Giải quyết và giải quyết 12 thách thức thực tế trong phòng thử nhiệt độ và độ ẩm liên tục

Nghiên cứu tình huống thực địa: Khắc phục sự cố và giải quyết 12 thách thức thực tế trong buồng thử nghiệm nhiệt độ và độ ẩm không đổi

Buồng thử nghiệm nhiệt độ và độ ẩm không đổi là một trong những thiết bị mô phỏng môi trường được sử dụng phổ biến nhất trong chuỗi xác minh độ tin cậy của sản phẩm. Tuy nhiên, trong môi trường vận hành phòng thí nghiệm thực tế, tồn tại vô số thách thức vận hành giữa "thiết bị hoạt động" và "độ tin cậy của dữ liệu thử nghiệm" — chẳng hạn như suy giảm hiệu suất làm mát, lỗi điều khiển độ ẩm, nhiễu ngưng tụ, trôi cảm biến, gián đoạn chương trình và hình thành ngưng tụ/giọt nước. Một số vấn đề này bắt nguồn từ sự sai lệch trong điều kiện môi trường, một số phát sinh từ việc bảo trì thiết bị không đầy đủ, và những vấn đề khác là do lỗi hệ thống trong chính quy trình vận hành.

Bài báo này tập trung vào buồng thử nghiệm nhiệt độ và độ ẩm không đổi MY-80L (dải nhiệt độ: –60 °C đến 150 °C; dải độ ẩm: 20%–98% RH; được trang bị máy nén Taikang của Pháp và bộ điều khiển TEMI880 của Hàn Quốc) và tổng hợp 12 nghiên cứu tình huống thực tế về các vấn đề thường gặp hoặc thách thức. Mỗi nghiên cứu tình huống tái hiện quy trình khắc phục sự cố bằng một khuôn khổ ba bước: "triệu chứng lỗi → phân tích nguyên nhân gốc rễ → giải pháp khắc phục." Phần kết luận cung cấp các thông số tham khảo nhanh cho thiết bị và tóm tắt kinh nghiệm thực tế.

■ Tổng quan về nền tảng thiết bị

MY-80L có thể tích hiệu dụng 80 L, với khoang bên trong làm bằng thép không gỉ SUS#304 và lớp cách nhiệt bằng bọt polyurethane cứng kết hợp với bông thủy tinh. Hệ thống làm lạnh sử dụng máy nén kín hoàn toàn của Taikang (Pháp), được trang bị chất làm lạnh thân thiện với môi trường R404A; hệ thống giãn nở sử dụng thiết kế điều khiển dung tích, tích hợp van giãn nở Danfoss, bộ tách dầu ALCO và bộ lọc. Lõi điều khiển bao gồm bảng điều khiển màn hình cảm ứng màu 7 inch của TEMI880 (Hàn Quốc), có khả năng tự động tính toán sáu bộ tham số P.I.D, với dung lượng chương trình 100 bộ bao gồm 5.000 phân đoạn và có bộ nhớ mất điện để hoạt động liên tục. Các thông số sau đây đã được hiệu chuẩn trong điều kiện không tải ở nhiệt độ phòng 20 °C:

▼ Dưới đây là 12 nghiên cứu tình huống thách thức điển hình từ thực địa

Trường hợp 01 | Tốc độ làm mát suy giảm nghiêm trọng; không đạt được -60 °C trong thời gian dài

[Triệu chứng lỗi]Trong quá trình thử nghiệm nhiệt độ thấp được đặt ở -60 °C, thiết bị bắt đầu làm mát từ nhiệt độ phòng. Khi nhiệt độ giảm xuống khoảng -35 °C, tốc độ làm mát đột ngột giảm từ 1 °C/phút bình thường xuống dưới 0,3 °C/phút; mặc dù hoạt động hơn 90 phút, nhiệt độ mục tiêu -60 °C vẫn không đạt được. Không có cảnh báo nào hiển thị trên bảng TEMI880 và máy nén hoạt động bình thường.

