การแก้ไขปัญหาและวิธีจัดการกับความท้าทายในโลกแห่งความเป็นจริง 12 ประการของตู้ทดสอบอุณหภูมิและความชื้นคงที่

กรณีศึกษาภาคสนาม: การแก้ไขปัญหาและการแก้ปัญหาความท้าทายในโลกแห่งความเป็นจริง 12 ประการในห้องทดสอบอุณหภูมิและความชื้นคงที่

ห้องทดสอบอุณหภูมิและความชื้นคงที่เป็นหนึ่งในอุปกรณ์จำลองสภาพแวดล้อมที่ใช้กันมากที่สุดในห่วงโซ่การตรวจสอบความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ อย่างไรก็ตาม ในสภาพแวดล้อมการปฏิบัติงานจริงในห้องปฏิบัติการ มีความท้าทายในการปฏิบัติงานมากมายระหว่าง "อุปกรณ์ที่กำลังใช้งาน" และ "ความน่าเชื่อถือของข้อมูลการทดสอบ" เช่น ประสิทธิภาพการทำความเย็นลดลง ความล้มเหลวในการควบคุมความชื้น การรบกวนการควบแน่น การเบี่ยงเบนของเซ็นเซอร์ การหยุดชะงักของโปรแกรม และการควบแน่น/การก่อตัวของหยด ปัญหาเหล่านี้บางส่วนเกิดจากการเบี่ยงเบนของสภาพแวดล้อม บางส่วนเกิดจากการบำรุงรักษาอุปกรณ์ไม่เพียงพอ และปัญหาอื่นๆ เป็นผลมาจากข้อบกพร่องของระบบในขั้นตอนการปฏิบัติงานเอง

บทความนี้มุ่งเน้นไปที่ห้องทดสอบอุณหภูมิและความชื้นคงที่ MY-80L (ช่วงอุณหภูมิ: –60 °C ถึง 150 °C ช่วงความชื้น: 20%–98% RH ติดตั้งคอมเพรสเซอร์ Taikang ของฝรั่งเศสและตัวควบคุม TEMI880 ของเกาหลี) และรวบรวมกรณีศึกษาในโลกแห่งความเป็นจริง 12 กรณีเกี่ยวกับปัญหาภาคสนามที่มีความถี่สูงหรือท้าทาย กรณีศึกษาแต่ละกรณีจะสร้างกระบวนการแก้ไขปัญหาขึ้นใหม่โดยใช้กรอบงานสามขั้นตอน: "อาการข้อบกพร่อง → การวิเคราะห์สาเหตุที่แท้จริง → แนวทางแก้ไข" ข้อสรุปนี้ให้พารามิเตอร์อ้างอิงโดยย่อสำหรับอุปกรณ์และสรุปประสบการณ์ในทางปฏิบัติ

■ ภาพรวมความเป็นมาของอุปกรณ์

MY-80L มีปริมาตรใช้งานจริง 80 ลิตร โดยมีห้องด้านในที่สร้างจากสแตนเลส SUS#304 และชั้นฉนวนที่ประกอบด้วยโฟมโพลียูรีเทนแข็งผสมกับใยแก้ว ระบบทำความเย็นใช้คอมเพรสเซอร์แบบปิดเต็มรูปแบบจาก Taikang ของฝรั่งเศส พร้อมด้วยสารทำความเย็น R404A ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ระบบขยายใช้การออกแบบที่ควบคุมความจุ โดยผสมผสานวาล์วขยาย Danfoss ตัวแยกน้ำมัน ALCO และตัวกรอง แกนควบคุมประกอบด้วยแผงหน้าจอสัมผัสสีขนาด 7 นิ้วจาก TEMI880 ของเกาหลี ซึ่งสามารถคำนวณพารามิเตอร์ PID ได้หกชุดโดยอัตโนมัติ โดยความจุโปรแกรม 100 ชุดประกอบด้วย 5,000 ส่วน และมีหน่วยความจำปิดเครื่องเพื่อการทำงานอย่างต่อเนื่อง พารามิเตอร์ต่อไปนี้ได้รับการสอบเทียบภายใต้สภาวะไม่มีโหลดที่อุณหภูมิห้อง 20 °C:

▼ ด้านล่างนี้คือกรณีศึกษาที่ท้าทายตัวแทน 12 กรณีจากสาขานี้

กรณีที่ 01 | อัตราการทำความเย็นลดลงอย่างรุนแรง ไม่สามารถไปถึงอุณหภูมิ -60 °C เป็นเวลานาน

[อาการผิดปกติ]ในระหว่างการทดสอบอุณหภูมิต่ำที่ตั้งไว้ที่ -60 °C อุปกรณ์เริ่มเย็นลงจากอุณหภูมิห้อง เมื่ออุณหภูมิลดลงเหลือประมาณ -35 °C อัตราการทำความเย็นก็ลดลงอย่างกระทันหันจากปกติ 1 °C/นาที เหลือน้อยกว่า 0.3 °C/นาที แม้จะใช้งานเกิน 90 นาที แต่อุณหภูมิเป้าหมายที่ -60 °C ก็ยังไม่ถึง ไม่มีการแสดงสัญญาณเตือนบนแผง TEMI880 และคอมเพรสเซอร์ทำงานได้ตามปกติ

