F

Fallstudie vor Ort: Fehlerbehebung und Lösung von 12 realen Herausforderungen in Testkammern mit konstanter Temperatur und Luftfeuchtigkeit

Prüfkammern mit konstanter Temperatur und Luftfeuchtigkeit gehören zu den am häufigsten verwendeten Umweltsimulationsgeräten in der Produktzuverlässigkeitsprüfungskette. In tatsächlichen Laborbetriebsumgebungen gibt es jedoch eine Vielzahl von betrieblichen Herausforderungen zwischen „Betrieb der Ausrüstung“ und „Zuverlässigkeit der Testdaten“ – wie z. B. Verschlechterung der Kühlleistung, Ausfälle bei der Feuchtigkeitskontrolle, Kondensationsstörungen, Sensordrift, Programmunterbrechungen und Kondensation/Tröpfchenbildung. Einige dieser Probleme sind auf Abweichungen in den Umgebungsbedingungen zurückzuführen, andere auf unzureichende Wartung der Ausrüstung und andere auf systemische Mängel in den Betriebsabläufen selbst.

Dieses Papier konzentriert sich auf die MY-80L-Testkammer für konstante Temperatur und Luftfeuchtigkeit (Temperaturbereich: –60 °C bis 150 °C; Luftfeuchtigkeitsbereich: 20 %–98 % relative Luftfeuchtigkeit; ausgestattet mit einem französischen Taikang-Kompressor und einem koreanischen TEMI880-Controller) und stellt 12 reale Fallstudien zu Hochfrequenz- oder anspruchsvollen Feldproblemen zusammen. Jede Fallstudie rekonstruiert den Fehlerbehebungsprozess anhand eines dreistufigen Rahmenwerks: „Fehlersymptome → Ursachenanalyse → Korrekturlösungen“. Das Fazit liefert Kurzreferenzparameter für die Ausrüstung und Zusammenfassungen praktischer Erfahrungen.

■ Überblick über den Hintergrund der Ausrüstung

Der MY-80L hat ein effektives Volumen von 80 l und verfügt über eine Innenkammer aus Edelstahl SUS#304 und eine Isolierschicht aus starrem Polyurethanschaum in Kombination mit Glaswolle. Das Kühlsystem nutzt einen vollständig geschlossenen Kompressor des französischen Herstellers Taikang, der mit dem umweltfreundlichen Kältemittel R404A ausgestattet ist; Das Expansionssystem ist leistungsgesteuert und umfasst ein Danfoss-Expansionsventil, einen ALCO-Ölabscheider und einen Filter. Der Steuerungskern besteht aus einem 7-Zoll-Farb-Touchscreen-Panel des koreanischen TEMI880, das automatisch sechs PID-Parametersätze berechnen kann, eine Programmkapazität von 100 Sätzen mit 5.000 Segmenten aufweist und über einen Ausschaltspeicher für den Dauerbetrieb verfügt. Die folgenden Parameter wurden im Leerlauf bei einer Raumtemperatur von 20 °C kalibriert:

▼ Nachfolgend finden Sie 12 repräsentative herausfordernde Fallstudien aus der Praxis

Fall 01 | Starke Verschlechterung der Kühlgeschwindigkeit; Nichterreichen einer Temperatur von -60 °C über einen längeren Zeitraum

[Fehlersymptome] Während eines auf -60 °C eingestellten Niedertemperaturtests begann das Gerät von Raumtemperatur abzukühlen. Als die Temperatur auf etwa -35 °C sank, verringerte sich die Abkühlgeschwindigkeit plötzlich von normal 1 °C/min auf weniger als 0,3 °C/min; Trotz über 90 Minuten Betriebszeit wurde die Zieltemperatur von -60 °C nicht erreicht. Auf dem TEMI880-Bedienfeld wurde kein Alarm angezeigt und der Kompressor arbeitete normal.

[Ursachenanalyse] Die Grundursache wurde durch eine dreistufige Untersuchung identifiziert: ① Umweltfaktoren – Im Sommer wies die Laborklimaanlage eine unzureichende Kühlleistung auf, was zu einer Innentemperatur von 33 °C führte, die den garantierten Leistungsbereich des Geräts (5–35 °C) überschritt; Infolgedessen nahm die Wärmeableitungseffizienz des Kondensators erheblich ab. ② Belastungsfaktoren – Der Prüfling war ein Metallguss mit einem Einzelstückgewicht von 12 kg; Die gesamte thermische Masse der drei Proben überstieg bei weitem die empfohlene Ladekapazität für die 80-Liter-Kammer (die ein Drittel des Innenvolumens der Kammer nicht überschreiten sollte). ③ Wartungsfaktoren – Die Kondensatorlamellen litten unter starker Staubansammlung und die Zwischenräume zwischen den Lamellen waren durch Staub verstopft, was zu einer Verringerung der Kühlluftströmungsrate führte. Die kombinierte Wirkung dieser drei Faktoren führte zu einer unzureichenden Ausgangsleistung des Kühlsystems im Niedrigtemperatur-Betriebsbereich.