[Phân tích nguyên nhân gốc rễ]Nguyên nhân gốc rễ được xác định thông qua điều tra ba bước: ① Yếu tố môi trường — Trong mùa hè, hệ thống điều hòa không khí của phòng thí nghiệm có công suất làm mát không đủ, dẫn đến nhiệt độ trong nhà là 33 °C, vượt quá phạm vi đảm bảo hiệu suất của thiết bị (5–35 °C); do đó, hiệu suất tản nhiệt của bộ ngưng tụ giảm đáng kể. ② Yếu tố tải — Mẫu thử là một bộ phận đúc kim loại có trọng lượng 12 kg mỗi chiếc; tổng khối lượng nhiệt của ba mẫu vượt xa tải trọng khuyến nghị cho buồng 80 L (không được vượt quá một phần ba thể tích bên trong buồng). ③ Yếu tố bảo trì — Các cánh tản nhiệt của bộ ngưng tụ bị bám bụi nghiêm trọng và các khe giữa các cánh bị tắc nghẽn bởi bụi, dẫn đến giảm tốc độ luồng khí làm mát. Sự kết hợp của ba yếu tố này dẫn đến công suất đầu ra không đủ của hệ thống làm lạnh trong phạm vi hoạt động nhiệt độ thấp.

[Giải pháp]Bước 1: Đặt nhiệt độ điều hòa không khí phòng thí nghiệm ở 22 °C để đảm bảo nhiệt độ phòng ổn định trong phạm vi 20–25 °C; Bước 2: Giảm số lượng mẫu thử xuống còn một, đặt ở giữa trên giá để đảm bảo luồng khí lưu thông không bị cản trở; Bước 3: Sử dụng khí nén để luân phiên làm sạch mặt trước và mặt sau của các cánh tản nhiệt bộ ngưng tụ để loại bỏ bụi bám (khuyến nghị thực hiện hàng quý). Sau các bước này, khởi động lại quy trình làm mát; quá trình làm mát từ 25 °C xuống –60 °C mất 52 phút và tốc độ làm mát sau đó trở lại bình thường.

Trường hợp 02 | Độ ẩm không đạt giá trị cài đặt trong thời gian dài và bị kẹt ở 75% RH

[Quan sát lỗi]Khi thử nghiệm nhiệt độ ẩm không đổi được đặt ở 85 °C/85 % RH, sau khi nhiệt độ đạt 85 °C bình thường, độ ẩm bắt đầu tăng từ độ ẩm môi trường, tăng lên 75 % RH, sau đó ổn định, không thay đổi trong 30 phút—thấp hơn đáng kể so với giá trị cài đặt 85 % RH.

[Phân tích nguyên nhân gốc rễ]Danh sách kiểm tra ưu tiên để điều tra độ ẩm không đủ: ① Bình bầu ướt – kiểm tra cho thấy mức nước bình thường, nhưng vải bọc bầu ướt đã được sử dụng hơn 3 tháng; vải bọc đã bị cứng và vàng nghiêm trọng, dẫn đến mất khả năng hấp thụ nước mao dẫn. Điều này dẫn đến tính toán sai lệch nhiệt độ giữa bầu khô và bầu ướt, khiến bộ điều khiển đánh giá sai độ ẩm hiện tại cao hơn giá trị thực tế và do đó ngừng tạo ẩm; ② Ống tạo ẩm – bề mặt của ống tạo ẩm tùy chỉnh 1kW có nhiều cặn bám, làm giảm hiệu quả nhiệt; ③ Niêm phong – dải niêm phong cửa ở bản lề tay nắm bên phải có dấu hiệu bị nâng lên, cho phép hơi ẩm rò rỉ qua khe hở.

[Giải pháp]Thay vải bọc bầu ướt (sử dụng vải không dệt được cung cấp trong cấu hình tiêu chuẩn; cắt theo kích thước phù hợp, sau đó làm ẩm bằng nước tinh khiết trước khi lắp đặt); loại bỏ cặn bám trên bề mặt ống tạo ẩm (ngâm trong dung dịch axit citric trong 30 phút, sau đó làm sạch bằng bàn chải mềm); điều chỉnh bản lề cửa và thay thế dải niêm phong. Sau các bước này, khởi động lại hệ thống; trong vòng 15 phút, độ ẩm sẽ tăng từ 75%RH lên 85%RH và ổn định. Mẹo quan trọng: Vải bọc bầu ướt nên được thay thế hàng tháng; không thay thế bằng vải cotton thông thường.

