Buồng nhiệt độ (Phần 1)

Phương pháp tuần hoàn nhiệt

Tuần hoàn nhiệt là một thí nghiệm được điều khiển chặt chẽ trong đó buồng thử nhiệt đổi giữa các nhiệt độ cao nhất. Tốc độ thay đổi nhiệt độ được điều chỉnh để hạn chế sự căng nhiệt và đảm bảo rằng bộ phận đạt được nhiệt độ yêu cầu một cách an toàn. Khoảng thời gian ngừng này được gọi là “chìm”. Việc kiểm soát tốc độ thay đổi nhiệt độ là rất quan trọng để tránh nhiệt độ nhanh chóng vượt quá giới hạn mà một bộ phận có thể chịu đựng.

Trong quá trình thực hiện tuần hoàn nhiệt, buồng thử nhiệt được điều chỉnh để tạo ra các chu trình nhiệt độ có thể lặp đi lặp lại hoặc biến đổi một cách chính xác. Quá trình này cho phép các kỹ sư và nhà nghiên cứu nghiên cứu và đánh giá sự ảnh hưởng của nhiệt độ đối với sự hoạt động, hiệu suất và tuổi thọ của sản phẩm hoặc bộ phận. Nó cũng giúp xác định các vấn đề tiềm ẩn liên quan đến môi trường nhiệt độ, đồng thời giúp tối ưu hóa thiết kế và chất lượng sản phẩm.

Tuy nhiên, khi thực hiện tuần hoàn nhiệt, cần phải cẩn thận để kiểm soát quá trình thay đổi nhiệt độ một cách chính xác và nhẹ nhàng. Sự kiểm soát kém có thể dẫn đến căng nhiệt quá mức, gây ra các vấn đề và hỏng hóc của bộ phận. Do đó, việc sử dụng các buồng nhiệt chất lượng cao và kỹ thuật chính xác là rất quan trọng để đảm bảo kết quả kiểm tra chính xác và đáng tin cậy.

Kiểm tra Burn-in

Bài kiểm tra Burn-In là một quy trình kiểm tra quan trọng trong ngành công nghiệp để đảm bảo tính tin cậy và hiệu suất của các thành phần điện tử và thiết bị trước khi chúng được đưa vào sử dụng. Trong bài kiểm tra Burn-In, một nhiệt độ cụ thể được thiết lập và duy trì trong một khoảng thời gian kéo dài, thường từ vài giờ đến nhiều ngày. Mục đích của bài kiểm tra này là xác định khả năng của một bộ phận hoạt động ổn định và bền bỉ trong điều kiện môi trường khắc nghiệt.

Một trong những yếu tố chính của bài kiểm tra Burn-In là đảm bảo tính ổn định và đáng tin cậy của các thành phần trước khi chúng được xuất xưởng. Các bộ phận điện tử có thể chịu nhiệt độ và điều kiện môi trường biến đổi trong quá trình vận hành. Nhưng trước khi được gắn vào sản phẩm cuối cùng hoặc hệ thống, việc kiểm tra Burn-In giúp chắc chắn rằng chúng đáp ứng được các yêu cầu chất lượng và đáng tin cậy.

Cụ thể, bài kiểm tra Burn-In đo lường hiệu suất của các thành phần trong điều kiện nhiệt độ cao và tải công suất liên tục. Việc kiểm tra này giúp phát hiện các bộ phận yếu, các thành phần không ổn định, hay các lỗi kỹ thuật khác mà không thể nhìn thấy trong quá trình kiểm tra thông thường. Bằng cách đặt các bộ phận trong điều kiện hoạt động khắc nghiệt, bài kiểm tra Burn-In giúp làm giảm nguy cơ lỗi và hỏng hóc trong quá trình sử dụng thực tế.

Các ngành công nghiệp sử dụng bài kiểm tra Burn-In rất đa dạng. Các nhà sản xuất bán dẫn, đặc biệt trong ngành công nghiệp sản xuất chip và vi mạch tích hợp, thường áp dụng bài kiểm tra này để đảm bảo tính ổn định và đáng tin cậy của các sản phẩm điện tử phức tạp. Ngoài ra, các thiết bị điện tử tiêu dùng như điện thoại di động, máy tính, TV và các thiết bị gia dụng cũng thường phải trải qua bài kiểm tra Burn-In để đảm bảo chất lượng và độ tin cậy của sản phẩm khi đến tay người dùng.