[Lösung]Schritt 1: Stellen Sie die Temperatur der Laborklimaanlage auf 22 °C ein, um sicherzustellen, dass die Raumtemperatur stabil im Bereich von 20–25 °C bleibt; Schritt 2: Reduzieren Sie die Anzahl der Testproben auf eine und platzieren Sie diese mittig auf dem Regal, um eine ungehinderte Luftzirkulation zu gewährleisten. Schritt 3: Spülen Sie die Vorder- und Rückseite der Kondensatorlamellen abwechselnd mit Druckluft, um angesammelten Staub zu entfernen (empfohlen vierteljährlich durchzuführen). Nach diesen Schritten den Kühlvorgang erneut starten; Der Abkühlvorgang von 25 °C auf –60 °C dauerte 52 Minuten, danach normalisierte sich die Abkühlgeschwindigkeit wieder.

Fall 02 | Die Luftfeuchtigkeit erreicht über einen längeren Zeitraum nicht den eingestellten Wert und bleibt bei 75 % relativer Luftfeuchtigkeit hängen

[Fehlerbeobachtung] Wenn ein konstanter Feuchte-Wärme-Test auf 85 °C/85 % RH eingestellt wurde, begann die Luftfeuchtigkeit, nachdem die Temperatur normalerweise 85 °C erreicht hatte, vom Umgebungsfeuchtigkeitsniveau anzusteigen, stieg auf 75 % RH und erreichte dann ein Plateau, wobei sie 30 Minuten lang unverändert blieb – deutlich niedriger als der eingestellte Wert von 85 % RH.

[Ursachenanalyse] Prioritätscheckliste für die Untersuchung unzureichender Luftfeuchtigkeit: ① Feuchtkugeltank – bei der Inspektion wird ein normaler Wasserstand festgestellt, die Feuchtkugelgaze ist jedoch seit über 3 Monaten im Einsatz; Die Gaze ist stark verhärtet und vergilbt, was zu einem Verlust der kapillaren Wasseraufnahmefähigkeit führt. Dies führt zu einer ungenauen Berechnung des Temperaturunterschieds zwischen der trockenen und der feuchten Glühbirne, was dazu führt, dass der Regler die aktuelle Luftfeuchtigkeit fälschlicherweise als höher als den tatsächlichen Wert einschätzt und die Befeuchtung folglich einstellt. ② Befeuchtungsrohr – die Oberfläche des kundenspezifischen 1-kW-Befeuchtungsrohrs weist erhebliche Kalkablagerungen auf, die die thermische Effizienz verringern; ③ Abdichtung – der Türdichtstreifen am rechten Griffscharnier weist eine leichte Abhebung auf, sodass Feuchtigkeit durch den Spalt austreten kann.

[Lösung] Ersetzen Sie die Feuchtkugelgaze (verwenden Sie den in der Standardkonfiguration mitgelieferten Vliesstoff; schneiden Sie ihn auf die entsprechenden Abmessungen zu und befeuchten Sie ihn dann vor der Installation mit reinem Wasser). Entfernen Sie Kalkablagerungen von der Oberfläche des Befeuchtungsrohrs (30 Minuten in einer Zitronensäurelösung einweichen und dann mit einer weichen Bürste reinigen). Stellen Sie die Türscharniere ein und ersetzen Sie die Dichtungsstreifen. Starten Sie nach diesen Schritten das System neu. Innerhalb von 15 Minuten steigt die Luftfeuchtigkeit von 75 % RH auf 85 % RH und stabilisiert sich. Wichtiger Tipp: Die Feuchtkugelgaze sollte monatlich ausgetauscht werden; Ersetzen Sie es nicht durch gewöhnlichen Baumwollstoff.

Fall 03 | Plötzlicher Sprung im Luftfeuchtigkeitsanzeigewert; Den Daten kann nicht vertraut werden

[Fehlersymptome] Während des Betriebs mit konstanter Temperatur und Luftfeuchtigkeit (60 °C / 90 % RH) weist die Luftfeuchtigkeitsanzeige auf dem TEMI880-Panel unregelmäßige Schwankungen im Bereich von 82 % RH bis 96 % RH auf, die alle 5–8 Sekunden auftreten; Die Temperaturanzeige bleibt normal und stabil. Die Testdaten können die Bewertungskriterien nicht erfüllen, da die Feuchtigkeitsschwankungen die zulässige Toleranz überschreiten.