[การวิเคราะห์สาเหตุที่แท้จริง]ระบุสาเหตุที่แท้จริงผ่านการตรวจสอบสามขั้นตอน: 1 ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม — ในช่วงฤดูร้อน ระบบปรับอากาศในห้องปฏิบัติการมีความสามารถในการทำความเย็นไม่เพียงพอ ส่งผลให้อุณหภูมิภายในอาคารอยู่ที่ 33 °C ซึ่งเกินช่วงการรับประกันประสิทธิภาพของอุปกรณ์ (5–35 °C) ส่งผลให้ประสิทธิภาพการกระจายความร้อนของคอนเดนเซอร์ลดลงอย่างมาก 2 ตัวประกอบการรับน้ำหนัก — ชิ้นงานทดสอบเป็นการหล่อโลหะที่มีน้ำหนักชิ้นเดียว 12 กก. มวลความร้อนรวมของชิ้นงานทั้งสามชิ้นเกินความสามารถในการรับน้ำหนักที่แนะนำสำหรับห้องขนาด 80 ลิตร (ซึ่งไม่ควรเกินหนึ่งในสามของปริมาตรภายในของห้องเพาะเลี้ยง) 3 ปัจจัยในการบำรุงรักษา — ครีบคอนเดนเซอร์ได้รับผลกระทบจากการสะสมของฝุ่นอย่างรุนแรง และช่องว่างระหว่างครีบถูกฝุ่นบดบัง ส่งผลให้อัตราการไหลของอากาศทำความเย็นลดลง ผลรวมของปัจจัยทั้งสามนี้ส่งผลให้กำลังเอาต์พุตของระบบทำความเย็นไม่เพียงพอในช่วงการทำงานที่อุณหภูมิต่ำ

[โซลูชัน]ขั้นตอนที่ 1: ตั้งอุณหภูมิเครื่องปรับอากาศในห้องปฏิบัติการเป็น 22 °C เพื่อให้แน่ใจว่าอุณหภูมิห้องยังคงคงที่ภายในช่วง 20–25 °C; ขั้นตอนที่ 2: ลดจำนวนชิ้นงานทดสอบลงเหลือหนึ่งชิ้น โดยวางไว้ตรงกลางชั้นวางเพื่อให้แน่ใจว่ามีการไหลเวียนของอากาศโดยไม่มีสิ่งกีดขวาง ขั้นตอนที่ 3: ใช้ลมอัดเพื่อไล่อากาศด้านหน้าและด้านหลังของครีบคอนเดนเซอร์สลับกันเพื่อขจัดฝุ่นที่สะสม (แนะนำให้ทำทุกไตรมาส) หลังจากขั้นตอนเหล่านี้ ให้รีสตาร์ทขั้นตอนการทำความเย็น กระบวนการทำความเย็นจาก 25 °C ถึง –60 °C ใช้เวลา 52 นาที จากนั้นอัตราการทำความเย็นก็กลับสู่ภาวะปกติ

เคส 02 | ความชื้นไม่ถึงค่าที่ตั้งไว้เป็นเวลานาน และยังคงติดอยู่ที่ 75% RH

[การสังเกตข้อผิดพลาด]เมื่อตั้งค่าการทดสอบความชื้น-ความร้อนคงที่ไว้ที่ 85 °C/85 % RH หลังจากที่อุณหภูมิปกติถึง 85 °C ความชื้นเริ่มเพิ่มขึ้นจากระดับความชื้นโดยรอบ เพิ่มขึ้นเป็น 75 % RH จากนั้นจึงทำให้ราบเรียบ โดยคงไว้ไม่เปลี่ยนแปลงเป็นเวลา 30 นาที ซึ่งต่ำกว่าค่าที่ตั้งไว้อย่างมากที่ 85 % RH

[การวิเคราะห์สาเหตุที่แท้จริง]รายการตรวจสอบลำดับความสำคัญสำหรับการตรวจสอบความชื้นไม่เพียงพอ: 1 ถังกระเปาะเปียก – การตรวจสอบเผยให้เห็นระดับน้ำปกติ แต่มีการใช้งานผ้าก๊อซกระเปาะเปียกมานานกว่า 3 เดือน; ผ้ากอซแข็งตัวอย่างรุนแรงและเป็นสีเหลือง ส่งผลให้สูญเสียความสามารถในการดูดซับน้ำของเส้นเลือดฝอย สิ่งนี้นำไปสู่การคำนวณความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างกระเปาะแห้งและเปียกอย่างไม่ถูกต้อง ทำให้ผู้ควบคุมประเมินความชื้นในปัจจุบันที่สูงกว่าค่าจริงอย่างไม่ถูกต้อง และส่งผลให้หยุดการทำความชื้น 2 ท่อทำความชื้น – พื้นผิวของท่อทำความชื้นแบบกำหนดเองขนาด 1kW มีการสะสมของขนาดอย่างมีนัยสำคัญ ส่งผลให้ประสิทธิภาพเชิงความร้อนลดลง 3 การซีล – แถบซีลประตูที่บานพับมือจับด้านขวามีการยกขึ้นเล็กน้อย ทำให้ความชื้นรั่วไหลผ่านช่องว่างได้

[วิธีแก้ปัญหา] เปลี่ยนผ้ากอซกระเปาะเปียก (ใช้ผ้าไม่ทอที่ให้มาในการกำหนดค่ามาตรฐาน ตัดให้ได้ขนาดที่เหมาะสม จากนั้นชุบน้ำบริสุทธิ์ก่อนการติดตั้ง) ขจัดตะกรันออกจากพื้นผิวของท่อเพิ่มความชื้น (แช่ในสารละลายกรดซิตริกเป็นเวลา 30 นาที จากนั้นทำความสะอาดด้วยแปรงขนนุ่ม) ปรับบานพับประตูและเปลี่ยนแถบซีล หลังจากขั้นตอนเหล่านี้ ให้รีสตาร์ทระบบ ภายใน 15 นาที ความชื้นจะเพิ่มขึ้นจาก 75%RH เป็น 85%RH และคงตัว เคล็ดลับสำคัญ: ควรเปลี่ยนผ้ากอซกระเปาะเปียกทุกเดือน อย่าใช้ผ้าฝ้ายธรรมดาแทน

