Buồng nhiệt độ (Phần 2)
Trong một thế giới công nghiệp đầy sự đa dạng và thách thức, buồng nhiệt độ nổi lên như một cỗ máy tối ưu hóa đa năng, đảm bảo sự hoàn hảo và chất lượng vượt trội cho các sản phẩm và quy trình sản xuất. Từ ngành ô tô, điện tử, dược phẩm cho đến y tế và hóa chất, buồng nhiệt độ đã và đang chứng minh vai trò không thể thay thế trong việc đảm bảo chất lượng và hiệu suất vượt trội. Hôm nay, hãy theo chân COMIT tiếp tục tìm hiểu về các loại buồng nhiệt độ và cách xây dựng buồng nhiệt độ trong bài viết này nhé!
Các loại thử nghiệm được tiến hành bằng buồng nhiệt độ
Buồng nhiệt độ là gì?Buồng nhiệt độ là một thiết bị hoặc không gian được thiết kế để tạo ra và duy trì các điều kiện nhiệt độ cụ thể để thực hiện các thử nghiệm hoặc kiểm tra môi trường. Thông qua việc điều chỉnh nhiệt độ, buồng nhiệt độ cho phép các nhà nghiên cứu, kỹ sư và nhà sản xuất tạo ra môi trường tương tự như môi trường thực tế mà sản phẩm sẽ phải chịu đựng.
Buồng nhiệt độ thường được sử dụng để mô phỏng các điều kiện nhiệt độ cực đoan để kiểm tra sự ổn định và hiệu suất của các sản phẩm. Nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp có thể ảnh hưởng đến tính chất vật lý, hoá học và cơ học của sản phẩm. Việc sử dụng buồng nhiệt độ cho phép kiểm tra cách mà sản phẩm chịu đựng và hoạt động trong các điều kiện nhiệt độ cực đoan, từ đó giúp cải thiện thiết kế, đảm bảo tính an toàn và độ tin cậy của sản phẩm.
Các loại thử nghiệm được hoàn thành bởi một buồng nhiệt độ cung cấp dữ liệu liên quan đến sự thay đổi nhiệt độ khắc nghiệt và ảnh hưởng của độ ẩm cao. Các thử nghiệm này thiết lập các giới hạn cho thiết kế sản phẩm và cung cấp dữ liệu liên quan đến các lỗi hoặc lỗi sớm của sản phẩm..
- Nhiệt độ cực đoan: Thử nghiệm này liên quan đến đặt sản phẩm trong môi trường nhiệt độ cực đoan, chẳng hạn như nhiệt độ cực cao hoặc cực thấp. Điều này giúp xác định khả năng của sản phẩm chịu đựng và hoạt động trong các điều kiện nhiệt độ biến đổi, đặc biệt là trong những môi trường khắc nghiệt.
- Sốc nhiệt: Thử nghiệm sốc nhiệt là việc thử nghiệm sản phẩm bằng cách đặt nó trong môi trường nhiệt độ cực cao sau đó chuyển sang nhiệt độ cực thấp (hoặc ngược lại) một cách nhanh chóng. Thử nghiệm này giúp xác định khả năng của sản phẩm chống lại những biến đổi nhiệt độ đột ngột.
- Độ ẩm: Thử nghiệm độ ẩm đặt ra câu hỏi về khả năng chống ẩm và khả năng chịu đựng của sản phẩm trong môi trường có độ ẩm cao. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các sản phẩm như điện tử, dược phẩm và thực phẩm.
- Độ cao: Thử nghiệm độ cao liên quan đến việc đặt sản phẩm trong môi trường có áp suất thấp, như trong các điều kiện ở độ cao. Điều này thường áp dụng cho ngành hàng không và vũ trụ.
Các loại buồng nhiệt độ
Trong thế giới đa dạng của công nghiệp hiện đại, buồng nhiệt độ xuất hiện với vô số hình dáng và kích thước, từ những loại nhỏ gọn dễ dàng đặt trên kệ đến những cấu trúc to lớn tương tự như tòa nhà. Điều quan trọng nhất khi chọn một buồng nhiệt độ là hiểu rõ lượng không gian có sẵn và điều kiện môi trường mong muốn.
Mặc dù có thể tìm thấy các buồng thử nghiệm tiêu chuẩn trên thị trường, nhưng thường thì tùy chỉnh là lựa chọn tốt nhất để đáp ứng đầy đủ các yêu cầu cụ thể của từng khách hàng. Mỗi dự án đều mang theo những tiêu chí và mục tiêu riêng biệt mà buồng nhiệt độ cần phải đáp ứng.