Trường hợp 03 | Giá trị hiển thị độ ẩm nhảy đột ngột; dữ liệu không thể tin cậy

[Triệu chứng lỗi]Trong quá trình hoạt động nhiệt độ và độ ẩm không đổi (60 °C / 90 % RH), màn hình độ ẩm trên bảng TEMI880 hiển thị dao động bất thường từ 82 % RH đến 96 % RH, xảy ra mỗi 5–8 giây; màn hình nhiệt độ vẫn bình thường và ổn định. Dữ liệu thử nghiệm không thể vượt qua tiêu chí đánh giá do biến động độ ẩm vượt quá dung sai cho phép.

[Phân tích nguyên nhân gốc rễ]Nhiệt độ vẫn ổn định trong khi giá trị độ ẩm dao động; quan sát này, sau khi loại trừ sự biến động mạnh về độ ẩm thực tế bên trong buồng, cho thấy các vấn đề với cảm biến hoặc mạch tín hiệu của nó. Sau khi kiểm tra cảm biến Pt100 bầu ướt, người ta phát hiện ra rằng vải bọc được đặt không đúng vị trí—không bao phủ hoàn toàn phần tử cảm biến của cảm biến, và phần dưới của vải bọc không ngập dưới mặt nước trong bể. Do đó, "nhiệt độ bầu ướt" cần thiết cho phép tính bầu khô-bầu ướt thực tế trở thành "nhiệt độ bán bầu khô", dẫn đến tín hiệu nhiệt độ bầu ướt không ổn định. Kiểm tra thêm cho thấy sự oxy hóa nhẹ tại các đầu nối dây của cảm biến Pt100, và sự biến động của điện trở tiếp xúc gây ra dao động tín hiệu.

[Giải pháp]Lắp lại vải bọc bầu ướt: Đảm bảo rằng vải bọc bao phủ hoàn toàn bóng cảm biến nhiệt của cảm biến, với phần dưới của vải bọc kéo dài ít nhất 20 mm dưới mặt nước của bể, và không có bọt khí giữa vải bọc và cảm biến. Làm sạch các đầu nối Pt100 (xịt bằng chất làm sạch tiếp xúc điện tử, sau đó lau bằng vải không xơ). Kích hoạt chức năng hiệu chuẩn bầu khô và bầu ướt tự động (menu TEMI880 → Hiệu chuẩn → Hiệu chuẩn bầu khô và bầu ướt tự động); sau khi hiệu chuẩn hoàn tất, màn hình độ ẩm sẽ ổn định ở mức 90±1% RH.

Trường hợp 04 | Thất bại trong việc xác định kết quả thử nghiệm do ngưng tụ bề mặt trên mẫu thử

[Quan sát lỗi]Một thử nghiệm lão hóa tăng tốc nhiệt độ và độ ẩm đã được thực hiện trên bảng mạch PCBA, từ 25 °C đến 85 °C ở 85% RH. Trong giai đoạn tăng nhiệt độ, các giọt nước rõ rệt (ngưng tụ) xuất hiện trên bề mặt bảng mạch; hơn nữa, kết quả kiểm tra quang học và kiểm tra cách điện cho thấy các bất thường (điện trở cách điện giảm đột ngột từ giá trị bình thường 500 MΩ xuống 5 MΩ). Do đó, khách hàng đã coi thử nghiệm là không hợp lệ.

[Phân tích nguyên nhân gốc rễ]Cơ chế vật lý của sự ngưng tụ: Khi nhiệt độ bề mặt của mẫu thử thấp hơn nhiệt độ điểm sương của không khí trong buồng, hơi nước ngưng tụ trên bề mặt mẫu. Trong giai đoạn gia nhiệt, nếu nhiệt độ không khí tăng nhanh hơn nhiệt độ mẫu (đặc biệt đối với các đế kim loại và mẫu nặng), một cửa sổ chênh lệch nhiệt độ sẽ xuất hiện—được đặc trưng bởi "không khí ấm hơn và mẫu lạnh hơn." Trong cửa sổ này, nhiệt độ điểm sương vượt quá nhiệt độ bề mặt mẫu, chắc chắn dẫn đến sự ngưng tụ. Tốc độ gia nhiệt mặc định của thiết bị được đặt ở giá trị tối đa là 9,9; gia nhiệt quá nhanh càng làm trầm trọng thêm cửa sổ chênh lệch nhiệt độ này.