กรณีที่ 03 | กระโดดทันทีในค่าแสดงความชื้น ข้อมูลไม่สามารถเชื่อถือได้

[อาการผิดปกติ]ในระหว่างการทำงานของอุณหภูมิและความชื้นคงที่ (60 °C / 90 % RH) การแสดงความชื้นบนแผง TEMI880 แสดงความผันผวนไม่สม่ำเสมอตั้งแต่ 82 % RH ถึง 96 % RH ซึ่งเกิดขึ้นทุกๆ 5–8 วินาที; การแสดงอุณหภูมิยังคงเป็นปกติและมีเสถียรภาพ ข้อมูลการทดสอบไม่สามารถผ่านเกณฑ์การประเมินได้ เนื่องจากความผันผวนของความชื้นเกินเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนที่อนุญาต

[การวิเคราะห์สาเหตุที่แท้จริง] อุณหภูมิยังคงคงที่ในขณะที่การอ่านค่าความชื้นมีความผันผวน ข้อสังเกตนี้หลังจากพิจารณาความแปรผันที่รุนแรงของความชื้นจริงภายในกรอบหุ้มแล้ว ชี้ไปที่ปัญหากับเซ็นเซอร์หรือวงจรสัญญาณ เมื่อตรวจสอบเซ็นเซอร์ Pt100 แบบกระเปาะเปียก พบว่าผ้ากอซอยู่ในตำแหน่งที่ไม่เหมาะสม—ไม่สามารถครอบคลุมองค์ประกอบการตรวจจับของเซ็นเซอร์ได้ทั้งหมด และปลายด้านล่างของผ้ากอซไม่ได้จมอยู่ใต้น้ำในอ่างน้ำ ด้วยเหตุนี้ "อุณหภูมิกระเปาะเปียก" ที่จำเป็นสำหรับการคำนวณกระเปาะเปียก-แห้งจึงกลายเป็น "อุณหภูมิกระเปาะเปียกกึ่งแห้ง" ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ส่งผลให้สัญญาณอุณหภูมิกระเปาะเปียกไม่เสถียร การตรวจสอบเพิ่มเติมเผยให้เห็นการเกิดออกซิเดชันเล็กน้อยที่ขั้วต่อสายไฟของเซ็นเซอร์ Pt100 และความแปรผันของความต้านทานหน้าสัมผัสทำให้เกิดความผันผวนของสัญญาณ

[วิธีแก้ปัญหา] ติดตั้งผ้ากอซกระเปาะเปียกอีกครั้ง: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าผ้ากอซปิดกระเปาะตรวจจับอุณหภูมิของเซ็นเซอร์ไว้สนิท โดยให้ปลายด้านล่างของผ้ากอซยื่นออกไปใต้ผิวน้ำของถังอย่างน้อย 20 มม. และไม่มีฟองอากาศระหว่างผ้ากอซและเซ็นเซอร์ ทำความสะอาดขั้วต่อ Pt100 (ฉีดด้วยน้ำยาทำความสะอาดหน้าสัมผัสแบบอิเล็กทรอนิกส์ จากนั้นเช็ดด้วยผ้าไร้ขน) เปิดใช้งานฟังก์ชันการสอบเทียบกระเปาะแห้งและกระเปาะเปียกอัตโนมัติ (เมนู TEMI880 → การสอบเทียบ → การสอบเทียบกระเปาะแห้งและกระเปาะเปียกอัตโนมัติ) เมื่อการสอบเทียบเสร็จสิ้น การแสดงความชื้นจะคงที่ที่ 90±1% RH

กรณีที่ 04 | ความล้มเหลวในการกำหนดผลการทดสอบเนื่องจากการควบแน่นที่พื้นผิวบนชิ้นงานทดสอบ

[การสังเกตความล้มเหลว]มีการทดสอบอายุการใช้งานแบบเร่งอุณหภูมิและความชื้นบนแผงวงจร PCBA ในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ 25 °C ถึง 85 °C ที่ 85% RH ในระหว่างช่วงอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น หยดน้ำ (การควบแน่น) ที่แตกต่างกันปรากฏบนพื้นผิวของแผงวงจร นอกจากนี้ ผลการตรวจสอบด้วยแสงและการทดสอบฉนวนแสดงให้เห็นความผิดปกติ (ความต้านทานของฉนวนลดลงอย่างกะทันหันจากค่าปกติที่ 500 MΩ เป็น 5 MΩ) ลูกค้าจึงถือว่าการทดสอบไม่ถูกต้อง

