恒常温度と湿度試験室における 12 つの現実世界の課題のトラブルシューティングと解決

現地事例研究: 恒常温度と湿度試験室における 12 つの現実世界の課題のトラブルシューティングと解決

恒温湿度試験室は,製品信頼性の検証チェーンにおいて最も一般的に使用される環境シミュレーション装置の一つです.実際の実験室での作業環境で"設備の稼働"と"試験データの信頼性"の間には,冷却性能の低下,湿度制御の障害など,多くの運用上の課題があります.凝縮干渉これらの問題は,環境条件の逸脱から生じるもの,設備の不十分な保守から生じるもの,システム上の欠陥によるものもあります.

この論文は,常温湿度試験室MY-80L (温度範囲:60 °Cから150 °C,湿度範囲:20%~98%RH) に焦点を当てています.フランス製のタイカンコンプレッサーと韓国製のTEMI880コントローラ) で装備され,高周波または困難なフィールド問題に関する12の実用的なケーススタディをまとめています.各ケーススタディは,3段階の枠組みを用いてトラブルシューティングプロセスを再構築します." 結論は,機器の迅速な参照パラメータと実用的な経験の要約を提供します.

■ 設備の背景概要

MY-80Lは実体容量は80Lで,SUS#304ステンレス鋼から構成された内室と,ガラスウールと組み合わせた硬いポリウレタン泡から構成された隔熱層を備えています.冷却装置は,フランスのタイカングから完全に閉じられた圧縮機を使用しています.環境に優しい冷却剤R404Aを装備し,拡張システムは,Danfoss拡張バルブ,ALCOオイル分離器を組み込み,容量制御設計を使用します.そしてフィルターコントロールコアは,韓国のTEMI880の7インチ色のタッチスクリーンパネルで,プログラム容量100セットで,5個からなる連続動作のためのオフパワーメモリを備えています.以下のパラメータは,室温20°Cの無負荷条件で校正されました.

▼ 下記は,この分野における12の代表的な挑戦的な事例研究です.

寒冷化の速度の深刻な低下 長期間にわたって60°Cに達しない

低温で60°Cに設定された試験中に,設備は室温から冷却を開始しました.温度が約35°Cに低下すると,冷却速度は1°C/分から突然0未満に低下した.3 °C/min; 90分以上の動作にもかかわらず,目標温度である60 °Cは達成されなかった.TEMI880パネルにはアラームが表示されず,圧縮機は正常に動作した.

[原因分析]原因は3段階の調査で特定されました実験室のエアコンシステムは冷却能力が不十分であった設備の性能保証範囲 (5°C~35°C) を超えた室内温度を 33 °C にする.したがって,コンデンサーの熱消耗効率が著しく低下した2 負荷因子 試料は,単品重さ12kgの金属鋳物であった.3つの試料の総熱質量は,80L室の推奨負荷容量 (室内体積の3分の1を超えない) を大幅に超えていた.3 維持要因 凝縮器のフィンは大塵の蓄積に苦しんでおり,フィンの間の隙間は塵によって遮断され,冷却空気の流れが減少しました.この3つの要因の組み合わせの結果,低温作業範囲では冷却システムの出力量が不十分でした..

[解決策]ステップ1:室温が20~25°Cの範囲内で安定しているようにするために,実験室のエアコンの温度を22°Cに設定します.ステップ2:試験標本の数を"個に減らします3 ステップ: シャッフルの中央に位置し,空気の流通を無制限にします.圧縮空気を使って,蓄積した塵を除去するために,コンデンサーフィンの前側と後ろ側を順番に浄化します (四半期ごとに行うことをお勧めします)この手順の後,冷却プロセスを再起動します.25°Cから60°Cまでの冷却プロセスは52分かかり,冷却速度は正常に戻ります.

湿度が設定値に達せず, 75% RH に固定されます.

