การทดสอบความชื้น IEC 60068: วิธีเลือกห้องทดสอบสิ่งแวดล้อม

การทดสอบสิ่งแวดล้อมมีอยู่เพื่อตอบคำถามหนึ่งข้อก่อนที่ผลิตภัณฑ์จะถึงภาคสนาม: มันจะยังทำงานได้หรือไม่หลังจากผ่านความร้อน ความเย็น ความชื้น และการสั่นสะเทือนมาหลายปี? สำหรับวิศวกรที่ทำงานด้านอากาศยาน ยานยนต์ เซมิคอนดักเตอร์ แบตเตอรี่ และการพัฒนาอิเล็กทรอนิกส์ คำตอบมักได้มาจากโปรแกรมการทดสอบมาตรฐาน ในบรรดาเหล่านี้ IEC 60068 ยังคงเป็นหนึ่งในตระกูลมาตรฐานที่ถูกอ้างอิงมากที่สุดสำหรับการทดสอบทางภูมิอากาศและทางกล

บทความนี้อธิบายว่า IEC 60068 ครอบคลุมอะไร การทดสอบความชื้นและอุณหภูมิมีโครงสร้างอย่างไร และสิ่งที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือกห้องทดสอบอุณหภูมิสูงต่ำความชื้นหรือระบบที่เกี่ยวข้อง

IEC 60068 ครอบคลุมอะไรจริงๆ

IEC 60068 เผยแพร่เป็นส่วนๆ โดยแต่ละส่วนกล่าวถึงหมวดหมู่ความเครียดสิ่งแวดล้อมที่แตกต่างกัน ส่วนที่ถูกอ้างอิงบ่อยที่สุดในการจัดซื้อห้องทดสอบคือ:

• IEC 60068-2-1 — การทดสอบความเย็น
• IEC 60068-2-2 — การทดสอบความร้อนแห้ง
• IEC 60068-2-30 — ความร้อนชื้น แบบวัฏจักร (รอบ 12 ชม. + 12 ชม.)
• IEC 60068-2-78 — ความร้อนชื้น สภาวะคงตัว
• IEC 60068-2-14 — การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ (วัฏจักรความร้อนและการกระแทก)
• IEC 60068-2-38 — การทดสอบวัฏจักรอุณหภูมิ/ความชื้นแบบผสม

ความแตกต่างระหว่างความร้อนชื้นแบบสภาวะคงตัวและแบบวัฏจักรมีความสำคัญต่อการเลือกอุปกรณ์ การทดสอบแบบสภาวะคงตัวรักษาอุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์คงที่ในช่วงเวลาที่กำหนด ซึ่งสร้างความต้องการต่อเนื่องต่อเสถียรภาพการควบคุมความชื้น การทดสอบแบบวัฏจักรเปลี่ยนระหว่างสภาวะ บางครั้งมีช่วงการควบแน่น ซึ่งสร้างความต้องการต่ออัตราการเปลี่ยน เวลาฟื้นตัว และการป้องกันการควบแน่นที่ไม่พึงประสงค์บนตัวห้องทดสอบเอง

มาตรฐานที่เกี่ยวข้อง IEC 60068-2-38 รวมวัฏจักรอุณหภูมิกับการสัมผัสความชื้นในโปรไฟล์เดียว ห้องทดสอบที่ предназначеныสำหรับงานนี้ต้องการการควบคุมทั้งสองตัวแปรอย่างประสานกัน แทนที่จะเป็นลูปอิสระที่ขัดแย้งกัน

ช่วงอุณหภูมิและความชื้นในทางปฏิบัติ

ช่วงการทำงานทั่วไปสำหรับห้องทดสอบภูมิอากาศเอนกประสงค์อยู่ที่ประมาณ -70 °C ถึง +180 °C โดยแพลตฟอร์มขยายถึง -75 °C ถึง +200 °C การควบคุมความชื้นโดยทั่วไปครอบคลุมประมาณ 10 %RH ถึง 98 %RH แม้ว่าขอบเขตที่ทำได้จะแคบลงที่อุณหภูมิสุดขั้ว นี่เป็นข้อจำกัดทางฟิสิกส์ ไม่ใช่ข้อจำกัดของผู้ผลิต: ที่อุณหภูมิต่ำมาก ปริมาณความชื้นในอากาศมีน้อยมาก และที่อุณหภูมิสูงใกล้ 100 °C ความสัมพันธ์ของจุดน้ำค้างจำกัดว่าสามารถรักษาความชื้นสัมพัทธ์ได้มากเพียงใด