[การวิเคราะห์สาเหตุที่แท้จริง]กลไกทางกายภาพของการควบแน่น: เมื่ออุณหภูมิพื้นผิวของชิ้นงานทดสอบต่ำกว่าอุณหภูมิจุดน้ำค้างของอากาศภายในห้อง ไอน้ำจะควบแน่นบนพื้นผิวชิ้นงานทดสอบ ในระหว่างขั้นตอนการให้ความร้อน หากอุณหภูมิของอากาศเพิ่มขึ้นเร็วกว่าอุณหภูมิของชิ้นงานทดสอบ (โดยเฉพาะสำหรับพื้นผิวที่เป็นโลหะและชิ้นงานที่มีงานหนัก) หน้าต่างความแตกต่างของอุณหภูมิจะปรากฏขึ้น โดยมีลักษณะเฉพาะคือ "อากาศที่อุ่นขึ้นและชิ้นงานที่เย็นกว่า" ภายในหน้าต่างนี้ อุณหภูมิจุดน้ำค้างจะสูงกว่าอุณหภูมิพื้นผิวของชิ้นงานทดสอบ ซึ่งนำไปสู่การควบแน่นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ อัตราการทำความร้อนเริ่มต้นของอุปกรณ์ตั้งไว้ที่ค่าสูงสุดที่ 9.9; การให้ความร้อนเร็วเกินไปจะทำให้หน้าต่างส่วนต่างของอุณหภูมิรุนแรงขึ้น

[โซลูชัน]ด้วยการใช้ประโยชน์จากฟังก์ชันความชันอุณหภูมิของ TEMI880 อัตราการทำความร้อนจึงลดลงจาก 9.9 เป็น 2.0 ในขณะที่ "ขั้นตอนการอุ่นเครื่อง" ถูกรวมไว้ในโปรแกรม ขั้นแรก อุณหภูมิเพิ่มขึ้นเป็น 85 °C ภายใต้สภาวะที่มีความชื้นต่ำ (25 °C / 40 % RH) ในเวลาประมาณ 15 นาที; จากนั้นควบคุมอุณหภูมิไว้ที่ 85 °C เป็นเวลา 10 นาทีเพื่อให้ชิ้นงานทดสอบสมดุลเต็มที่ ในที่สุด ความชื้นก็เพิ่มขึ้นทีละน้อยจาก 40 % RH เป็น 85 % RH ที่อัตรา 3 % RH/นาที กลยุทธ์ "ให้ความร้อนก่อน แล้วจึงเพิ่มความชื้น" นี้ทำให้มั่นใจได้ว่าชิ้นงานทดสอบถึงอุณหภูมิเป้าหมายก่อนที่ความชื้นจะเพิ่มขึ้น ดังนั้นจึงช่วยขจัดช่องการควบแน่น หลังจากกระบวนการนี้ ไม่พบการควบแน่นบนพื้นผิวของ PCBA และความต้านทานของฉนวนยังคงสูงกว่า 500 MΩ อย่างสม่ำเสมอตลอดการทดสอบ

กรณีศึกษา 05 | เกินขีดจำกัดความแม่นยำของอุณหภูมิและความชื้นหลังจากใช้งานติดต่อกัน 30 วัน

[อาการความล้มเหลว]หลังจากการทดสอบการเร่งอายุติดต่อกัน 30 วัน ค่าเบี่ยงเบนอุณหภูมิของอุปกรณ์ขยายจากเริ่มต้น ±0.5 °C เป็น ±1.8 °C (เกินข้อกำหนด ≤2 °C และเข้าใกล้เกณฑ์วิกฤติ) ในขณะที่ค่าเบี่ยงเบนความชื้นขยายจาก ±1 %RH เป็น ±4 %RH ไม่พบสัญญาณเตือนที่ผิดปกติบนแผง TEMI880 อย่างไรก็ตาม มีการสังเกตความเบี่ยงเบนอย่างเป็นระบบระหว่างค่าที่แสดงโดยเครื่องบันทึกข้อมูลภายนอกกับค่าที่แสดงโดยแผงควบคุม

[การวิเคราะห์สาเหตุที่แท้จริง]หลังจากการทำงานเป็นเวลานาน เซ็นเซอร์ Pt100 จะเกิดการเบี่ยงเบนของจุดศูนย์ ซึ่งเป็นปรากฏการณ์การเสื่อมสภาพโดยทั่วไปที่พบในอุปกรณ์ทดสอบด้านสิ่งแวดล้อม การวิเคราะห์โดยละเอียด: เมื่อเซ็นเซอร์อุณหภูมิ Pt100 ทำงานอย่างต่อเนื่องภายในช่วงอุณหภูมิกว้างตั้งแต่ -60 °C ถึง 150 °C ความต้านทานของลวดแพลตตินัมขององค์ประกอบการตรวจจับจะเกิดการเบี่ยงเบนเล็กน้อยในลักษณะอุณหภูมิ สำหรับเซ็นเซอร์กระเปาะเปียก Pt100 การแช่ไว้เป็นเวลานานและการสะสมของตะกรันส่งผลให้ความเร็วการตอบสนองลดลง พารามิเตอร์ PID ของคอนโทรลเลอร์ได้รับการปรับเบื้องต้นตามคุณลักษณะเซ็นเซอร์ดั้งเดิม อย่างไรก็ตาม หลังจากที่เซ็นเซอร์เกิดการเคลื่อนตัว พารามิเตอร์เหล่านี้ไม่ได้ให้ประสิทธิภาพสูงสุดอีกต่อไป ส่งผลให้ความแม่นยำในการควบคุมลดลง