[Ursachenanalyse] Die Temperatur blieb stabil, während die Luftfeuchtigkeitswerte schwankten; Nachdem drastische Schwankungen der tatsächlichen Luftfeuchtigkeit im Gehäuse ausgeschlossen wurden, deutete diese Beobachtung auf Probleme mit dem Sensor oder seiner Signalschaltung hin. Bei der Inspektion des Feuchtkugel-Pt100-Sensors wurde festgestellt, dass die Gaze nicht richtig positioniert war – sie deckte das Sensorelement des Sensors nicht vollständig ab und das untere Ende der Gaze war nicht unter die Wasseroberfläche im Bad eingetaucht. Folglich wurde die für die Nass-Trocken-Kugelberechnung erforderliche „Feuchtkugeltemperatur“ praktisch zu einer „Halbtrockenkugeltemperatur“, was zu instabilen Feuchtkugeltemperatursignalen führte. Eine weitere Untersuchung ergab eine leichte Oxidation an den Anschlussklemmen des Pt100-Sensors und Schwankungen im Kontaktwiderstand führten zu Signalschwankungen.

[Lösung] Bringen Sie die Feuchtkugelgaze wieder an: Stellen Sie sicher, dass die Gaze die Temperaturmessbirne des Sensors vollständig umschließt, wobei das untere Ende der Gaze mindestens 20 mm unter die Wasseroberfläche des Tanks ragt und dass sich zwischen der Gaze und dem Sensor keine Luftblasen befinden. Reinigen Sie die Pt100-Anschlüsse (mit elektronischem Kontaktreiniger einsprühen und anschließend mit einem fusselfreien Tuch abwischen). Aktivieren Sie die Funktion zur automatischen Trocken- und Feuchtkugelkalibrierung (TEMI880-Menü → Kalibrierung → Automatische Trocken- und Feuchtkugelkalibrierung). Sobald die Kalibrierung abgeschlossen ist, stabilisiert sich die Luftfeuchtigkeitsanzeige bei 90 ± 1 % RH.

Fall 04 | Fehler bei der Ermittlung des Prüfergebnisses aufgrund von Oberflächenkondensation am Prüfling

[Fehlerbeobachtung] An der PCBA-Leiterplatte wurde ein temperatur- und feuchtigkeitsbeschleunigter Lebensdauertest im Bereich von 25 °C bis 85 °C bei 85 % relativer Luftfeuchtigkeit durchgeführt. Während der Temperaturanstiegsphase bildeten sich deutliche Wassertropfen (Kondensation) auf der Oberfläche der Leiterplatte; Darüber hinaus zeigten die Ergebnisse der optischen Inspektion und der Isolationstests Anomalien (der Isolationswiderstand sank abrupt vom Normalwert von 500 MΩ auf 5 MΩ). Der Kunde hielt den Test daher für ungültig.

[Ursachenanalyse] Der physikalische Mechanismus der Kondensation: Wenn die Oberflächentemperatur des Prüflings unter der Taupunkttemperatur der Luft in der Kammer liegt, kondensiert Wasserdampf auf der Prüflingsoberfläche. Wenn während der Aufheizphase die Lufttemperatur schneller ansteigt als die Probentemperatur (insbesondere bei Metallsubstraten und stark beanspruchten Proben), entsteht ein Temperaturdifferenzfenster – gekennzeichnet durch „wärmere Luft und kühlere Probe“. Innerhalb dieses Fensters übersteigt die Taupunkttemperatur die Probenoberflächentemperatur, was unweigerlich zur Kondensation führt. Die Standardheizrate des Geräts ist auf den Maximalwert von 9,9 eingestellt; Eine übermäßig schnelle Erwärmung verschlimmert dieses Temperaturdifferenzfenster noch weiter.

[Lösung] Durch Nutzung der Temperatursteigungsfunktion von TEMI880 wurde die Heizrate von 9,9 auf 2,0 reduziert, während eine „Vorheizphase“ in das Programm integriert wurde: Zunächst wurde die Temperatur unter Bedingungen niedriger Luftfeuchtigkeit (25 °C / 40 % relative Luftfeuchtigkeit) über etwa 15 Minuten auf 85 °C erhöht; Anschließend wurde die Temperatur 10 Minuten lang bei 85 °C gehalten, damit sich die Testprobe vollständig äquilibrieren konnte. Schließlich wurde die Luftfeuchtigkeit schrittweise von 40 % RH auf 85 % RH mit einer Rate von 3 % RH/Min. erhöht. Diese „Erst erhitzen, dann befeuchten“-Strategie stellte sicher, dass der Prüfling vor dem Anstieg der Luftfeuchtigkeit die Zieltemperatur erreichte und so das Kondensationsfenster eliminierte. Nach diesem Vorgang wurde keine Kondensation auf der Oberfläche der PCBA beobachtet und der Isolationswiderstand blieb während des gesamten Tests konstant über 500 MΩ.