Dưới đây là một số loại buồng nhiệt độ thường được sử dụng:
- Buồng đo nhiệt độ di động: Thiết kế linh hoạt của buồng này cho phép di chuyển dễ dàng, từ một nơi đến nơi khác, để thực hiện các thử nghiệm tại nhiều vị trí khác nhau. Điều này thích hợp cho những ứng dụng cần di chuyển thường xuyên.
- Buồng nhiệt độ để bàn: Loại này thường nhỏ gọn và đặt trên bàn làm việc. Dễ dàng truy cập và sử dụng, buồng nhiệt độ để bàn thích hợp cho những thử nghiệm nhỏ và nghiên cứu tại chỗ.
- Buồng nhiệt độ tiếp cận: Thiết kế đặc biệt để dễ dàng tiếp cận vào buồng từ một hoặc hai phía, loại này phù hợp cho các ứng dụng cần sự truy cập thuận tiện trong quá trình thử nghiệm.
- Buồng nhiệt độ Drive-In: Buồng lớn hơn, có thể cho phép xe hoặc thiết bị lớn được đưa vào bên trong để thực hiện các thử nghiệm hoặc kiểm tra tại chỗ.
Xây dựng buồng nhiệt độ
Trong phần lớn các trường hợp, các phòng thử nghiệm môi trường được thiết kế theo các thông số kỹ thuật và yêu cầu của khách hàng vì mỗi ngành có nhu cầu và yêu cầu thử nghiệm khác nhau. Bất kể chuyên môn hóa và biến thể nào, các khía cạnh của tất cả các phòng thử nghiệm đều giống nhau như vật liệu, cửa, đệm kín, thiết bị lưu thông không khí và bộ điều khiển, mặc dù bộ điều khiển khác nhau tùy thuộc vào điều kiện được theo dõi. Các thành phần của buồng nhiệt độ bao gồm:
Tường
Tường của buồng nhiệt độ có mặt ngoài bằng thép với lớp lót bên trong bằng thép không gỉ. Nội thất bằng thép không gỉ có thép loại 304 hoặc 306. Các vật liệu được chọn để xây dựng buồng được sử dụng để chống ăn mòn và độ bền. Các buồng thử nghiệm được chế tạo, sản xuất và thiết kế để tồn tại lâu dài cũng như có thể chịu được áp lực do các thử nghiệm khác nhau gây ra cho chúng.
Cách nhiệt
Giữa các tấm bên ngoài bằng thép và các tấm bên trong bằng thép không gỉ là lớp cách nhiệt. Có một số dạng vật liệu cách nhiệt được sử dụng trong các buồng thử nghiệm, có thể là một số dạng silicone, sợi thủy tinh và polyurethane. Trong hầu hết các trường hợp, polyurethane được sử dụng vì tính dẫn nhiệt thấp và hiệu suất cao như một chất cách nhiệt.
Bộ điều khiển
Một trong những thành phần quan trọng nhất của buồng nhiệt độ là bộ điều khiển, có nhiều loại, chương trình và thành phần khác nhau. Yếu tố quan trọng đối với bộ điều khiển là khả năng duy trì các điều kiện được lập trình với những thay đổi rất nhỏ.
Luồng không khí
Luồng không khí tự do là chìa khóa cho một buồng nhiệt độ hiệu quả. Đó là một trong những yếu tố đảm bảo nhiệt độ được phân bổ đều khắp các không gian trong buồng. Các buồng nhiệt độ yêu cầu quạt gió chạy bằng động cơ hoặc quạt hướng trục để phân phối không khí đều khắp buồng.
Làm mát
Có một số phương pháp được sử dụng để làm mát buồng nhiệt độ. Đối với các buồng nhỏ hơn, nhiệt được thoát ra ngoài qua bình ngưng làm mát bằng không khí. Các buồng lớn hơn đòi hỏi một hệ thống làm mát phức tạp hơn, có thể ở dạng làm mát bằng nước hoặc làm mát bằng nhiệt.
Các buồng nhiệt độ được gia nhiệt bằng bộ gia nhiệt dây làm bằng Nicrom. Các dây dẫn của lò sưởi được quấn thành một vòng để tạo ra lượng nhiệt lớn nhất. Luồng không khí luân chuyển nhiệt trong buồng để phân phối nhiệt đều. Điều này ngăn không cho mẫu tiếp xúc với nhiệt bức xạ. Lượng nhiệt mà một buồng có thể tạo ra bị giới hạn bởi vật liệu làm nên buồng vì một số vật liệu cách nhiệt nhất định không thể chịu được các phạm vi nhiệt độ khắc nghiệt.