[โซลูชัน]ขั้นตอนที่ 1: ทำการสอบเทียบกระเปาะแห้งและกระเปาะเปียกอัตโนมัติ (เมนู TEMI880 → การสอบเทียบ → การสอบเทียบกระเปาะแห้งและกระเปาะเปียกอัตโนมัติ) หลังจากการสอบเทียบ ค่าเบี่ยงเบนอุณหภูมิจะกลับคืนสู่ ±0.6 °C และค่าเบี่ยงเบนความชื้นกลับคืนสู่ ±1.5 %RH ขั้นตอนที่ 2: ดำเนินการปรับเทียบอัตโนมัติ PID: ภายใต้สภาวะไม่มีโหลด ให้ตั้งค่าการตอบสนองเป็นขั้นตอนจาก 25 °C ถึง 85 °C เพื่อให้คอนโทรลเลอร์ทดสอบคุณลักษณะการตอบสนองของระบบโดยอัตโนมัติ และคำนวณพารามิเตอร์ P/I/D ใหม่ เมื่อเสร็จสิ้นกระบวนการนี้ ค่าเบี่ยงเบนของอุณหภูมิจะลดลงอีกเป็น ±0.3 °C และค่าเบี่ยงเบนของความชื้นจะลดลงเหลือ ±0.8 %RH กำหนดขั้นตอนการบำรุงรักษา: ดำเนินการสอบเทียบกระเปาะแห้งและเปียกทุกไตรมาส และดำเนินการสอบเทียบใหม่อัตโนมัติ PID ทุกหกเดือน หรือหลังจากการเปลี่ยนแปลงประเภทโหลด

กรณีที่ 06 | ไฟฟ้าขัดข้องระหว่างการทดลอง: โปรแกรมสูญหายหรือไม่ ข้อมูลถูกต้องหรือไม่?

[การสังเกตข้อผิดพลาด]ในระหว่างการทดสอบวงจรอุณหภูมิและความชื้น 1,000 ชั่วโมง ที่ชั่วโมงที่ 320 แหล่งจ่ายไฟในห้องปฏิบัติการสะดุดและไฟฟ้าถูกตัด เมื่อมีการคืนพลังงาน อุปกรณ์จะรีสตาร์ทโดยอัตโนมัติและกลับสู่โปรแกรมการทดสอบอีกครั้ง อย่างไรก็ตาม ในระหว่างช่วงไฟฟ้าดับ อุณหภูมิภายในห้องทดสอบลดลงตามธรรมชาติจากค่าที่ตั้งไว้ 85 °C เป็นอุณหภูมิห้อง 26 °C และความชื้นลดลงจาก 85 % RH เป็นความชื้นโดยรอบ 55 % RH ซึ่งยาวนานประมาณ 25 นาที ในระหว่างช่วงเวลานี้ ชิ้นงานทดสอบมีอุณหภูมิลดลงอย่างควบคุมไม่ได้

[การวิเคราะห์สาเหตุที่แท้จริง] ฟังก์ชั่นหน่วยความจำการปิดเครื่องของอุปกรณ์ทำงานตามปกติ และหลังจากการกู้คืนพลังงาน ส่วนโปรแกรมยังคงดำเนินการต่อไปโดยไม่มีข้อผิดพลาด อย่างไรก็ตาม ปัญหาอยู่ที่โปรไฟล์อุณหภูมิระหว่างช่วงการกู้คืนการปิดเครื่อง (ประมาณ 25 นาที) ไม่รวมอยู่ในระยะเวลาการทดสอบที่ถูกต้อง นอกจากนี้ เหตุการณ์การปิดเครื่องนี้อาจก่อให้เกิดความเครียดจากความร้อนที่ไม่คาดคิดบนชิ้นงานทดสอบ ซึ่งอาจส่งผลต่อความถูกต้องของผลการทดสอบ ตัวอุปกรณ์เองไม่มีความล้มเหลวในการทำงาน ข้อกังวลเกี่ยวข้องกับความน่าเชื่อถือของแหล่งจ่ายไฟภายนอกและการประเมินความถูกต้องของข้อมูลการทดสอบ

[โซลูชัน]ระดับฮาร์ดแวร์: ปรับใช้ระบบ UPS (เครื่องสำรองไฟ) ในภูมิภาคที่มีแหล่งจ่ายไฟไม่เสถียรเพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์สามารถทำงานได้อย่างน้อย 15 นาทีหลังจากไฟฟ้าดับ ดังนั้นจึงช่วยให้ส่วนโปรแกรมปัจจุบันเสร็จสมบูรณ์ได้อย่างราบรื่น ระดับการปฏิบัติงาน: บันทึกการประทับเวลาไฟฟ้าดับ การประทับเวลาการฟื้นฟูพลังงาน และเส้นโค้งแนวโน้มอุณหภูมิและความชื้นระหว่างไฟฟ้าดับในรายงานการทดสอบ จากนั้นวิศวกรทดสอบจะต้องพิจารณาว่าการหยุดชะงักดังกล่าวกระทบต่อความถูกต้องของการทดสอบหรือไม่ หากการพิจารณา "ถูกต้อง แต่ต้องมีรันไทม์ชดเชย" จะต้องผนวกรันไทม์ชดเชยจำนวนที่เท่ากันในตอนท้ายของโปรแกรม ระดับมาตรฐาน: กำหนดอย่างชัดเจนในโปรโตคอลการทดสอบว่า "การทดสอบที่เกี่ยวข้องกับไฟฟ้าดับครั้งเดียวเกิน 10 นาที หรือไฟฟ้าดับสะสมเกิน 30 นาที จะต้องทำซ้ำ"

กรณีศึกษา 07 | การควบแน่นภายนอกและหยดน้ำบนตัวเครื่องทำให้ความปลอดภัยของห้องปฏิบัติการลดลง