[Giải pháp]Bằng cách tận dụng chức năng dốc nhiệt độ của TEMI880, tốc độ gia nhiệt đã được giảm từ 9,9 xuống 2,0, đồng thời "giai đoạn gia nhiệt trước" đã được tích hợp vào chương trình: đầu tiên, nhiệt độ được tăng lên 85 °C trong điều kiện độ ẩm thấp (25 °C / 40 % RH) trong khoảng 15 phút; sau đó, nhiệt độ được giữ ở 85 °C trong 10 phút để mẫu thử nghiệm cân bằng hoàn toàn; cuối cùng, độ ẩm được tăng dần từ 40 % RH lên 85 % RH với tốc độ 3 % RH/phút. Chiến lược "gia nhiệt trước, sau đó tạo ẩm" này đảm bảo rằng mẫu thử nghiệm đạt nhiệt độ mục tiêu trước khi tăng độ ẩm, do đó loại bỏ cửa sổ ngưng tụ. Sau quy trình này, không quan sát thấy sự ngưng tụ trên bề mặt của PCBA, và điện trở cách điện luôn duy trì trên 500 MΩ trong suốt quá trình thử nghiệm.

Nghiên cứu tình huống 05 | Sai số nhiệt độ và độ ẩm vượt quá giới hạn trôi sau 30 ngày hoạt động liên tục

[Triệu chứng lỗi]Sau 30 ngày thử nghiệm lão hóa tăng tốc liên tục, sai lệch nhiệt độ của thiết bị đã mở rộng từ ±0,5 °C ban đầu lên ±1,8 °C (vượt quá thông số kỹ thuật ≤2 °C và gần ngưỡng tới hạn), trong khi sai lệch độ ẩm mở rộng từ ±1 %RH lên ±4 %RH. Không có cảnh báo bất thường nào được phát hiện trên bảng TEMI880; tuy nhiên, một sai lệch hệ thống đã được quan sát thấy giữa các giá trị hiển thị bởi bộ ghi dữ liệu bên ngoài và các giá trị hiển thị bởi bảng điều khiển.

[Phân tích nguyên nhân gốc rễ]Sau thời gian hoạt động kéo dài, cảm biến Pt100 có hiện tượng trôi điểm không, đây là hiện tượng lão hóa điển hình quan sát được ở thiết bị thử nghiệm môi trường. Phân tích chi tiết: khi cảm biến nhiệt độ Pt100 hoạt động liên tục trong phạm vi nhiệt độ rộng từ-60 °C đến 150 °C, điện trở dây bạch kim của phần tử cảm biến của nó có những sai lệch nhỏ về đặc tính nhiệt độ; đối với cảm biến Pt100 bầu ướt, việc ngâm lâu và cặn bám làm giảm tốc độ phản hồi. Các tham số P.I.D của bộ điều khiển ban đầu được điều chỉnh dựa trên đặc tính cảm biến ban đầu; tuy nhiên, sau khi cảm biến bị trôi, các tham số này không còn mang lại hiệu suất tối ưu, dẫn đến suy giảm độ chính xác điều khiển.

[Giải pháp]Bước 1: Thực hiện hiệu chuẩn bầu khô và bầu ướt tự động (menu TEMI880 → Hiệu chuẩn → Hiệu chuẩn bầu khô và bầu ướt tự động); sau khi hiệu chuẩn, sai lệch nhiệt độ được khôi phục về ±0,6 °C và sai lệch độ ẩm được khôi phục về ±1,5 %RH. Bước 2: Thực hiện hiệu chuẩn lại tự động P.I.D: trong điều kiện không tải, đặt phản ứng bước từ 25 °C đến 85 °C, cho phép bộ điều khiển tự động kiểm tra đặc tính phản ứng của hệ thống và tính toán lại các tham số P/I/D. Sau khi hoàn thành quy trình này, sai lệch nhiệt độ được giảm thêm xuống ±0,3 °C và sai lệch độ ẩm được giảm xuống ±0,8 %RH. Thiết lập quy trình bảo trì: thực hiện hiệu chuẩn bầu khô và bầu ướt hàng quý, và thực hiện hiệu chuẩn lại tự động P.I.D sáu tháng một lần hoặc sau khi thay đổi loại tải.

Trường hợp 06 | Mất điện trong quá trình thí nghiệm: Chương trình có bị mất không? Dữ liệu có hợp lệ không?