เมื่อตรวจสอบเอกสารข้อมูล ดูที่ ช่วงความชื้นที่ระบุที่อุณหภูมิเฉพาะ ไม่ใช่ตัวเลข headline เดียว ห้องทดสอบที่ได้ระดับ 98 %RH ที่ +25 °C อาจเข้าถึงได้เพียง 20 %RH ที่ +85 °C โปรไฟล์การทดสอบที่ต้องการความชื้นสูงที่อุณหภูมิสูงต้องตรวจสอบอย่างระมัดระวังเทียบกับขอบเขตประสิทธิภาพจริง

พารามิเตอร์อื่นๆ ที่ควรพิจารณา:

• ความสม่ำเสมอของอุณหภูมิ ทั่วปริมาตรการทำงาน มักแสดงเป็นค่าความคลาดเคลื่อนที่จุดตั้งค่าที่กำหนด
• การแกว่ง ที่เซ็นเซอร์ควบคุม ซึ่งแตกต่างจากความสม่ำเสมอ
• อัตราการเพิ่มและลดอุณหภูมิ แบบเชิงเส้นหรือเฉลี่ย และระบุโดยมีหรือไม่มีโหลดจริง
• ความสม่ำเสมอของความชื้นและเวลาตอบสนอง หลังการเปลี่ยนจุดตั้งค่า

จับคู่ประเภทห้องทดสอบกับวัตถุประสงค์การทดสอบ

ไม่ใช่ทุกข้อกำหนดอุณหภูมิหรือความชื้นที่อยู่ในกล่องเดียวกัน ตารางด้านล่างจับคู่วัตถุประสงค์การทดสอบทั่วไปกับหมวดหมู่อุปกรณ์

การเลือกระหว่างห้องทดสอบการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเร็วกับห้องทดสอบการกระแทกความร้อนมักถูกเข้าใจผิด ห้องทดสอบการเปลี่ยนแปลงเร็วเคลื่อนอากาศภายในพื้นที่ทำงานเดียว ห้องทดสอบการกระแทกความร้อนเคลื่อนผลิตภัณฑ์ระหว่างสองโซนที่ปรับสภาพล่วงหน้า อย่างหลังสร้างการเปลี่ยนผ่านระดับผลิตภัณฑ์ที่ชันกว่ามาก แต่ให้การควบคุมพฤติกรรมการคงอยู่ промежуточный น้อยกว่า

สำหรับโปรแกรมที่รวมการสั่นสะเทือนกับภูมิอากาศ ห้องทดสอบแบบสามแกนรวมช่วยให้กระตุ้นและการสัมผัสภูมิอากาศพร้อมกัน ซึ่งสะท้อนสภาวะการใช้งานจริงได้ดีกว่าการทดสอบตามลำดับ รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับตัวเลือกการกำหนดค่าดูได้ที่ /projects/

มาตรฐานนอกเหนือ IEC: จุดที่โปรไฟล์แตกต่าง

IEC 60068 ไม่ใช่กรอบเดียวเท่านั้น หลายอุตสาหกรรมเพิ่มข้อกำหนดเพิ่มเติม:

• MIL-STD-810 — ข้อพิจารณาทางวิศวกรรมสิ่งแวดล้อมทางทหารสหรัฐฯ ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในอากาศยานและการป้องกัน
• GJB — มาตรฐานทางทหารแห่งชาติจีน มักจับคู่กับวิธี MIL-STD
• ISO 16750 — ยานยนต์บนถนน สภาวะสิ่งแวดล้อมสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์
• JEDEC JESD22 — ความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ รวมถึงความไวต่อความชื้น
• ASTM และ UL — การทดสอบวัสดุและความปลอดภัยผลิตภัณฑ์ที่มีองค์ประกอบทางภูมิอากาศ