[อาการผิดปกติ]ในระหว่างการทดสอบที่อุณหภูมิต่ำ -40 °C มีหยดน้ำควบแน่นจำนวนมากปรากฏขึ้นที่แผงด้านข้างและด้านบนของตัวเครื่องด้านนอกของอุปกรณ์ หยดเหล่านี้ตกลงบนพื้นห้องปฏิบัติการ ทำให้เกิดพื้นผิวลื่นและก่อให้เกิดอันตรายด้านความปลอดภัย มองเห็นเส้นน้ำที่โดดเด่นบนพื้นผิวของแผ่นสแตนเลสของตัวเครื่องด้านนอก

[การวิเคราะห์สาเหตุที่แท้จริง]ชั้นฉนวนของอุปกรณ์ประกอบด้วยโครงสร้างคอมโพสิตของโฟมโพลียูรีเทนแข็งและใยแก้ว ในระหว่างการทดสอบอุณหภูมิต่ำ อุณหภูมิห้องด้านในถูกตั้งไว้ที่ -40 °C หากสภาพแวดล้อมในห้องปฏิบัติการมีความชื้นสูง (วัดที่ 75 % RH) และอุณหภูมิโดยรอบอยู่ที่ 25 °C อุณหภูมิพื้นผิวของห้องด้านนอกอาจต่ำกว่าอุณหภูมิจุดน้ำค้างโดยรอบ (ประมาณ 20.5 °C) ซึ่งนำไปสู่การควบแน่นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ การตรวจสอบพบว่ามีการเสียรูปเล็กน้อยที่มุมซ้ายล่างของแถบซีลประตูห้อง การปิดผนึกที่ไม่เพียงพอในบริเวณนี้ทำให้อากาศเย็นรั่วไหลออกมา ส่งผลให้อุณหภูมิพื้นผิวในห้องด้านนอกลดลง และเกิดการควบแน่นรุนแรงขึ้น

[วิธีแก้ปัญหา]ขั้นแรก ลดความชื้นแวดล้อมในห้องปฏิบัติการให้ต่ำกว่า 60% RH (โดยการเปิดใช้งานเครื่องลดความชื้น) เพื่อให้อุณหภูมิจุดน้ำค้างโดยรอบคงต่ำกว่าอุณหภูมิพื้นผิวของตู้ด้านนอก ประการที่สอง เปลี่ยนแถบซีลประตูที่เสียรูปเพื่อให้แน่ใจว่ามีความแน่นสม่ำเสมอและการซีลรอบขอบประตูตู้ (หลังจากปิดประตูแล้ว ให้ใช้ฟีลเลอร์เกจ 0.05 มม. เพื่อวัดช่องว่างที่พื้นผิวการซีล โดยไม่ควรมีวัสดุใดผ่านเข้าไปได้) ประการที่สาม ตรวจสอบสภาพของแถบปิดผนึกบนหน้าต่างสังเกตสุญญากาศสามชั้น (260×340×40 มม.) เปลี่ยนแถบที่มีอายุมาก ประการที่สี่ วางอุปกรณ์ให้ห่างจากการไหลเวียนของอากาศโดยตรงจากช่องเครื่องปรับอากาศ เพื่อป้องกันความผันผวนของอุณหภูมิเฉพาะที่ซึ่งอาจทำให้การควบแน่นรุนแรงขึ้น หลังจากใช้มาตรการเหล่านี้แล้ว ต้องไม่สังเกตการควบแน่นที่ตู้ด้านนอกในระหว่างการทดสอบอุณหภูมิ -40 °C

กรณีศึกษา 08 | การก่อตัวของฟรอสต์บนเครื่องระเหยโซนอุณหภูมิต่ำ ความผันผวนของอุณหภูมิที่รุนแรงขึ้น

[อาการผิดปกติ]ในระหว่างการทดสอบการคงไว้ที่อุณหภูมิต่ำที่ -50 °C อุณหภูมิเริ่มแสดงความผันผวนเป็นระยะ ±2.5 °C จากค่าสถานะคงตัว (ช่วงความผันผวนปกติ: ≤0.5 °C) โดยมีช่วงความผันผวนประมาณ 15 นาที TEMI880 ระบุว่าคอมเพรสเซอร์ยังคงทำงานต่อไป อย่างไรก็ตาม หลังจากที่อุณหภูมิลดลงถึง -53 °C จะค่อยๆ เพิ่มขึ้นกลับไปเป็น -47 °C โดยทำซ้ำวงจรนี้

[การวิเคราะห์สาเหตุที่แท้จริง]นี่คืออาการทั่วไปของการเกิดน้ำค้างแข็งบนเครื่องระเหย ในระหว่างการทำงานที่อุณหภูมิต่ำ ไอน้ำที่ตกค้างภายในห้องคอยล์เย็นจะสะสมตัวบนครีบคอยล์เย็น ก่อตัวเป็นชั้นน้ำแข็ง ชั้นน้ำค้างแข็งนี้จะเพิ่มความต้านทานความร้อนที่พื้นผิวคอยล์เย็น จึงทำให้ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนลดลงและทำให้อุณหภูมิค่อยๆ เพิ่มขึ้น เมื่ออุณหภูมิพื้นผิวของชั้นฟรอสต์เกิน 0 °C ส่วนหนึ่งของฟรอสต์จะละลาย ส่งผลให้ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนกลับคืนมาชั่วคราว ซึ่งส่งผลให้อุณหภูมิลดลงอีก ทำให้เกิดกระบวนการแบบวนรอบ: "น้ำค้างแข็ง → ประสิทธิภาพลดลง → อุณหภูมิเพิ่มขึ้น → การละลายน้ำแข็ง → ประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น → อุณหภูมิลดลง → เปลี่ยนน้ำค้างแข็งใหม่" ในอุปกรณ์ที่ไม่มีฟังก์ชันละลายน้ำแข็งอัตโนมัติ การทำงานเป็นเวลานานที่อุณหภูมิต่ำจะส่งผลให้เกิดปรากฏการณ์นี้อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