[Quan sát lỗi]Trong quá trình thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ và độ ẩm 1.000 giờ, vào giờ thứ 320, nguồn điện phòng thí nghiệm bị ngắt và điện bị cắt. Sau khi khôi phục nguồn, thiết bị tự động khởi động lại và tiếp tục chương trình thử nghiệm của nó; tuy nhiên, trong thời gian mất điện, nhiệt độ bên trong buồng thử nghiệm tự nhiên giảm từ giá trị cài đặt 85 °C xuống nhiệt độ phòng 26 °C, và độ ẩm giảm từ 85 % RH xuống độ ẩm môi trường 55 % RH, kéo dài khoảng 25 phút. Trong khoảng thời gian này, mẫu thử nghiệm đã trải qua sự giảm nhiệt độ không kiểm soát.

[Phân tích nguyên nhân gốc rễ]Chức năng bộ nhớ mất điện của thiết bị hoạt động bình thường, và sau khi khôi phục nguồn, các phân đoạn chương trình tiếp tục thực thi mà không có lỗi. Tuy nhiên, vấn đề nằm ở chỗ hồ sơ nhiệt độ trong thời gian phục hồi mất điện (khoảng 25 phút) không được bao gồm trong thời gian thử nghiệm hợp lệ; hơn nữa, sự cố mất điện này có thể gây ra ứng suất nhiệt không mong muốn cho mẫu thử nghiệm, có khả năng làm ảnh hưởng đến tính hợp lệ của kết quả thử nghiệm. Bản thân thiết bị không có lỗi chức năng; các mối quan tâm liên quan đến độ tin cậy của nguồn điện bên ngoài và việc đánh giá tính hợp lệ của dữ liệu thử nghiệm.

[Giải pháp]Cấp độ phần cứng: Triển khai hệ thống UPS (Bộ lưu điện không gián đoạn) ở những khu vực có nguồn điện không ổn định để đảm bảo thiết bị có thể hoạt động ít nhất 15 phút sau khi mất điện, do đó cho phép hoàn thành suôn sẻ phân đoạn chương trình hiện tại. Cấp độ vận hành: Ghi lại dấu thời gian mất điện, dấu thời gian khôi phục nguồn và đường cong xu hướng nhiệt độ và độ ẩm trong thời gian mất điện vào báo cáo thử nghiệm; kỹ sư thử nghiệm sau đó sẽ xác định xem sự gián đoạn như vậy có ảnh hưởng đến tính hợp lệ của thử nghiệm hay không—nếu xác định là "hợp lệ, nhưng cần thời gian chạy bù", một lượng thời gian chạy bù tương đương sẽ được thêm vào cuối chương trình. Cấp độ tiêu chuẩn hóa: Xác định rõ trong quy trình thử nghiệm tiêu chí rằng "các thử nghiệm liên quan đến một lần mất điện vượt quá 10 phút, hoặc tổng thời gian mất điện tích lũy vượt quá 30 phút, sẽ phải lặp lại."

Nghiên cứu tình huống 07 | Ngưng tụ bên ngoài và nhỏ giọt trên vỏ tủ làm ảnh hưởng đến an toàn phòng thí nghiệm

[Triệu chứng lỗi]Trong quá trình thử nghiệm nhiệt độ thấp -40 °C, một số lượng lớn các giọt ngưng tụ xuất hiện trên các tấm bên và đỉnh của vỏ ngoài thiết bị; những giọt này rơi xuống sàn phòng thí nghiệm, tạo ra bề mặt trơn trượt và gây nguy hiểm. Các vệt nước rõ rệt có thể nhìn thấy trên bề mặt các tấm thép không gỉ của vỏ ngoài.

[Phân tích nguyên nhân gốc rễ]Lớp cách nhiệt của thiết bị bao gồm cấu trúc composite của bọt polyurethane cứng và bông thủy tinh. Trong quá trình thử nghiệm nhiệt độ thấp, nhiệt độ khoang bên trong được đặt ở -40 °C. Nếu môi trường phòng thí nghiệm có độ ẩm cao (đo được là 75 % RH) và nhiệt độ môi trường là 25 °C, nhiệt độ bề mặt của buồng ngoài có thể giảm xuống dưới nhiệt độ điểm sương môi trường (khoảng 20,5 °C), chắc chắn dẫn đến sự ngưng tụ. Kiểm tra cho thấy sự biến dạng nhẹ ở góc dưới bên trái của dải niêm phong cửa buồng; niêm phong không đầy đủ ở khu vực này cho phép không khí lạnh rò rỉ ra ngoài, dẫn đến nhiệt độ bề mặt cục bộ thấp hơn của buồng ngoài và sự ngưng tụ trầm trọng hơn.