Fallstudie 05 | Überschreitung der Temperatur- und Feuchtigkeitsgenauigkeits-Driftgrenzwerte nach 30 aufeinanderfolgenden Betriebstagen

[Fehlersymptome] Nach 30 aufeinanderfolgenden Tagen beschleunigter Alterungstests vergrößerte sich die Temperaturabweichung der Ausrüstung von anfänglich ±0,5 °C auf ±1,8 °C (überschreitet die ≤2 °C-Spezifikation und nähert sich dem kritischen Schwellenwert), während die Feuchtigkeitsabweichung von ±1 % RH auf ±4 % RH zunahm. Auf dem TEMI880-Panel wurden keine ungewöhnlichen Alarme festgestellt. Es wurde jedoch eine systematische Abweichung zwischen den vom externen Datenlogger angezeigten Werten und denen des Panels beobachtet.

[Ursachenanalyse] Nach längerem Betrieb weist der Pt100-Sensor eine Nullpunktdrift auf, ein typisches Alterungsphänomen, das bei Umweltprüfgeräten beobachtet wird. Detaillierte Analyse: Wenn der Pt100-Temperatursensor kontinuierlich in einem weiten Temperaturbereich von -60 °C bis 150 °C arbeitet, unterliegt der Platindrahtwiderstand seines Sensorelements geringfügigen Abweichungen in seiner Temperaturcharakteristik; Beim Feuchtkugel-Pt100-Sensor führen längeres Eintauchen und Kalkablagerungen zu einer verringerten Reaktionsgeschwindigkeit. Die PID-Parameter des Reglers wurden zunächst auf Grundlage der ursprünglichen Sensoreigenschaften abgestimmt; Sobald jedoch eine Sensordrift auftritt, liefern diese Parameter nicht mehr die optimale Leistung, was zu einer verminderten Regelgenauigkeit führt.

[Lösung]Schritt 1: Führen Sie eine automatische Trocken- und Feuchtkugelkalibrierung durch (TEMI880-Menü → Kalibrierung → Automatische Trocken- und Feuchtkugelkalibrierung); Nach der Kalibrierung wird die Temperaturabweichung auf ±0,6 °C und die Feuchtigkeitsabweichung auf ±1,5 % RH wiederhergestellt. Schritt 2: Führen Sie die automatische PID-Neukalibrierung durch: Stellen Sie unter Leerlaufbedingungen eine Sprungantwort von 25 °C bis 85 °C ein, damit der Controller die Reaktionseigenschaften des Systems automatisch testen und die P/I/D-Parameter neu berechnen kann. Nach Abschluss dieses Vorgangs verringert sich die Temperaturabweichung weiter auf ±0,3 °C und die Feuchtigkeitsabweichung auf ±0,8 % RH. Legen Sie Wartungsverfahren fest: Führen Sie vierteljährlich eine Trocken- und Feuchtkugelkalibrierung durch und führen Sie die automatische PID-Neukalibrierung alle sechs Monate oder nach einer Änderung der Lastart durch.

Fall 06 | Stromausfall während des Experiments: Geht das Programm verloren? Sind die Daten gültig?

[Fehlerbeobachtung] Während des 1.000-stündigen zyklischen Temperatur- und Feuchtigkeitstests löste die Laborstromversorgung in der 320. Stunde aus und der Strom wurde unterbrochen. Nach Wiederherstellung der Stromversorgung startete das Gerät automatisch neu und nahm sein Testprogramm wieder auf; Während des Stromausfalls sank die Temperatur in der Testkammer jedoch auf natürliche Weise vom eingestellten Wert von 85 °C auf die Raumtemperatur von 26 °C und die Luftfeuchtigkeit sank von 85 % RH auf die Umgebungsfeuchtigkeit von 55 % RH, was etwa 25 Minuten anhielt. Während dieses Zeitraums erfuhr der Prüfling einen unkontrollierten Temperaturabfall.