Không chỉ trong lĩnh vực công nghiệp, bài kiểm tra Burn-In cũng được sử dụng trong các ứng dụng quân sự và hàng không vũ trụ. Trong môi trường khắc nghiệt như các hệ thống vũ khí, máy bay, hay vệ tinh, tính tin cậy và ổn định của các thành phần là vô cùng quan trọng để đảm bảo hoạt động hiệu quả và an toàn của các hệ thống này.

Bài kiểm tra Burn-In đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng và độ tin cậy của các sản phẩm điện tử và thiết bị. Nó giúp phát hiện các vấn đề tiềm ẩn và đảm bảo rằng các thành phần hoạt động ổn định và đáng tin cậy dưới điều kiện khắc nghiệt. Điều này đảm bảo rằng sản phẩm cuối cùng đáp ứng được các yêu cầu chất lượng và an toàn, đồng thời giảm thiểu nguy cơ lỗi và hỏng hóc trong quá trình sử dụng.

Sự sốc nhiệt

Sự sốc nhiệt là một phương pháp kiểm tra nhiệt độ rất khắc nghiệt và quan trọng trong ngành công nghiệp để đảm bảo tính tin cậy và hiệu suất của các sản phẩm, đặc biệt là các thành phần điện tử và các bộ phận quan trọng. Trong quá trình sử dụng, các sản phẩm này thường phải đối mặt với sự biến đổi nhiệt độ một cách đáng kể, từ những điều kiện lạnh giá tới những điều kiện nóng bức. Do đó, khả năng chịu đựng của chúng trước các thay đổi nhiệt độ cấp thiết và quan trọng.

Kiểm tra sốc nhiệt là một trong những phương pháp kiểm tra nhiệt độ cực đoan nhất và khắc nghiệt nhất. Trong quá trình kiểm tra này, nhiệt độ sẽ biến đổi với tốc độ nhanh chóng, với tốc độ thay đổi giữa các nhiệt độ có thể lên tới khoảng 30°C mỗi phút hoặc nhanh hơn. Quá trình này giống như “đánh đập” các sản phẩm bằng các thay đổi nhiệt độ đột ngột và mạnh mẽ để kiểm tra sự ổn định và đáng tin cậy của chúng trong điều kiện khắc nghiệt nhất.

Các ứng dụng của kiểm tra sốc nhiệt rất đa dạng và được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Trong ngành sản xuất bán dẫn, đặc biệt là sản xuất vi mạch tích hợp và các linh kiện điện tử phức tạp, kiểm tra sốc nhiệt đóng vai trò quan trọng để đảm bảo rằng các sản phẩm này có thể hoạt động ổn định và đáng tin cậy trong môi trường nhiệt độ biến đổi. Ngoài ra, trong ngành công nghiệp hàng không vũ trụ, các bộ phận máy bay và thiết bị quân sự cũng thường phải trải qua kiểm tra sốc nhiệt để đảm bảo tính ổn định và an toàn của chúng trong điều kiện khắc nghiệt như ở độ cao và áp suất khác nhau.

Có ba loại buồng kiểm tra sốc nhiệt phổ biến, được định nghĩa bởi số lượng vùng nhiệt độ của chúng. Phiên bản hai vùng mang các bộ phận trong một giỏ giữa các nhiệt độ khác nhau. Phiên bản hai vùng với công suất gấp đôi có hai vùng nóng với một vùng lạnh luôn được sử dụng, giúp tăng hiệu suất và tiết kiệm năng lượng. Cuối cùng, phiên bản ba vùng có một vùng nóng, một vùng lạnh và một vùng nhiệt độ môi trường, tạo ra môi trường kiểm tra đa dạng và phong phú hơn.

Kiểm tra sốc nhiệt đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng và hiệu suất của các sản phẩm và bộ phận quan trọng. Nó giúp phát hiện các vấn đề tiềm ẩn và đảm bảo rằng các sản phẩm có thể hoạt động ổn định và đáng tin cậy dưới điều kiện khắc nghiệt nhất. Điều này giúp đảm bảo an toàn và tin cậy của các sản phẩm khi đến tay người dùng, đồng thời tăng cường niềm tin và uy tín của nhà sản xuất.

Buồng nhiệt độ ứng dụng cho những ngành công nghiệp nào?

Cao su

Một trong những kiểm tra quan trọng của cao su là ở nhiệt độ thấp trong khí hậu lạnh. Kiểm tra co ngót nhiệt độ đánh giá tính đàn hồi của cao su ở nhiệt độ cực thấp. Cao su được kéo dãn và đông lạnh, sau đó giá trị co ngót của nó được tính toán. Quá trình làm lạnh được thực hiện bằng nitơ lỏng.