[Giải pháp]Đầu tiên, giảm độ ẩm môi trường phòng thí nghiệm xuống dưới 60% RH (bằng cách kích hoạt máy hút ẩm) để nhiệt độ điểm sương môi trường nằm dưới nhiệt độ bề mặt của tủ ngoài. Thứ hai, thay thế bất kỳ dải niêm phong cửa bị biến dạng nào để đảm bảo độ kín và độ khít đồng đều xung quanh chu vi cửa tủ (sau khi đóng cửa, sử dụng dưỡng đo 0,05 mm để đo khe hở tại bề mặt niêm phong; không có vật liệu nào có thể đi qua). Thứ ba, kiểm tra tình trạng của các dải niêm phong trên ba lớp cửa sổ quan sát chân không (260×340×40 mm); thay thế bất kỳ dải nào bị lão hóa. Thứ tư, đặt thiết bị cách xa luồng khí trực tiếp từ các lỗ thông hơi điều hòa không khí để ngăn ngừa sự biến động nhiệt độ cục bộ có thể làm trầm trọng thêm sự ngưng tụ. Sau khi thực hiện các biện pháp này, sẽ không quan sát thấy sự ngưng tụ trên vỏ ngoài trong quá trình thử nghiệm -40 °C.

Nghiên cứu tình huống 08 | Hình thành sương giá trên bộ bay hơi vùng nhiệt độ thấp; biến động nhiệt độ gia tăng

[Triệu chứng lỗi]Trong quá trình thử nghiệm giữ nhiệt độ thấp -50 °C, nhiệt độ bắt đầu có biến động định kỳ ±2,5 °C so với giá trị ổn định của nó (phạm vi biến động bình thường: ≤0,5 °C), với chu kỳ biến động khoảng 15 phút. TEMI880 chỉ ra rằng máy nén tiếp tục hoạt động; tuy nhiên, sau khi nhiệt độ giảm xuống -53 °C, nó dần dần tăng trở lại -47 °C, lặp lại chu kỳ này.

[Phân tích nguyên nhân gốc rễ]Đây là biểu hiện điển hình của sương giá trên bộ bay hơi. Trong quá trình hoạt động ở nhiệt độ thấp, hơi nước còn sót lại trong buồng bộ bay hơi sẽ lắng đọng trên các cánh tản nhiệt của bộ bay hơi, tạo thành một lớp sương giá. Lớp sương giá này làm tăng điện trở nhiệt tại bề mặt bộ bay hơi, do đó làm giảm hiệu quả truyền nhiệt và khiến nhiệt độ dần dần tăng lên; khi nhiệt độ bề mặt của lớp sương giá vượt quá 0 °C, một phần sương giá tan chảy, tạm thời khôi phục hiệu quả truyền nhiệt, điều này lần lượt dẫn đến giảm nhiệt độ hơn nữa—do đó tạo ra một chu trình: "sương giá → giảm hiệu quả → tăng nhiệt độ → rã đông → tăng hiệu quả → giảm nhiệt độ → sương giá mới." Trong các thiết bị thiếu chức năng rã đông tự động, hoạt động kéo dài ở nhiệt độ thấp chắc chắn sẽ dẫn đến hiện tượng này.