[Ursachenanalyse] Die Ausschaltspeicherfunktion des Geräts funktioniert normal und nach Wiederherstellung der Stromversorgung werden die Programmsegmente ohne Fehler weiter ausgeführt. Das Problem liegt jedoch darin, dass der Temperaturverlauf während der Power-Off-Erholungsphase (ca. 25 Minuten) nicht in die gültige Testdauer einfließt; Darüber hinaus kann dieses Abschaltereignis zu einer unerwarteten thermischen Belastung des Prüflings führen und möglicherweise die Gültigkeit der Testergebnisse beeinträchtigen. Das Gerät selbst weist keine Funktionsstörungen auf; Die Bedenken beziehen sich auf die Zuverlässigkeit der externen Stromversorgung und die Beurteilung der Gültigkeit der Testdaten.

[Lösung]Hardwareebene: Stellen Sie USV-Systeme (Unterbrechungsfreie Stromversorgung) in Regionen mit instabiler Stromversorgung bereit, um sicherzustellen, dass die Geräte nach einem Stromausfall mindestens 15 Minuten lang in Betrieb bleiben können, und ermöglichen Sie so den reibungslosen Abschluss des aktuellen Programmabschnitts. Betriebsebene: Notieren Sie den Zeitstempel des Stromausfalls, den Zeitstempel der Stromwiederherstellung sowie die Temperatur- und Feuchtigkeitstrendkurven während des Stromausfalls im Testbericht. Der Testingenieur muss dann feststellen, ob eine solche Unterbrechung die Gültigkeit des Tests beeinträchtigt. Sollte die Entscheidung „gültig sein, aber eine kompensatorische Laufzeit erfordern“, wird am Ende des Programms eine entsprechende Menge an kompensatorischer Laufzeit angehängt. Standardisierungsebene: Definieren Sie im Testprotokoll ausdrücklich das Kriterium, dass „Tests mit einem einzelnen Stromausfall von mehr als 10 Minuten oder kumulativen Stromausfällen von mehr als 30 Minuten wiederholt werden müssen.“

Fallstudie 07 | Externe Kondensation und Tropfen auf dem Schrankgehäuse gefährden die Laborsicherheit

[Fehlersymptome] Während des Tieftemperaturtests bei -40 °C traten an den Seitenwänden und der Oberseite des Außengehäuses des Geräts zahlreiche Kondenswassertropfen auf; Diese Tröpfchen fielen auf den Laborboden, bildeten eine rutschige Oberfläche und stellten ein Sicherheitsrisiko dar. Auf der Oberfläche der Edelstahlplatten des Außengehäuses waren deutliche Wasserstreifen zu erkennen.

[Ursachenanalyse] Die Isolierschicht des Geräts besteht aus einer Verbundstruktur aus Polyurethan-Hartschaum und Glaswolle. Während des Tieftemperaturtests wurde die Innenkammertemperatur auf -40 °C eingestellt. Wenn die Laborumgebung eine hohe Luftfeuchtigkeit aufwies (gemessen bei 75 % RH) und die Umgebungstemperatur 25 °C betrug, könnte die Oberflächentemperatur der Außenkammer unter die Taupunkttemperatur der Umgebung (ca. 20,5 °C) fallen, was unweigerlich zu Kondensation führen würde. Die Inspektion ergab eine leichte Verformung an der unteren linken Ecke des Dichtungsstreifens der Kammertür; Eine unzureichende Abdichtung in diesem Bereich ließ kalte Luft austreten, was zu lokal niedrigeren Oberflächentemperaturen an der Außenkammer und einer verstärkten Kondensation führte.

[Lösung] Reduzieren Sie zunächst die Umgebungsfeuchtigkeit im Labor auf unter 60 % relative Luftfeuchtigkeit (durch Aktivierung des Luftentfeuchters), sodass die Taupunkttemperatur der Umgebung unter der Oberflächentemperatur des Außenschranks bleibt. Zweitens ersetzen Sie alle verformten Türdichtungsstreifen, um eine gleichmäßige Dichtheit und Abdichtung rund um den Schranktürumfang zu gewährleisten (nach dem Schließen der Tür messen Sie mit einer 0,05-mm-Fühlerlehre den Spalt an der Dichtungsfläche; es darf kein Material durchdringen können). Drittens prüfen Sie den Zustand der Dichtungsstreifen an den drei Schichten der Vakuumbeobachtungsfenster (260 x 340 x 40 mm). Ersetzen Sie alle veralteten Streifen. Viertens: Stellen Sie das Gerät so auf, dass es keinen direkten Luftstrom von den Lüftungsschlitzen der Klimaanlage erhält, um lokale Temperaturschwankungen zu vermeiden, die die Kondensation verstärken könnten. Nach Durchführung dieser Maßnahmen darf während des -40 °C-Tests keine Kondensation am Außengehäuse beobachtet werden.