Trong năm họ cao su gồm cao su tổng hợp, cao su hiệu suất cao, chống dầu, và cao su chịu nhiệt cao và thấp, chỉ có ba trong số đó phù hợp để sử dụng trong môi trường khắc nghiệt với biến đổi nhiệt độ nghiêm trọng.

Để đảm bảo rằng vật liệu sẽ hoạt động đúng cách ở điều kiện cực đoan, nhiều sự kết hợp của các loại cao su được đưa qua một loạt các kiểm tra nhiệt độ khác nhau. Mặc dù cao su là vật liệu dẻo dai và mạnh mẽ, nó dễ bị suy thoái do điều kiện khí quyển.

Dược phẩm

Sản phẩm dược phẩm có thể bị hư hỏng nghiêm trọng khi tiếp xúc với nhiệt độ không đúng, làm giảm tính chất của chúng. Quá trình phân hủy có thể xảy ra, làm giảm đáng kể hiệu quả của thuốc. Điều này dẫn đến việc hỏng sản phẩm dược phẩm không thể hoạt động như dự kiến.

Để xác định phạm vi nhiệt độ mà sản phẩm dược phẩm có thể chịu đựng, chúng được chạy qua một loạt các bài kiểm tra trong các buồng nhiệt để xác định dữ liệu cơ bản và dữ liệu báo động. Trong một số trường hợp, sản phẩm có thể được yêu cầu được giữ ở nhiệt độ ổn định trong quá trình vận chuyển, sử dụng và lưu trữ.

Ô tô

Việc sử dụng các thành phần điện tử đang tăng nhanh chóng khi nhu cầu về an toàn, hiệu suất, tiết kiệm nhiên liệu và độ bền gia tăng. Các linh kiện điện tử ô tô bao gồm bán dẫn, cảm biến và các hệ thống phụ khác nhau. Xe hơi hiện đại có đến 50 cảm biến, công tắc và các hình thức khác của điều khiển điện tử.

Để đảm bảo hiệu suất của các thành phần điện tử này, chúng được kiểm tra trong các buồng nhiệt với biến đổi nhiệt độ từ -80°C đến 225°C hoặc cao hơn. Những điều kiện này có thể được tạo ra trong một buồng kiểm tra bàn hoặc một buồng “đi vào” để kiểm tra độ bền của tất cả các thành phần cùng một lúc.

Điện tử

Các buồng nhiệt cho ngành công nghiệp điện tử được thiết kế để kiểm tra IC, mạch in, bán dẫn, biến đổi, biến tần và nguồn cung cấp điện. Các buồng kiểm tra cho việc kiểm tra điện tử được thiết kế để mô phỏng nhiều điều kiện khí hậu và môi trường khác nhau.

IC là gì?  style=”background-color: #0188cc; color: #ffffff;”>IC là viết tắt của “Integrated Circuit” trong tiếng Anh, và trong tiếng Việt có thể dịch là “Mạch tích hợp”. IC là một loại linh kiện điện tử được tạo ra bằng cách tích hợp nhiều thành phần điện tử như transistor, điốt, tụ, cuộn cảm và các linh kiện khác trên một mảng bán dẫn nhỏ gọn. Các linh kiện này được liên kết và kết nối với nhau thông qua đường dẫn dẫn điện trên mặt phẳng bán dẫn.

Thị trường điện tử đang thay đổi nhanh chóng và yêu cầu phản ứng ngay lập tức. Buồng nhiệt cung cấp dữ liệu tức thì về độ bền và tuổi thọ của một bộ phận. Dữ liệu tích lũy xác định tính tin cậy và khả năng tồn tại của một sản phẩm trước khi ra mắt thị trường.

Y tế

Ngành công nghiệp y tế có quy định rất nghiêm ngặt về việc sản xuất, vận chuyển và thiết kế các sản phẩm y tế. Những yêu cầu này được quy định bởi các cơ quan quốc gia và địa phương để bảo vệ công chúng.

Các tiêu chuẩn cho các sản phẩm y tế cũng áp dụng cho các thiết bị được sử dụng để kiểm tra chúng. Trong vấn đề này, Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Liên bang (FDA) và các cơ quan khác đã công bố các thông số kỹ thuật cho cách kiểm tra sản phẩm y tế.