ผลในทางปฏิบัติคือห้องทดสอบเดียวอาจต้องตอบสนองหลายโปรไฟล์ เมื่อกำหนดอุปกรณ์ ให้ระบุทุกมาตรฐานและวิธีที่คุณคาดว่าจะรัน จากนั้นยืนยันช่วงอุณหภูมิ ช่วงความชื้น อัตราการเพิ่มลด และค่าความคลาดเคลื่อนการคงอยู่ที่แต่ละวิธีต้องการ ห้องทดสอบที่ sized สำหรับความร้อนชื้นสภาวะคงตัวอาจไม่เพียงพอสำหรับโปรไฟล์วัฏจักรเร็วจากมาตรฐานอื่น

รายการตรวจสอบการเลือก

ก่อนขอใบเสนอราคา รวบรวมสิ่งต่อไปนี้:

1. มาตรฐานและวิธีการทดสอบ ที่คุณต้องปฏิบัติตาม รวมถึงปีที่แก้ไข
2. ช่วงอุณหภูมิ ที่มี margin เกินจุดตั้งค่าสูงสุดและต่ำสุดของคุณ
3. ช่วงความชื้นที่แต่ละอุณหภูมิ ไม่ใช่แค่ที่อุณหภูมิแวดล้อม
4. อัตราการเพิ่มลด ที่ต้องการ และใช้กับผลิตภัณฑ์หรืออากาศ
5. เวลาคงอยู่และค่าความคลาดเคลื่อน ที่แต่ละ plateau
6. คำอธิบายโหลด — มวล วัสดุ การกระจายพลังงาน และการติดตั้ง
7. ปริมาตรห้องทดสอบ เทียบกับโหลด เนื่องจากโหลดขนาดใหญ่ในห้องเล็กทำให้การฟื้นตัวช้าลง
8. ข้อกำหนดสาธารณูปโภค — ไฟฟ้า น้ำ การระบายน้ำ และอากาศอัด
9. ความต้องการบันทึกข้อมูลและการตรวจสอบย้อนกลับ สำหรับรายงานการตรวจสอบหรือการรับรอง

ลักษณะโหลดควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษ อุปกรณ์ที่มีไฟเลี้ยงและกระจายความร้อนภายในห้องทดสอบเปลี่ยนสมดุลความร้อน และโหลดที่ดูดความชื้นสามารถดูดซับหรือปล่อยความชื้น รบกวนการควบคุมความชื้น การแชร์รายละเอียดเหล่านี้ตั้งแต่เนิ่นๆ ช่วยหลีกเลี่ยงความประหลาดใจระหว่างการ commissioning

สรุป

IEC 60068 ให้คำศัพท์ที่มีโครงสร้างสำหรับการทดสอบทางภูมิอากาศ แต่มาตรฐานเพียงอย่างเดียวไม่ได้บอกคุณว่าควรซื้อห้องทดสอบใด ปัจจัยชี้ขาดคือวิธีการเฉพาะที่คุณต้องรัน ขอบเขตความชื้นและอุณหภูมิที่แต่ละจุดตั้งค่า ค่าความคลาดเคลื่อนการเพิ่มลดและการคงอยู่ และลักษณะของโหลด วิศวกรที่ map ข้อกำหนดเหล่านี้ก่อนประเมินอุปกรณ์มักได้ห้องทดสอบที่สนับสนุนโปรแกรมการรับรองของพวกเขา แทนที่จะจำกัดมัน

สำหรับคำแนะนำเฉพาะการประยุกต์ในสภาพแวดล้อมอากาศยาน ยานยนต์ เซมิคอนดักเตอร์ แบตเตอรี่ และการวิจัย ดูที่ /applications/ และ /solutions/ บันทึกทางเทคนิคเกี่ยวกับการออกแบบห้องทดสอบและสถาปัตยกรรมการควบคุมรวบรวมไว้ที่ /tech/ และคำถามเกี่ยวกับการกำหนดค่าสามารถส่งผ่าน /contact/