, điều quan trọng là hiểu rằng hệ thống làm lạnh kép bao gồm hai đơn vị làm lạnh độc lập. Chúng được sắp xếp và kết hợp một cách cơ học và điện tử để đạt được và duy trì nhiệt độ rất thấp trong buồng khí hậu. Đôi khi, việc chọn một tủ thử nghiệm nhiệt độ độ ẩm với hệ thống làm lạnh kép không nhất thiết phải liên quan đến việc đạt được nhiệt độ cực thấp dưới mức nhiệt độ mục tiêu. Thay vào đó, mục tiêu có thể là tạo ra tốc độ làm lạnh nhanh tại nhiệt độ thấp, điều này có thể rất hữu ích cho nhiều ứng dụng thử nghiệm khác nhau.

Tốc độ trao đổi nhiệt độ

Trong lĩnh vực của các buồng thử nghiệm nhiệt độ độ ẩm, tốc độ tăng hoặc giảm nhiệt độ bên trong buồng thường được gọi là tốc độ trao đổi nhiệt độ. Đây là một thông số quan trọng để đánh giá khả năng của buồng thay đổi nhiệt độ theo thời gian, thường được biểu thị bằng đơn vị nhiệt độ là Kelvin hoặc độ Celsius mỗi phút. Tốc độ trao đổi nhiệt độ có thể biến đổi đáng kể từ một mô hình buồng thử nghiệm sang một mô hình khác, phạm vi này có thể từ 1,5°C/phút đến 20°C/phút hoặc thậm chí cao hơn.

Tỷ lệ trao đổi nhiệt độ này được xác định chủ yếu bởi hai yếu tố quan trọng: công suất làm mát của máy nén và khả năng làm nóng của thanh gia nhiệt được tích hợp trong buồng thử nghiệm. Điều này nghĩa là khi máy nén có công suất mạnh, nó có khả năng tạo ra tốc độ làm mát nhanh hơn, giúp nhiệt độ bên trong buồng biến đổi một cách hiệu quả và nhanh chóng. Tương tự, việc sử dụng nhiều thanh gia nhiệt trong buồng cũng có thể làm tăng tốc độ làm nóng.

Thông tin về tỷ lệ trao đổi nhiệt độ thường được cung cấp trong bảng thông số kỹ thuật của buồng thử nghiệm nhiệt độ độ ẩm. Thông qua thông số này, người sử dụng có thể đánh giá hiệu suất của thiết bị trong trường hợp buồng trống, tức là khi không có mẫu thử nào bên trong. Điều này giúp họ định rõ khả năng của buồng trong việc duy trì sự ổn định và đáng tin cậy của môi trường nhiệt độ trong các ứng dụng thử nghiệm đòi hỏi kiểm soát nhiệt độ chính xác và nhanh chóng.

Phạm vi độ ẩm

Trong bảng thông số kỹ thuật của tủ thử nghiệm nhiệt độ và độ ẩm, chúng ta cần xác định phạm vi khí hậu, tức là nhiệt độ tối thiểu và tối đa mà thiết bị có khả năng kiểm soát và điều chỉnh độ ẩm. Các thông số này thường được biểu thị bằng:

• Phạm vi nhiệt độ kiểm tra khí hậu: từ +10°C đến +95°C
• Phạm vi độ ẩm: từ 10% RH đến 98% RH

Để hiểu rõ hơn về cách độ ẩm tương đối (RH) có thể thay đổi trong buồng khí hậu, chúng ta cần biết rằng độ ẩm tương đối phụ thuộc vào nhiệt độ. Do đó, để xác định phạm vi khí hậu một cách chính xác, chúng ta cũng cần tham khảo điểm sương (dew point). Để làm cho thông tin trở nên rõ ràng và dễ hiểu hơn, bên dưới là một sơ đồ độ ẩm, kèm theo dữ liệu kỹ thuật, để mô tả các giá trị độ ẩm có thể đạt được tương ứng với từng mức nhiệt độ:

Trong sơ đồ này, chúng ta có ba khu vực quan trọng:

• Khu vực 1: Đây là khu vực để tiến hành các thử nghiệm liên tục, với điểm sương nằm trong khoảng từ +10°C đến +94°C (đây là phạm vi tiêu chuẩn). Dựa trên đường cơ sở của Vùng 1, chúng ta có thể dễ dàng xác định giá trị độ ẩm tối thiểu tương ứng với mỗi mức nhiệt độ trong phạm vi khí hậu. Ví dụ, với nhiệt độ T = 20°C, giá trị độ ẩm tối thiểu có thể đạt được trong buồng là RH = 40%.
• Khu vực 2: Đây biểu thị các kết hợp nhiệt độ và độ ẩm chỉ có thể đạt được trong khoảng thời gian hạn chế (điểm sương giảm xuống đến -3°C trong một thời gian ngắn).
• Khu vực 3: Các kết hợp nhiệt độ và độ ẩm nằm trong Vùng 3 là các giá trị chỉ có thể đạt được bằng cách sử dụng một thiết bị đặc biệt để kiểm tra độ ẩm rất thấp, bao gồm hệ thống phun khí khô (điểm sương -40°C).

Sơ đồ này giúp bạn hiểu rõ hơn về mối liên quan giữa độ ẩm và nhiệt độ trong buồng thử nghiệm nhiệt độ và độ ẩm và giúp bạn xác định phạm vi khí hậu mà thiết bị có thể hoạt động trong đó.

Thể tích

Để thực hiện một thử nghiệm chính xác và đảm bảo tính hiệu quả của tủ thử nghiệm, việc xem xét thông tin về kích thước, hình dạng và trọng lượng của sản phẩm cần thử là điều hết sức quan trọng.

• Kích thước sản phẩm: Kích thước của sản phẩm đóng vai trò quan trọng trong việc xác định thể tích cần thiết cho buồng thử nghiệm. Mục tiêu là tạo ra một môi trường thử nghiệm đủ lớn để chứa sản phẩm một cách thoải mái, không làm hạn chế sự phát triển hoặc biến đổi của nó trong quá trình kiểm tra. Trong một số trường hợp, quy tắc thông thường là kích thước của mẫu thử không nên vượt quá một phần ba tổng thể tích của buồng thử. Tuy nhiên, điều này có thể thay đổi dựa trên hình dạng cụ thể của sản phẩm cần thử. Mục tiêu quan trọng là đảm bảo không gian trong buồng thử cho phép sản phẩm tự do di chuyển và không bị hạn chế.
• Hình dạng sản phẩm: Hình dạng của sản phẩm cần thử cũng đóng một vai trò quan trọng. Các sản phẩm có hình dạng phức tạp hoặc không đều có thể đòi hỏi thiết kế buồng thử nghiệm đặc biệt để đảm bảo rằng nhiệt độ và độ ẩm được phân bố đồng đều trên toàn bộ sản phẩm. Cần xem xét các yếu tố như không khí lưu thông và phân phối nhiệt độ để đảm bảo tính đồng nhất trong quá trình thử nghiệm.

• Trọng lượng sản phẩm: Trọng lượng của sản phẩm cần thử là một yếu tố quan trọng khác. Buồng thử nghiệm cần được thiết kế để chịu được trọng lượng của sản phẩm mà không gây ra sự biến dạng hoặc nứt gãy. Điều này đặc biệt quan trọng nếu sản phẩm có trọng lượng lớn hoặc nếu có sự biến đổi về trọng lượng trong quá trình kiểm tra.
• Lưu thông không khí: Cuối cùng, để đảm bảo tính đồng nhất của nhiệt độ và độ ẩm trên toàn bộ bề mặt của sản phẩm, cần đảm bảo rằng không khí có thể lưu thông tự do trong buồng thử. Điều này có thể đòi hỏi thiết kế đặc biệt của hệ thống quạt hoặc thông gió để đảm bảo rằng không khí không bị ách tắc hoặc tập trung ở một vị trí cụ thể.

Trọng lượng mẫu thử

Khái niệm về trọng lượng của mẫu thử là một yếu tố cực kỳ quan trọng trong quá trình thử nghiệm và đánh giá hiệu suất các thiết bị thử nghiệm. Trọng lượng của mẫu thử có thể có ảnh hưởng đáng kể đến kết quả của các thử nghiệm, đặc biệt là trong trường hợp các thiết bị hoặc buồng thử nghiệm có sự cân nhắc về tốc độ trao đổi nhiệt hoặc sự biến đổi nhiệt độ.