Xác định điểm yếu nhiệt độ
Nhiệt độ tạo ra ứng suất trong sản phẩm và là điều mà mọi sản phẩm đều trải qua trong quá trình sử dụng. Thông thường nhất, các thiết bị điện tử chịu nhiều áp lực về nhiệt độ hơn do bản chất của cách chúng hoạt động.
Có một số thử nghiệm nhiệt độ nhất định có thể được thực hiện để xác định khả năng tồn tại của sản phẩm. Các hình thức thử nghiệm cơ bản là nhiệt độ cao và thấp, chu kỳ nhiệt, sốc nhiệt và nhiệt độ với độ ẩm.
Kiểm tra nhiệt độ cao
Có nhiều yếu tố khác nhau có thể được xác định bằng thử nghiệm nhiệt độ cao.
- Bộ phận nóng chảy và cách điện
- Tuổi thọ của các bộ phận bị rút ngắn
- Nhiệt tăng gây ra phản ứng hóa học hoặc oxy hóa
- Các bộ phận điện khác nhau quá nóng và hỏng
- Đối với các thiết bị, máy móc lớn, dầu nhớt có thể bị thay đổi độ nhớt
- Thay đổi kết cấu, cơ khí
Kiểm tra nhiệt độ thấp
- Mất tính dẻo, giòn
- Dịch chuyển hằng số điện
- Các thành phần đóng băng upác thành phần bị đóng băng
- Trong các thiết bị lớn, chất bôi trơn chuyển sang dạng gel hoặc trở nên nhớt hơn
- Mất nhiệt nhanh
- Nứt, bong, tróc bề mặt
Chu kỳ nhanh của nhiệt độ
- Thay đổi phản ứng của các bộ phận ở các nhiệt độ khác nhau
- Kích thước, hình dạng của vật liệu thay đổi
- Cách nhiệt, phớt, đệm, trục hoặc ổ trục bị thay đổi hình dạng, biến dạng
- Hiệu suất của mạch dao động ở nhiệt độ thay đổi
- Mối nối và đầu nối bị nứt hoặc bung ra
- Bo mạch bị lỗi
Mất nhiệt nhanh
Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm (FDA)
Các yêu cầu của Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) không tập trung đặc biệt vào các buồng nhiệt độ. Thay vào đó, chúng liên quan chủ yếu đến các thiết bị thực phẩm mà buồng nhiệt độ được sử dụng để thử nghiệm. FDA chỉ định các loại thử nghiệm được chấp nhận để đảm bảo rằng các thiết bị sản xuất thực phẩm đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn và chất lượng, và có thể được bán ra thị trường.
Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế (ISO)
ISO (Tổ chức Tiêu chuẩn Hóa quốc tế) đã thiết lập các tiêu chuẩn quốc tế cho các phương pháp thử nghiệm được chấp nhận cho nhiều loại sản phẩm. ISO là một tổ chức quốc tế được công nhận bởi đa số các quốc gia trên thế giới. Họ đã xây dựng một danh mục cụ thể về các yêu cầu liên quan đến việc thực hiện thử nghiệm và quy trình thực hiện chúng.
Một số tiêu chuẩn ISO:
- ISO 11507 – Thử nghiệm sơn và vecni
- ISO 29664 – Thử nghiệm sơn và vecni
- ISO 4892-1 và 3 (EN) (DIN) – Thử nghiệm chất dẻo
Kết luận
- Buồng nhiệt độ là môi trường được kiểm soát có khả năng tạo ra các điều kiện mà sản phẩm sẽ gặp phải trong quá trình sử dụng.
- Buồng nhiệt độ kiểm tra các tác động kéo dài của phạm vi nhiệt độ khác nhau để kiểm tra các thông số chất lượng của sản phẩm hoặc bộ phận.
- Buồng nhiệt độ tạo ra các môi trường và điều kiện sản xuất có thể mô phỏng các loại điều kiện mà khách hàng có thể gặp phải với một sản phẩm.
- Buồng nhiệt độ là một thuật ngữ chung được sử dụng để mô tả một buồng tiến hành nhiều thử nghiệm môi trường.
- Nhiệt độ tạo ra ứng suất trong sản phẩm và là điều mà mọi sản phẩm đều trải qua trong quá trình sử dụng.