Fallstudie 08 | Frostbildung am Niedertemperaturzonenverdampfer; verstärkte Temperaturschwankungen

[Fehlersymptome] Während des Tieftemperatur-Haltetests bei -50 °C beginnt die Temperatur periodische Schwankungen von ±2,5 °C gegenüber ihrem stationären Wert (normaler Schwankungsbereich: ≤0,5 °C) zu zeigen, mit einer Schwankungsdauer von etwa 15 Minuten. Der TEMI880 zeigt an, dass der Kompressor weiter läuft; Nachdem die Temperatur jedoch auf -53 °C gesunken ist, steigt sie allmählich wieder auf -47 °C an und wiederholt sich dieser Zyklus.

[Ursachenanalyse] Dies ist eine typische Manifestation von Vereisung am Verdampfer. Beim Betrieb bei niedrigen Temperaturen lagert sich restlicher Wasserdampf in der Verdampferkammer an den Verdampferlamellen ab und bildet eine Frostschicht. Diese Frostschicht erhöht den Wärmewiderstand an der Verdampferoberfläche, wodurch die Effizienz der Wärmeübertragung verringert wird und die Temperatur allmählich ansteigt. Wenn die Oberflächentemperatur der Frostschicht 0 °C überschreitet, schmilzt ein Teil des Frosts, wodurch die Wärmeübertragungseffizienz vorübergehend wiederhergestellt wird, was wiederum zu einem weiteren Temperaturabfall führt – und so einen zyklischen Prozess erzeugt: „Zuckerguss → Effizienzabfall → Temperaturanstieg → Abtauen → Effizienzsteigerung → Temperaturabfall → erneute Frostung.“ Bei Geräten ohne automatische Abtaufunktion führt ein längerer Betrieb bei niedrigen Temperaturen zwangsläufig zu diesem Phänomen.

[Lösung] Notfallverfahren: Unterbrechen Sie den Test, führen Sie den Abtauzyklus durch (erhöhen Sie die eingestellte Temperatur auf 20 °C und halten Sie sie 30 Minuten lang aufrecht; öffnen Sie dann die Kammertür und wischen Sie die Oberfläche der Verdampferrippen mit einem trockenen, weichen Tuch ab, um Restfeuchtigkeit zu entfernen), und setzen Sie den Niedertemperaturtest erst fort, nachdem Sie sich vergewissert haben, dass die Rippen vollständig trocken sind. Vorbeugende Maßnahmen: ① Überprüfen Sie vor jedem Tieftemperaturtest, ob das Kammerinnere trocken ist (führen Sie optional eine „Trocknungsphase“ bei 30 °C/30 % rF durch, um Restfeuchtigkeit zu beseitigen); ② Vermeiden Sie häufiges Öffnen der Kammertür während der Tieftemperaturphase (bei jeder Öffnung kann eine große Menge Wasserdampf eindringen). ③ Für einen längeren Betrieb bei niedrigen Temperaturen alle 48 Stunden eine Abtau-Erhaltungsphase einlegen. Halten Sie nach Korrekturmaßnahmen die Temperatur bei –50 °C mit Temperaturschwankungen innerhalb von ±0,4 °C.

Fall 09 | Fehlauslösung des Übertemperaturschutzes; Test mittendrin unterbrochen

[Fehlerphänomen] Während des Hochtemperaturtests bei 125 °C schaltete sich das Gerät nach 3 Stunden Betrieb plötzlich ab; Der TEMI880 zeigte einen „Übertemperaturalarm“ an und die Anzeigelampe des RKC-Übertemperaturschutzinstruments leuchtete auf. Die tatsächlich gemessene Temperatur in der Prüfkammer betrug 125,2 °C und überschritt damit nicht den eingestellten Wert; Da jedoch der eingestellte Schwellenwert des Schutzinstruments auf 125 °C konfiguriert war, löste die Obergrenze der normalen Temperaturschwankung die Schutzmaßnahme aus.

[Ursachenanalyse] Das Übertemperaturschutzgerät dient als sekundärer Sicherheitsschutz unabhängig von der Hauptsteuerung. Das Problem ist auf eine falsche Einstellung des Schutzschwellenwerts zurückzuführen: Der Bediener hat den Übertemperaturschutzwert auf die Testtemperatur von 125 °C eingestellt, während die normale Temperaturschwankung zwischen ±0,5 °C und ±1 °C liegt; Wenn also die Spitzentemperatur 125,5 °C erreicht, wird die 125 °C-Schutzschwelle ausgelöst. Der Übertemperaturschutzschwellenwert sollte mindestens 5–10 °C höher als der Prüftemperatursollwert eingestellt werden, um Temperaturschwankungen Rechnung zu tragen.