[วิธีแก้ปัญหา]ขั้นตอนฉุกเฉิน: ระงับการทดสอบ ดำเนินการตามรอบการละลายน้ำแข็ง (เพิ่มอุณหภูมิที่ตั้งไว้เป็น 20 °C และคงไว้เป็นเวลา 30 นาที จากนั้นเปิดประตูห้องและเช็ดพื้นผิวของครีบคอยล์เย็นด้วยผ้าแห้งและนุ่มเพื่อขจัดความชื้นที่ตกค้าง) และหลังจากยืนยันว่าครีบแห้งสนิทแล้วเท่านั้น ให้ทำการทดสอบที่อุณหภูมิต่ำต่อ มาตรการป้องกัน: 1 ก่อนการทดสอบที่อุณหภูมิต่ำแต่ละครั้ง ให้ตรวจสอบว่าภายในห้องเพาะเลี้ยงแห้ง (หรืออาจใช้ "ระยะการทำให้แห้ง" ที่อุณหภูมิ 30 °C/30% RH เพื่อกำจัดความชื้นที่ตกค้าง) 2. หลีกเลี่ยงการเปิดประตูห้องอบบ่อยๆ ในช่วงอุณหภูมิต่ำ (การเปิดแต่ละครั้งอาจมีไอน้ำจำนวนมาก) 3 สำหรับการทำงานที่อุณหภูมิต่ำเป็นเวลานาน ให้ใส่ขั้นตอนการบำรุงรักษาการละลายน้ำแข็งทุกๆ 48 ชั่วโมง หลังจากดำเนินการแก้ไข ให้รักษาอุณหภูมิไว้ที่ −50 °C โดยมีความผันผวนของอุณหภูมิภายใน ±0.4 °C

เคส 09 | การกระตุ้นการป้องกันอุณหภูมิเกินที่ผิดพลาด การทดสอบถูกขัดจังหวะกลางทาง

[ปรากฏการณ์ข้อผิดพลาด]ในระหว่างการทดสอบที่อุณหภูมิสูง 125 °C อุปกรณ์ปิดตัวลงกะทันหันหลังจากใช้งานไป 3 ชั่วโมง; TEMI880 แสดง "สัญญาณเตือนอุณหภูมิเกิน" และไฟแสดงสถานะของอุปกรณ์ป้องกันอุณหภูมิเกิน RKC จะสว่างขึ้น อุณหภูมิที่วัดได้จริงภายในห้องทดสอบคือ 125.2 °C ซึ่งไม่เกินค่าที่ตั้งไว้ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเกณฑ์ที่ตั้งไว้ของเครื่องมือป้องกันได้รับการกำหนดค่าไว้ที่ 125 °C ขีดจำกัดบนของความผันผวนของอุณหภูมิปกติจึงกระตุ้นให้เกิดการดำเนินการป้องกัน

[การวิเคราะห์สาเหตุที่แท้จริง]อุปกรณ์ป้องกันอุณหภูมิที่สูงเกินไปทำหน้าที่เป็นตัวป้องกันความปลอดภัยรองที่เป็นอิสระจากตัวควบคุมหลัก ปัญหาเกิดจากการตั้งค่าเกณฑ์การป้องกันที่ไม่เหมาะสม: ผู้ปฏิบัติงานตั้งค่าการป้องกันอุณหภูมิเกินให้เท่ากับอุณหภูมิทดสอบที่ 125 °C ในขณะที่ความผันผวนของอุณหภูมิปกติอยู่ในช่วง ±0.5 °C ถึง ±1 °C; ดังนั้นเมื่ออุณหภูมิสูงสุดถึง 125.5 °C เกณฑ์การป้องกัน 125 °C จะถูกกระตุ้น ควรตั้งค่าเกณฑ์การป้องกันอุณหภูมิเกินให้สูงกว่าอุณหภูมิที่กำหนดในการทดสอบอย่างน้อย 5–10 °C เพื่อพิจารณาความผันผวนของอุณหภูมิ

[โซลูชัน] ปรับขีดจำกัดอุณหภูมิของอุปกรณ์ป้องกันอุณหภูมิเกิน RKC จาก 125 °C ถึง 135 °C (อุณหภูมิทดสอบ + 10 °C) เกณฑ์การกำหนด: เกณฑ์การป้องกันอุณหภูมิที่สูงเกินไป = อุณหภูมิที่ตั้งค่าไว้ของการทดสอบ + 10 °C (ระยะขอบขั้นต่ำ); สำหรับการทดสอบที่อุณหภูมิสูง (>100 °C) แนะนำให้ใช้ +15 °C หลังจากปรับแล้ว ให้ทำการทดสอบ 125 °C อีกครั้งเป็นเวลา 48 ชั่วโมงติดต่อกันโดยไม่มีการหยุดชะงัก ในขณะเดียวกัน ให้ตรวจสอบค่าที่ตั้งไว้ของการป้องกันอุณหภูมิเกินสำหรับขั้นตอนการทดสอบทั้งหมด และรวบรวม "ตารางอ้างอิงการตั้งค่าเกณฑ์การป้องกัน" เพื่อป้องกันทริกเกอร์ที่ผิดพลาดที่คล้ายกัน