Cụ thể, hiệu suất của các buồng khí hậu và thiết bị thử nghiệm thường được thiết kế dựa trên giả định rằng không có khối lượng nào nằm trong khoang thử nghiệm ngoài mẫu thử chính. Vì vậy, khi xác định giá trị tốc độ trao đổi nhiệt cần thiết với mẫu thử, chúng ta cần tiếp cận với giá trị tương ứng được cung cấp trong bảng dữ liệu kỹ thuật, thường cho buồng trống hoặc không có mẫu thử.

Trọng lượng của mẫu thử cũng ảnh hưởng đến tính toán và xác định khả năng của giá đỡ hoặc hệ thống hỗ trợ trong thiết bị thử nghiệm. Những giá trị này thường được xác định với mục tiêu hỗ trợ mẫu thử với một trọng lượng tối đa đã định. Vì vậy, việc kiểm tra và đảm bảo rằng trọng lượng tối đa của mẫu thử không vượt quá giới hạn được chỉ định là vô cùng quan trọng. Trong trường hợp mẫu thử vượt quá trọng lượng tối đa cho phép, cần thiết phải sử dụng các phụ kiện như giá đỡ hoặc khung cố định trong thiết bị thử nghiệm để đảm bảo an toàn trong quá trình thử nghiệm và để duy trì tính toàn vẹn của thiết bị thử nghiệm.

Tính năng hoạt động của mẫu thử

Mẫu thử hoạt động khi thử nghiệm

Trong quá trình thử nghiệm, khi mẫu thử được kết nối và hoạt động thông qua nguồn điện, một yếu tố cần xem xét đó là khả năng tản nhiệt của mẫu thử. Trong một số tình huống, tản nhiệt này có thể không có tác động đáng kể lên quá trình thử nghiệm. Tuy nhiên, trong các trường hợp khác, đặc biệt là khi yêu cầu về hiệu suất của buồng thử nghiệm đã được xác định trước đó, việc tản nhiệt của mẫu thử cần được xem xét một cách cẩn thận.

Việc xử lý nhiệt tỏa ra từ mẫu thử mà không ảnh hưởng đến hiệu suất tổng thể của buồng thử nghiệm là một thách thức quan trọng. Khi mẫu thử hoạt động, nhiệt độ của nó có thể tăng lên và cần phải đảm bảo rằng sự gia tăng này không ảnh hưởng đến các giá trị thử nghiệm mà chúng ta cần đạt được. Điều này đặc biệt quan trọng trong trường hợp các tham số thử nghiệm đã được xác định dựa trên giả định rằng buồng thử nghiệm không có khối lượng nội bên và không có sự tác động nhiệt.

Do đó, khi mẫu thử hoạt động, buồng thử nghiệm cần phải được thiết kế và vận hành sao cho khả năng tản nhiệt của mẫu thử không làm biến đổi kết quả thử nghiệm theo cách không mong muốn. Điều này đòi hỏi sự quan tâm đặc biệt đến việc kiểm soát và điều chỉnh nhiệt độ trong buồng thử nghiệm để đảm bảo rằng các giá trị thử nghiệm cuối cùng đáp ứng các yêu cầu và tiêu chuẩn quy định.

Trường hợp đặc biệt

Ngoài ra, chúng ta cũng cần xem xét các tình huống đặc biệt khác, trong đó mẫu thử có khả năng giải phóng các chất dễ cháy, nổ, độc hại, ăn mòn, hoặc có thể tạo ra các khí nguy hiểm tiềm tàng, phụ thuộc vào phạm vi nhiệt độ mà chúng có thể đạt được.

Trong những trường hợp này, quá trình đánh giá rủi ro liên quan đến thử nghiệm trở nên phức tạp hơn và đòi hỏi sự hỗ trợ từ COMIT (Chuyên gia và Tư vấn về thử nghiệm và kiểm tra công nghệ) để thực hiện một đánh giá rủi ro chi tiết và chính xác. Khách hàng nên tham khảo ý kiến ​​của COMIT để đảm bảo rằng mọi khía cạnh của quá trình thử nghiệm đã được xem xét kỹ lưỡng và các biện pháp an toàn cần thiết đã được áp dụng để bảo vệ nhân viên và môi trường trong quá trình thử nghiệm này.