[Lösung] Passen Sie die Temperaturgrenze des RKC-Übertemperaturschutzgeräts von 125 °C bis 135 °C an (Prüftemperatur + 10 °C). Bestimmungskriterium: Übertemperaturschutzschwelle = Prüftemperatursollwert + 10 °C (Mindestspielraum); Für Hochtemperaturtests (>100 °C) wird die Verwendung von +15 °C empfohlen. Führen Sie nach der Einstellung den 125 °C-Test 48 Stunden lang ohne Unterbrechung erneut durch. Überprüfen Sie gleichzeitig die Übertemperaturschutz-Sollwerte für alle Testverfahren und erstellen Sie eine „Referenztabelle für die Einstellung der Schutzschwellen“, um ähnliche Fehlauslösungen zu verhindern.

Fall 10 | Ungleichmäßige Temperaturschwankung über mehrere Testproben hinweg; Einige Proben haben die Inspektion nicht bestanden

[Fehlerbeobachtung] Fünf mit Kunststoff umhüllte Testproben aus derselben Charge wurden zur Prüfung bei 85 °C/85 % relativer Luftfeuchtigkeit auf drei Regalebenen platziert. Nach Abschluss des Tests zeigten die beiden Testproben auf der oberen Ebene eine Farbveränderung und wurden als qualifiziert beurteilt; wohingegen die drei Testproben auf der unteren Ebene leichte Verformungen und ausgeprägtere Farbveränderungen aufwiesen und als ungeeignet beurteilt wurden. Es wurden signifikante Unterschiede in den Testergebnissen zwischen Testproben beobachtet, die sich an verschiedenen Positionen innerhalb derselben Testkammer befanden.

[Ursachenanalyse] Das Luftversorgungs- und Zirkulationssystem, bestehend aus mehreren Flügelventilatoren gepaart mit einem 90-W-Motor, leitet den Luftstrom von der Rückwand des Schranks, leitet ihn durch die Prüflinge und lässt ihn dann durch die Vorderwand wieder zirkulieren. Wenn die Dichte der Regale zu hoch ist, werden die Luftströmungskanäle zwischen den Prüflingen verstopft, was zu einem Temperaturgefälle zwischen der oberen und unteren Schicht führt. Experimentelle Messungen zeigen eine Temperatur von 85,1 °C in der oberen Schicht und 83,2 °C in der unteren Schicht, was einen Temperaturunterschied von 1,9 °C ergibt; In Kombination mit dem Feuchtigkeitsgradienten erhöht sich die Umweltbelastung für die Prüfkörper in der unteren Schicht. Darüber hinaus sind die Proben der unteren Schicht näher am Luftauslass des Verdampfers positioniert, und auch eine ungleichmäßige Vermischung von heißem und kaltem Luftstrom trägt zu diesem Phänomen bei.

[Lösung] Passen Sie zunächst den Abstand zwischen den Testproben an: Der Abstand zwischen benachbarten Proben darf nicht weniger als 50 mm betragen, und der Abstand zwischen jeder Probe und den Kammerwänden darf nicht weniger als 30 mm betragen, um eine ungehinderte Luftzirkulation innerhalb des Kanalsystems sicherzustellen. Zweitens: Verwenden Sie acht einstellbare Abstandshalter, um den Abstand der Regalebenen von einheitlichen Abständen zu einer Konfiguration „sparsam unten, dicht oben“ zu ändern, wodurch der Abstand zwischen den unteren Regalen vergrößert wird, um die Luftstromdämpfung auszugleichen. Drittens integrieren Sie eine 10-minütige „Temperaturhomogenisierungsphase“ in das Testprotokoll (halten Sie diese Phase 10 Minuten lang nach Erreichen der Zieltemperatur bei, bevor Sie den Timer starten), um eine vollständige Gleichmäßigkeit des Temperaturfelds innerhalb der Kammer sicherzustellen. Nach der Behandlung wurde der Temperaturunterschied zwischen oberer und unterer Ablage auf unter 0,4 °C reduziert und die Testergebnisse der fünf Proben waren konsistent.

Fall 11 | Häufige Start-Stopp-Zyklen des Kompressors, ungewöhnliche Geräusche und fragliche Lebensdauer

[Fehlersymptome] Während der Konstanttemperatur-Haltephase (wenn keine aktive Kühlung oder Heizung erforderlich ist) schaltet sich der Kompressor alle 3–4 Minuten wiederholt ein und aus, begleitet von einem deutlichen „Brumm-Klick“-Geräusch. Nach etwa einer Woche Dauerbetrieb steigt die Temperatur des Kompressorgehäuses (fühlt sich heiß an) und der Geräuschpegel steigt im Vergleich zum neuen Gerät deutlich an.