[欠陥観測]常温湿熱試験で 85 °C/85% RH を設定すると,通常温度が 85 °C に達した後,湿度は環境湿度レベルから上昇し始めた.75% RH に上昇しました設定値の85%RHより大幅に低くなって,30分間不変化のままに

[原因分析]湿度不足の調査のための優先チェックリスト: 1 湿球タンク 検査では水位が正常ですが,湿球ガザは3ヶ月以上使用されています.ゲージが強く硬くなったり 黄色くなったりこれは,乾燥した電球と湿った電球の温度差の不正確な計算につながります.制御装置が現在の湿度を実際の値より高く判断し,したがって湿化を停止させる2 湿化チューブ 1kWのカスタム湿化チューブの表面は,熱効率を低下させる,大きなスケール蓄積を示します.3 密着 右ハンドルヒンジのドア密着帯はわずかな引き上げを示しています隙間から水分が漏れるようにします

[解決策]湿った電球ガゼを交換する (標準配置で提供されている非織布を使用し,適切な寸法に切って,設置前に純粋な水で湿らせる).湿化管の表面から小粒を取り除きます (酸リン溶液に30分浸泡します)扉のヒンジを調整し,シールストリップを入れ替える.これらのステップの後,システムを再起動します.75%RHから85%RHに上昇し,安定します重要なヒント: 濡れた電球のガザは毎月交換すべきで,普通の綿の布で置き換えてはならない.

ケース 03 湿度値の急上昇;データは信頼できません

[障害の症状]恒常温度と湿度 (60 °C / 90% RH) の動作中に,TEMI880 パネルの湿度表示装置は,RH 82%から 96% RH の不規則な変動を示します.5 〜 8 秒ごとに発生する; 温度表示は正常で安定している. 許容範囲を超える湿度変動のため,試験データは評価基準を満たすことはできない.

[原因分析]温度は安定し,湿度値は変動した.この観測は,囲いの内部での実際の湿度の大幅な変動を除外した後,センサーや信号回路の問題を指摘した湿球センサーPt100を検査すると,ガザが正しく配置されず,センサーの感知要素を完全に覆うことができなかったことがわかりました.そして,ガザの下端は,水面の下に浸かっていないその結果,湿乾の電球計算に必要な"湿乾の電球温度"は,実質的に"半乾燥の電球温度"となり,不安定な湿乾の電球温度信号をもたらしました.さらに検査すると,Pt100センサーのワイヤリング端末に軽度の酸化が見られました.接触抵抗の変動が信号の変動を引き起こしていた.

[解決策]湿気電球のガゼを再設置します.ガゼがセンサーの温度センサーの電球を完全に包むようにしてください.タンクの水面より少なくとも20mm下まで伸びるガザの下端Pt100端末を掃除 (電子コンタクトクリーナーでスプレーし,その後毛糸のない布で拭いてください).自動乾燥・湿気電球校正機能を起動する (TEMI880メニュー →校正 →自動乾燥・湿気電球校正); カリブレーションが完了すると,湿度ディスプレイはRH90±1%で安定します.

ケース04 試料の表面凝縮による試験結果決定の失敗

[不具合の観察]PCBA回路板の温度と湿度加速寿命試験が 85% RH で 25 °C から 85 °C までの範囲で実施されました.温度上昇段階では,水滴 (凝縮) が回路板の表面に現れさらに,光学検査と隔熱試験の結果は異常を示した (隔熱抵抗は 500 MΩ の通常の値から 5 MΩ に急落した).したがって,顧客は試験を無効と判断した..

[原因分析]凝縮の物理的メカニズム: 試験標本の表面温度が室内の空気の露点温度を下回ると,試料表面の水蒸気凝縮. 熱化段階では,空気温が試料温度よりも早く上昇した場合 (特に金属基板や重用試料の場合),温度差の窓が現れ"より暖かい空気と冷たい標本"が特徴ですこの窓内では,露点温度が標本の表面温度を超え,必然的に凝縮を引き起こす.装置のデフォルト加熱率は最大値9に設定されています.9温度差の窓をさらに悪化させる.

[解決策]TEMI880の温度傾斜関数を活用することで,加熱速度は9.9から2に低下しました.0低湿度 (25 °C / 40 % RH) の条件下で約15分間にわたって温度を85°Cに上昇させ,試験標本が完全に平衡できるように 10 分間 85 °C に温度を保持した.最後に,湿度がRHの40%からRHの85%に増加し,RH/分の3パーセントの速度で増加しました.湿度上昇前に試験標本が目標温度に達することを確保した.この処理の後,PCBAの表面には凝縮が観察されなかった.断熱抵抗が試験中ずっと 500 MΩ 以上であった.