[Giải pháp]Quy trình khẩn cấp: tạm dừng thử nghiệm, thực hiện chu trình rã đông (tăng nhiệt độ cài đặt lên 20 °C và duy trì trong 30 phút; sau đó mở cửa buồng và lau bề mặt các cánh tản nhiệt bộ bay hơi bằng khăn khô, mềm để loại bỏ hơi ẩm còn sót lại), và chỉ sau khi xác nhận rằng các cánh tản nhiệt đã khô hoàn toàn, mới tiếp tục thử nghiệm nhiệt độ thấp. Các biện pháp phòng ngừa: ① Trước mỗi thử nghiệm nhiệt độ thấp, xác minh rằng bên trong buồng đã khô (tùy chọn thực hiện "giai đoạn làm khô" ở 30 °C/30% RH để loại bỏ hơi ẩm còn sót lại); ② Tránh mở cửa buồng thường xuyên trong giai đoạn nhiệt độ thấp (mỗi lần mở có thể đưa một lượng lớn hơi nước vào); ③ Đối với hoạt động nhiệt độ thấp kéo dài, chèn một giai đoạn bảo trì rã đông sau mỗi 48 giờ. Sau các hành động khắc phục, duy trì nhiệt độ ở mức −50 °C với biến động nhiệt độ trong phạm vi ±0,4 °C.

Trường hợp 09 | Kích hoạt sai bảo vệ quá nhiệt; thử nghiệm bị gián đoạn giữa chừng

[Hiện tượng lỗi]Trong quá trình thử nghiệm nhiệt độ cao 125 °C, thiết bị đột ngột tắt sau 3 giờ hoạt động; TEMI880 hiển thị "Cảnh báo quá nhiệt", và đèn báo của thiết bị bảo vệ quá nhiệt RKC sáng lên. Nhiệt độ đo thực tế bên trong buồng thử nghiệm là 125,2 °C, không vượt quá giá trị cài đặt; tuy nhiên, vì ngưỡng cài đặt của thiết bị bảo vệ được cấu hình ở 125 °C, giới hạn trên của biến động nhiệt độ bình thường đã kích hoạt hành động bảo vệ.

[Phân tích nguyên nhân gốc rễ]Thiết bị bảo vệ quá nhiệt đóng vai trò là biện pháp an toàn thứ cấp độc lập với bộ điều khiển chính. Vấn đề phát sinh từ việc cài đặt sai ngưỡng bảo vệ: người vận hành đặt giá trị bảo vệ quá nhiệt bằng với nhiệt độ thử nghiệm 125 °C, trong khi phạm vi biến động nhiệt độ bình thường từ ±0,5 °C đến ±1 °C; do đó, khi nhiệt độ đỉnh đạt 125,5 °C, ngưỡng bảo vệ 125 °C sẽ được kích hoạt. Ngưỡng bảo vệ quá nhiệt nên được đặt cao hơn ít nhất 5–10 °C so với điểm đặt nhiệt độ thử nghiệm để tính đến sự biến động nhiệt độ.

[Giải pháp]Điều chỉnh giới hạn nhiệt độ của thiết bị bảo vệ quá nhiệt RKC từ 125 °C lên 135 °C (nhiệt độ thử nghiệm + 10 °C). Tiêu chí xác định: Ngưỡng bảo vệ quá nhiệt = điểm đặt nhiệt độ thử nghiệm + 10 °C (lề tối thiểu); đối với các thử nghiệm nhiệt độ cao (>100 °C), nên sử dụng +15 °C. Sau khi điều chỉnh, thực hiện lại thử nghiệm 125 °C trong 48 giờ liên tục mà không bị gián đoạn. Đồng thời, xác minh các điểm đặt bảo vệ quá nhiệt cho tất cả các quy trình thử nghiệm, và biên soạn "Bảng tham khảo cài đặt ngưỡng bảo vệ" để ngăn chặn các kích hoạt sai tương tự.

Trường hợp 10 | Biến động nhiệt độ không đều trên nhiều mẫu thử; một số mẫu không đạt kiểm tra

[Quan sát lỗi]Năm mẫu thử nghiệm vỏ nhựa cùng lô được đặt trên ba tầng giá để thử nghiệm ở 85 °C/85 % RH. Sau khi thử nghiệm hoàn tất, hai mẫu thử nghiệm ở tầng trên bị đổi màu và được đánh giá là đủ tiêu chuẩn; trong khi ba mẫu thử nghiệm ở tầng dưới bị biến dạng nhẹ và đổi màu rõ rệt hơn, và được đánh giá là không đủ tiêu chuẩn. Sự khác biệt đáng kể về kết quả thử nghiệm đã được quan sát thấy giữa các mẫu thử nghiệm ở các vị trí khác nhau trong cùng một buồng thử nghiệm.