[Ursachenanalyse] Während der Konstanttemperatur-Haltephase ist der ideale Betriebsmodus für den Kompressor ein Betrieb mit niedrigem Arbeitszyklus (z. B. 30 Sekunden Betrieb, gefolgt von 120 Sekunden Abschaltung) und nicht ein hochfrequenter Start-Stopp-Zyklus. Eine Start-Stopp-Frequenz von 3–4 Zyklen pro Minute gilt aus zwei Gründen als zu hoch: ① Das Proportionalband (P) in den PID-Parametern ist zu eng eingestellt, was dazu führt, dass der Regler auf geringfügige Temperaturabweichungen überreagiert und häufig Start-Stopp-Befehle ausgibt; ② Die Start-Stopp-Druckdifferenzeinstellung des Saginomiya-Druckreglers ist zu klein eingestellt, was zu einem unzureichenden Abstand zwischen dem Schwellenwert für die Einleitung des Betriebs auf der Niederdruckseite und dem Schwellenwert für die Beendigung des Betriebs auf der Hochdruckseite führt, was dazu führt, dass das Kühlsystem wiederholt innerhalb eines engen Druckdifferenzbereichs arbeitet. Häufige Start-Stopp-Wechsel stellen das größte Risiko für vollständig geschlossene Kompressoren dar – jeder Startvorgang verbraucht einen Strom, der fünf- bis siebenmal höher ist als der normale Betriebsstrom, und eine solche wiederholte Belastung beschleunigt die Alterung der Isolierung der Motorwicklungen.

[Lösung] Schritt 1: Führen Sie die automatische PID-Berechnung aus, um das Proportionalband zu erweitern und dadurch die übermäßige Reaktion des Reglers auf geringfügige Abweichungen zu reduzieren. Schritt 2: Wenden Sie sich an professionelle Techniker, um die Start-/Stopp-Druckdifferenzeinstellungen des Saginomiya-Druckreglers anzupassen (verringern Sie den Niederdruck-Startschwellenwert entsprechend und erhöhen Sie den Hochdruck-Stoppschwellenwert entsprechend, um den Betriebsbereich zu erweitern und die Start-/Stoppfrequenz zu reduzieren). Schritt 3: Fügen Sie in den Programmeinstellungen des TEMI880 eine „Temperaturhalte-Totzone“ hinzu; Innerhalb eines Sollwertbereichs von ±0,3 °C wird kein Kühl- oder Heizvorgang ausgelöst, sodass das System die thermische Trägheit des Schranks nutzen kann, um die Temperatur aufrechtzuerhalten. Nach diesen Anpassungen wurde die Start-/Stoppfrequenz des Kompressors auf einmal alle 15–20 Minuten reduziert, der Betrieb stabilisierte sich und die Gehäusetemperatur kehrte auf normale Werte zurück.

Fall 12 | Verkalkung im Befeuchtungssystem: Extrem langsamer Anstieg der Luftfeuchtigkeit

[Fehlersymptome] Nach sechs Monaten Betrieb hat sich der Anstieg der Luftfeuchtigkeit erheblich verlangsamt – die Zeit, die benötigt wird, um die Luftfeuchtigkeit von 40 % RH auf 85 % RH zu erhöhen, hat sich von anfänglich 8 Minuten auf über 25 Minuten erhöht. Während des Betriebs des Befeuchtungsrohrs ist ein ungewöhnliches „Gluckern“-Geräusch zu hören, und an den Innenwänden des Feuchtkugeltanks und der Oberfläche des Befeuchtungsrohrs sind weiße Kalkablagerungen zu beobachten.

[Ursachenanalyse] Das Befeuchtungssystem nutzt normales Leitungswasser als Wasserquelle; Während des Erhitzungsprozesses in den Befeuchtungsrohren fallen Calcium- und Magnesiumionen im Wasser aus und bilden Calciumcarbonat/Magnesiumcarbonat-Ablagerungen. Diese Ablagerungen lagern sich auf der Oberfläche der 1-kW-Befeuchtungsrohre ab und bilden eine Isolierschicht, die die Heizeffizienz verringert. Gleichzeitig verstopfen Kalkfragmente die internen Wasserströmungskanäle der Befeuchtungsrohre, was zu einer Verringerung der befeuchteten Dampfleistung führt. Auch an den Innenwänden des Feuchtwassertanks sammeln sich Kalkablagerungen an, die die kapillare Wasseraufnahmeleistung der Gaze beeinträchtigen. Dies stellt eine systemische Effizienzverschlechterung dar, die auf Probleme mit der Wasserqualität zurückzuführen ist