連続30日間の操作後 温度と湿度精度の漂流制限を上回る

[不具合の症状]30日連続で加速老化試験を行った後,装置の温度偏差は初期 ±0.5 °C から ±1 に拡大しました.8 °C (≤2 °Cの仕様を超え,臨界値に近づく)湿度偏差がRH ± 1 %からRH ± 4 %まで拡大した.TEMI880パネルでは異常なアラームは検出されなかった.外部データロガーとパネルが表示する値の間には,体系的な偏差が観測されました..

[原因分析]Pt100センサーは長時間動作すると ゼロポイント漂流が表れ 環境試験機器で観測される典型的な老化現象ですPt100温度センサーが60 °Cから150 °Cの広い温度範囲内で連続的に動作する場合感知要素のプラチナワイヤ抵抗が温度特性のわずかな偏差を経験します.長期間の浸し込みとスケール堆積は応答速度を低下させる制御器のP.I.Dパラメータは当初,元のセンサー特性に基づいて調整されましたが,センサーの漂移が起こると,これらのパラメータはもはや最適なパフォーマンスを提供しません.制御精度が低下する.

[解決策]ステップ1:自動乾燥・湿気球の校正を実行する (TEMI880メニュー →校正 →自動乾燥・湿気球の校正);校正後,温度偏差を ±0 に回復する.6 °Cステップ2: P.I.D 自動再校正を実行します.無負荷状態で,ステップ応答を 25 °C から 85 °C に設定します.制御装置がシステムの応答特性を自動的にテストし,P/I/Dパラメータを再計算できるようにする.この処理が完了すると,温度偏差はさらに ±0.3 °C,湿度偏差は ±0.8 %RH に減少します. 維持手順を確立します:乾燥・湿気電球を四半期ごとに校正する.P.I.D.の自動再校正を6ヶ月ごとに,または負荷の種類が変更された後に実行する.

実験中に停電 プログラムが失われているか? データは有効ですか?

1000時間の温度と湿度試験で320時間目に 実験室の電源が切断されました装置は自動的に再起動し,試験プログラムを再開しました.しかし,停電期間中,試験室内の温度は,設定値85°Cから室温26°Cに自然に低下した.湿度が 85% RH から 55% RH の環境湿度まで減少しましたこの間,試験標本は制御不能な温度低下を経験した.

[原因分析] 装置の電源オフメモリ機能は正常で,電源回復後,プログラムセグメントはエラーなしで実行し続けます. しかし,この問題は,電源停止復旧期間中の温度プロファイル (約25分) が有効な試験期間には含まれていないという事実にあります.さらに,この電源切除は試験標本に予期せぬ熱圧を誘発し,試験結果の有効性を損なう可能性があります.装置自体には機能障害がない懸念事項は,外部電源の信頼性と試験データの有効性に関するものです.

[ソリューション]ハードウェアレベル: 停電後,機器が少なくとも15分間動作できるように,不安定な電源供給地域にUPS (不中断電源) システムを導入する,運用レベル: 停電時間スタンプ,電源復元時間スタンプを記録する試験報告の停電時の温度と湿度傾向曲線試験技術者は,この中断が試験の有効性を損なうかどうかを判断する."同等の補償実行時間がプログラム終了時に追加されます.標準化レベル: 試験プロトコルに明示的に"単一の停電が10分以上または累積的な停電が30分以上続く試験"という基準を定義します.繰り返す. "

ケーススタディ07 外部コンデンサとキャビネットの水滴は 実験室の安全を脅かす

[欠陥症状]低温40°Cの試験中に,多くの凝縮滴がサイドパネルと装置外蓋の上部に現れ,これらの滴は,実験室の床に落ちた.外壁のステンレス鋼板の表面には水面がはっきり見えました.

[原因分析] 装置の隔熱層は,硬いポリウレタン泡とガラスウールの複合構造で構成されています.室内温度が-40°Cに設定された実験室環境が高湿度 (RHの75%で測定) で,環境温度は25°Cであった場合周囲の露点温度 (約20°C) 以下の温度を下回る可能性があります..5 °C) で,必然的に凝縮が起こります.検査では,室門密封帯の左下角にわずかな変形が見られました.このエリアの密封が不十分で 冷たい空気が漏れていました表面温度が局所的に低下し,凝縮が悪化する.