Kiểm tra thiết bị y tế liên quan đến việc bảo vệ chống lại các chất gây ô nhiễm, điều này đòi hỏi kiểm tra vỏ bọc. Mối quan tâm tiếp theo là tuổi thọ và thời gian mà một thiết bị có thể được lưu trữ trước khi cần phải được thay thế.

Quân sự

Trong việc kiểm tra các thiết bị quân sự, tập trung chính là xem chúng sẽ phản ứng thế nào trong những điều kiện cực đoan nhất. Các bài kiểm tra khác nhau có thể xác định cách mà một sản phẩm sẽ phản ứng và tồn tại trong thời gian bao lâu. Đây là các yếu tố quan trọng đối với các binh lính phục vụ trong những điều kiện khắc nghiệt nhất.

Các nhà sản xuất bán hàng cho quân đội được hướng dẫn bởi các thông số kỹ thuật MIL-STD (tiêu chuẩn quân sự) cho các sản phẩm hàng không và ô tô. Các thông số kỹ thuật của tiêu chuẩn MIL-STD rõ ràng chỉ định phạm vi nhiệt độ mà một thiết bị phải đáp ứng để được chấp nhận.

Viễn thông

Có các hướng dẫn rất cụ thể cho việc kiểm tra các sản phẩm dành cho ngành công nghiệp viễn thông, phụ thuộc vào các yêu cầu kiểm tra của Telcordia. Telcordia đã phát triển các tiêu chuẩn được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp viễn thông với các danh mục cụ thể cho các loại thiết bị viễn thông khác nhau và chuyên biệt.

Các loại sản phẩm được kiểm tra cho ngành công nghiệp viễn thông bao gồm điện thoại di động, bộ chuyển mạch, đầu nối, quang cơ, bộ bảo vệ đường dây và giao diện mạng. Tương tự như các linh kiện điện tử, nhu cầu về các sản phẩm viễn thông đang tăng nhanh chóng, đòi hỏi các công ty phải kiểm tra kỹ lưỡng sản phẩm của họ để đáp ứng yêu cầu của công chúng và các cơ quan quản lý.

Ngành công nghiệp viễn thông kiểm tra các sản phẩm của mình để đáp ứng các thông số kỹ thuật của Telcordia, được thiết kế để xác định chất lượng và độ tin cậy của sản phẩm bằng cách tạo ra các điều kiện dưới đó sản phẩm sẽ chịu đựng cũng như các điều kiện vận chuyển và lưu trữ. Các thông số kỹ thuật của Telcordia yêu cầu kiểm tra ở nhiệt độ thấp nhất là -40°C.

Telcordia là gì? style=”background-color: #0188cc; color: #ffffff;”>TelcordiaTechnologies là một công ty cung cấp giải pháp công nghệ thông tin và dịch vụ kiểm tra, thử nghiệm và chứng nhận các thiết bị viễn thông và mạng. Trước đây được biết đến là Bell Communications Research, Inc. (Bellcore), công ty đã được thành lập vào năm 1983 như một tổ chức nghiên cứu và phát triển chung cho ngành viễn thông.

Nhựa

Có nhiều yếu tố cần được xem xét khi kiểm tra đặc tính của nhựa. Khi phát triển một bài kiểm tra, nhà nghiên cứu xem xét loại polymer, màu sắc của nó và bất kỳ loại phụ gia nào. Các điều kiện khí hậu khác nhau được mô phỏng, bao gồm điều kiện sa mạc và tiếp xúc với ánh sáng mặt trời.

Các loại kiểm tra nhựa thường được thiết kế cho việc sử dụng cụ thể của sản phẩm, bao gồm nhựa tổng hợp được sử dụng để làm sàn nhà, ván ngoài nhà và các bộ phận nhựa ô tô. Đã được phát hiện rằng nhiệt độ của nhựa ảnh hưởng đến tốc độ biến đổi hóa học cũng như hình dạng và tính chất vật lý của nó.

Bằng cách tiếp xúc nhựa với sự thay đổi nhiệt độ, có thể xác định được tốc độ phân hủy và tuổi thọ phục vụ của nhựa. Trong quá khứ, kiểm tra ngoài trời đã được sử dụng để xác định tính ổn định của nhựa, nhưng ngày càng có nhiều nhà sản xuất chuyển sang buồng nhiệt cung cấp dữ liệu chính xác hơn và tiết kiệm thời gian.

Hy vọng những chia sẻ trên của Comitcorp đã giúp bạn có thêm nhiều thông tin và kiến thức về buồng nhiệt độ.

Nguyễn Vanh

Tomorrow is a new journey

Xem bài khác