กรณีที่ 10 | ความแปรผันของอุณหภูมิที่ไม่สม่ำเสมอในตัวอย่างทดสอบหลายตัวอย่าง ตัวอย่างบางส่วนไม่ผ่านการตรวจสอบ

[การสังเกตความล้มเหลว]ชิ้นทดสอบหุ้มพลาสติกจำนวน 5 ชิ้นจากชุดเดียวกันถูกวางบนชั้นวางสามชั้นสำหรับการทดสอบที่ 85 °C/85 % RH เมื่อเสร็จสิ้นการทดสอบ ชิ้นงานทดสอบทั้งสองชิ้นที่ชั้นบนมีการเปลี่ยนสีและได้รับการตัดสินว่ามีคุณสมบัติเหมาะสม ในขณะที่ตัวอย่างทดสอบทั้งสามชิ้นที่ชั้นล่างมีการเสียรูปเล็กน้อยและมีการเปลี่ยนสีที่เด่นชัดมากกว่า และถูกตัดสินว่าไม่มีคุณสมบัติเหมาะสม พบความแตกต่างที่มีนัยสำคัญในผลการทดสอบระหว่างชิ้นงานทดสอบที่อยู่ในตำแหน่งที่แตกต่างกันภายในห้องทดสอบเดียวกัน

[การวิเคราะห์สาเหตุที่แท้จริง]ระบบจ่ายอากาศและการไหลเวียนประกอบด้วยพัดลมหลายใบจับคู่กับมอเตอร์ 90 วัตต์ กำหนดทิศทางการไหลเวียนของอากาศจากผนังด้านหลังของตู้ ส่งต่อผ่านชิ้นงานทดสอบ จากนั้นหมุนเวียนอากาศผ่านผนังด้านหน้า เมื่อความหนาแน่นของการวางชั้นวางมากเกินไป ช่องการไหลของอากาศระหว่างชิ้นงานทดสอบจะถูกกีดขวาง นำไปสู่การไล่ระดับอุณหภูมิระหว่างชั้นบนและชั้นล่าง การวัดเชิงทดลองแสดงอุณหภูมิ 85.1 °C ในชั้นบนและ 83.2 °C ในชั้นล่าง ส่งผลให้อุณหภูมิต่างกัน 1.9 °C; เมื่อรวมกับการไล่ระดับความชื้น ความเครียดด้านสิ่งแวดล้อมที่ชิ้นงานทดสอบในชั้นล่างจะรุนแรงยิ่งขึ้น นอกจากนี้ ชิ้นงานชั้นล่างยังอยู่ในตำแหน่งใกล้กับช่องระบายอากาศของเครื่องระเหย และการไหลของอากาศร้อนและเย็นที่ไม่สม่ำเสมอก็มีส่วนทำให้เกิดปรากฏการณ์นี้เช่นกัน

[แนวทางแก้ไข]ขั้นแรก ปรับระยะห่างระหว่างชิ้นงานทดสอบ: ระยะห่างระหว่างชิ้นงานทดสอบที่อยู่ติดกันจะต้องไม่น้อยกว่า 50 มม. และระยะห่างระหว่างแต่ละชิ้นงานทดสอบและผนังห้องจะต้องไม่น้อยกว่า 30 มม. เพื่อให้มั่นใจว่าการไหลเวียนของอากาศที่ไม่มีสิ่งกีดขวางภายในระบบท่อ ประการที่สอง ใช้คลิประยะห่างที่ปรับได้แปดคลิปเพื่อปรับเปลี่ยนระยะห่างของชั้นชั้นวางจากช่วงเวลาที่สม่ำเสมอไปเป็นการกำหนดค่า "ด้านบนเบาบางและหนาแน่น" - เพิ่มระยะห่างระหว่างชั้นวางด้านล่างเพื่อชดเชยการลดทอนการไหลของอากาศ ประการที่สาม รวม "เฟสการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันของอุณหภูมิ" เป็นเวลา 10 นาทีในเกณฑ์วิธีการทดสอบ (คงเฟสนี้ไว้ 10 นาทีหลังจากถึงอุณหภูมิเป้าหมายก่อนเริ่มจับเวลา) เพื่อให้แน่ใจว่าสนามอุณหภูมิภายในห้องเพาะเลี้ยงมีความสม่ำเสมอโดยสมบูรณ์ หลังการบำบัด ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างชั้นบนและชั้นล่างลดลงเหลือต่ำกว่า 0.4 °C และผลการทดสอบจากตัวอย่างทั้งห้าชิ้นมีความสอดคล้องกัน

กรณีที่ 11 | รอบการสตาร์ท-หยุดบ่อยครั้งของคอมเพรสเซอร์ เสียงรบกวนที่ผิดปกติ และอายุการใช้งานที่น่าสงสัย

[อาการผิดปกติ]ในระหว่างขั้นตอนการคงอุณหภูมิคงที่ (เมื่อไม่จำเป็นต้องทำความเย็นหรือทำความร้อน) คอมเพรสเซอร์จะเปิดและปิดซ้ำทุกๆ 3-4 นาที พร้อมกับเสียง "เสียงคลิก" ที่ชัดเจน หลังจากการทำงานต่อเนื่องประมาณหนึ่งสัปดาห์ อุณหภูมิของตัวเรือนคอมเพรสเซอร์