[解決策] まず実験室の環境湿度を 60% RH 以下のレベルに低下させる (除湿器を起動することによって),環境露点温度が外側のキャビネットの表面温度を下回るようにする.2つ目は,ドアを閉めた後に,ドアを閉め,ドアを閉め,ドアを閉め,ドアを閉め,ドアを閉め.密封面の隙間を測定するための,05 mmの計測器第3に,真空観測窓の3層 (260×340×40mm) の密封テープの状態を検査し,老朽化したテープを交換する.コンデンサスを悪化させるような局所的な温度変動を防ぐために,エアコンの換気口からの直接的な空気流から遠ざけるこれらの措置を実行した後,外側のキャビネットでは-40°Cの試験中に凝縮が観察されない.

低温ゾーン蒸発器の凍結形成; 温度変動が悪化

[欠陥症状]低温50°Cでの保持試験中に,温度は静止状態値から ±2.5°Cの周期的な変動を示し始めます (通常の変動範囲: ≤0.5°C).約15分間の波動期間でTEMI880は,圧縮機が動作し続けることを示すが,温度が53°Cまで下がると,徐々に47°Cまで上昇し,このサイクルを繰り返す.

これは蒸発器の 氷が作る典型的現象です蒸発器室内の残留水蒸気が蒸発器のフィンに堆積される蒸発器の表面の熱抵抗を増加させ,熱伝達の効率を低下させ,温度を徐々に上昇させる.氷層の表面温度が0°Cを超えると凍結の一部が溶け,一時的に熱伝達の効率を回復し,その結果,温度がさらに低下し,循環的なプロセスを生み出します."冷凍 → 効率低下 → 温度上昇 → 解凍 → 効率上昇 → 温度低下 → 復旧冷凍自動解凍機能がない装置では,低温で長時間動作すると必然的にこの現象が発生します.

[解決策]緊急手順:試験を停止し,解凍サイクルを実行する (設定温度を20°Cに上昇させ,30分保持する.蒸発器のフィニッシュの表面を乾燥剤で拭いて低温試験を再開する. 予防措置: 1 低温試験前には,室内が乾いていることを確認する (余分な水分を除去するために 30 °C/30% RH で"乾燥段階"を実行する)2 低温期間の室戸の頻繁な開口を避ける (各開口は大量の水蒸気を導入する可能性がある).48時間ごとに解凍維持段階を入れます調整後,温度を−50°Cに保ち,温度変動は±0.4°C以内である.

ケース09 超温保護の誤ったトリガー 試験中途半端中断

[故障現象]125°Cの高温試験中に,装置は3時間の動作後に突然停止し,TEMI880は"高温アラーム"を表示し,"とRKCの温度保護装置の指示灯が点灯した試験室内の実際の測定温度は,設定値を超えない125.2°Cであった.しかし,保護器具の設定値が125°C設定されているため,標準温度変動の上限が保護作用を誘発した.

[原因分析]過熱保護装置は,メインコントローラーから独立した二次的な安全保護として機能します.問題は,保護しきい値が正しく設定されていないことから生じます.:操作者は過熱保護値を試験温度125°Cに等しく設定し,通常の温度変動は ±0.5°Cから ±1°Cに及びます.最高温が125度に達すると.5 °Cで,125 °Cの保護限界値が起動する.温度変動を考慮して,過熱保護の限界値は,試験温度設定値より少なくとも5~10°C高く設定すべきである..

[解決策]RKC 過熱保護装置の温度制限を125 °Cから135 °C (試験温度+10 °C) に調整する. 決定基準:超温保護基準 = 試験温度設定点 + 10 °C (最小幅)高温試験 (> 100 °C) の場合は, +15 °C を使用することを推奨します.調整後,連続48時間連続で125 °Cの試験を繰り返します.同時に,すべての試験手順の高温保護の設定値を検証する.類似の誤ったトリガーを防ぐために"保護限界設定参照表"をまとめます.

ケース10 複数の試料の温度変動が不均一で 検査に失敗したサンプルも

[不具合の観測]同じバッチから5個のプラスチック製の試料を3階建ての棚に置き,85°C/85%RHで試験した.試験が完了すると,上層層の2つの試験標本には色が変化し,合格と判断されました.; 下層の3つの試料は軽度の変形とより顕著な色変化を示し,不合格と判断された.同じ試験室内の異なる位置にある試験標本の間では,試験結果の大きな差異が観察されました..

[原因分析]多刃扇風機と90Wモーターを組み合わせた 空気供給と循環システムは 機内の後壁から空気の流れを制御します試験標本を通過させる棚の密度が高すぎると,試験標本の間の空気流が遮られ,上層と下層間の温度グラデーションにつながる実験測定により,上層の温度は85.1°C,下層の温度は83.2°Cで,温度差は1.9°C.下層の試験標本が経験する環境ストレスがより深刻になりますさらに,下層の試料は蒸発器の空気出口に近い位置にあり,熱気と冷気流の不均質な混合もこの現象に寄与する.

[解決策]まず,試験標本の間隔を調整します.隣接する標本の間隔は50mm未満でなければなりません.各標本と室壁の距離は30mm未満でなければならない.2つ目は,8つの調整可能な間隔クリップを使用して,棚層間隔を均等な間隔から"わずかな低い"に変更します.密度の高い上部配置により,下部棚間の距離が増加し,空気の流れの減衰を補償する第3に incorporate a 10-minute "temperature homogenization phase" into the test protocol (maintain this phase for 10 minutes after reaching the target temperature before starting the timer) to ensure full uniformity of the temperature field within the chamber処理後,上部と下部棚間の温度差は0.4°C以下に減少し,5つのサンプルからの試験結果は一致した.

ケース11 コンプレッサーの頻繁なスタート・ストップサイクル 異常な騒音

[故障症状]恒温保持期間に (アクティブ冷却や加熱は必要ない場合) コンプレッサーは3~4分ごとに繰り返しオン・オフする."ハミング・クリック"の音が聞こえる連続運転約1週間後,圧縮器のホイジングの温度が上昇します (触ると熱く感じられます)新しいユニットと比較して,ノイズレベルが大幅に増加します.

[原因分析]恒温保持段階では,コンプレッサーの理想的な動作モードは低作業サイクル操作です (例えば,30秒間の動作に続いて120秒間の停止)1 PID の比例帯 (P) は,PID の速度を測定し,PID の速度を測定し,PID の速度を測定する.パラメーターは狭すぎます制御器が軽微な温度偏差に過剰に反応し,頻繁にスタート・ストップコマンドを発行する2 Saginomiya 圧力調節器のスタート・ストップ圧差設定が小さすぎる低圧側での動作開始の限界値と高圧側での動作終了の限界値の間の隔離が不十分である.低圧差の範囲内で冷却システムを繰り返し動作させる始動・停止サイクルが頻繁である場合,完全に閉ざされたコンプレッサーにとって最大の危険性があります.そして,このような繰り返されたストレスは,モーターの巻き込みの保温老化を加速します.

[解決策]ステップ1:PID自動計算を実行して比例帯を拡大し,少量の偏差に対する制御器の過剰な反応を減らす.ステップ2: Consult professional technicians to adjust the start/stop pressure differential settings of the Saginomiya pressure controller (appropriately lower the low-pressure start threshold and appropriately raise the high-pressure stop threshold to expand the operating range and reduce start/stop frequency)ステップ3:TEMI880のプログラム設定に"温度保持死帯"を追加します. ±0.3 °Cの設定範囲内では,冷却または加熱作用が起動しません.温度を維持するためにキャビネットの熱慣性を活用するシステムこれらの調整の後,圧縮機の起動/停止頻度は15~20分ごとに1回に削減され,動作は安定し,キャビネット温度は正常レベルに戻りました.

湿度が非常にゆっくりと上昇します 湿度が非常にゆっくりと上昇します

6ヶ月間手術した後湿度上昇率は著しく減速した RH の40%から85%まで湿度上昇に必要な時間は,最初の8分から25分以上に増加しました湿化管の動作中に,異常な"グルグル"の音が聞こえます.湿球タンクの内壁と湿化管の表面に白色のスケール堆積物が見られます.

[根源分析]湿化システムは,水源として普通の水道水を使用します.水沉液中のカルシウムとマグネシウムイオンがカルシウム炭酸/マグネシウム炭酸スケールを形成するこのスケールが 1 kW の湿化管の表面に堆積し,加熱効率を低下させる隔熱層を作り出す.同時に,湿化管の水流の内部チャネルを遮断する湿った電球の水タンクの内壁にもスケールが蓄積し,ガザの毛細管水吸収性能が低下します.これは水質の問題に起因する システム的な効率低下です