[Phân tích nguyên nhân gốc rễ]Hệ thống cấp khí và tuần hoàn, bao gồm nhiều quạt cánh quạt kết hợp với động cơ 90 W, hướng luồng khí từ tường sau của tủ, đi qua các mẫu thử nghiệm, và sau đó tuần hoàn lại qua tường trước. Khi mật độ đặt giá đỡ quá dày, các kênh luồng khí giữa các mẫu thử nghiệm bị tắc nghẽn, dẫn đến chênh lệch nhiệt độ giữa lớp trên và lớp dưới. Các phép đo thực nghiệm cho thấy nhiệt độ ở lớp trên là 85,1 °C và ở lớp dưới là 83,2 °C, tạo ra chênh lệch nhiệt độ 1,9 °C; khi kết hợp với chênh lệch độ ẩm, ứng suất môi trường mà các mẫu thử nghiệm ở lớp dưới trải qua trở nên nghiêm trọng hơn. Ngoài ra, các mẫu ở lớp dưới được đặt gần cửa thoát khí của bộ bay hơi, và sự trộn lẫn không đều của luồng khí nóng và lạnh cũng góp phần vào hiện tượng này.

[Giải pháp]Đầu tiên, điều chỉnh khoảng cách giữa các mẫu thử nghiệm: khoảng cách giữa các mẫu liền kề không được nhỏ hơn 50 mm, và khoảng cách giữa mỗi mẫu và thành buồng không được nhỏ hơn 30 mm, đảm bảo luồng khí lưu thông không bị cản trở trong hệ thống ống dẫn. Thứ hai, sử dụng tám kẹp khoảng cách có thể điều chỉnh để sửa đổi khoảng cách các tầng giá đỡ từ khoảng cách đều nhau thành cấu hình "thưa dưới, dày trên"—tăng khoảng cách giữa các giá đỡ dưới để bù đắp cho sự suy giảm luồng khí. Thứ ba, tích hợp "giai đoạn đồng nhất nhiệt độ" kéo dài 10 phút vào quy trình thử nghiệm (duy trì giai đoạn này trong 10 phút sau khi đạt nhiệt độ mục tiêu trước khi bắt đầu hẹn giờ) để đảm bảo sự đồng nhất hoàn toàn của trường nhiệt độ trong buồng. Sau khi xử lý, chênh lệch nhiệt độ giữa các tầng trên và dưới được giảm xuống dưới 0,4 °C, và kết quả thử nghiệm từ năm mẫu là nhất quán.

Trường hợp 11 | Chu kỳ khởi động-dừng máy nén thường xuyên, tiếng ồn bất thường và tuổi thọ đáng nghi ngờ

[Triệu chứng lỗi]Trong giai đoạn giữ nhiệt độ không đổi (khi không yêu cầu làm mát hoặc gia nhiệt chủ động), máy nén liên tục bật và tắt mỗi 3–4 phút, kèm theo tiếng ồn "ù ù-tách" rõ rệt. Sau khoảng một tuần hoạt động liên tục, nhiệt độ vỏ máy nén trở nên cao (nóng khi chạm vào), và mức độ tiếng ồn tăng đáng kể so với thiết bị mới.

[Phân tích nguyên nhân gốc rễ]Trong giai đoạn giữ nhiệt độ không đổi, chế độ hoạt động lý tưởng cho máy nén là hoạt động với chu kỳ thấp (ví dụ: 30 giây hoạt động theo sau là 120 giây tắt), thay vì chu kỳ khởi động-dừng tần số cao. Tần số khởi động-dừng 3–4 chu kỳ mỗi phút được coi là quá mức vì hai lý do: ① Dải tỷ lệ (P) trong các tham số P.I.D. được đặt quá hẹp, khiến bộ điều khiển phản ứng quá mức với các sai lệch nhiệt độ nhỏ và thường xuyên đưa ra lệnh khởi động-dừng; ② Cài đặt chênh lệch áp suất khởi động-dừng của bộ điều khiển áp suất Saginomiya được đặt quá nhỏ, dẫn đến sự tách biệt không đủ giữa ngưỡng bắt đầu hoạt động ở phía áp suất thấp và ngưỡng kết thúc hoạt động ở phía áp suất cao, điều này khiến hệ thống làm lạnh liên tục hoạt động trong phạm vi chênh lệch áp suất hẹp. Chu kỳ khởi động-dừng thường xuyên gây ra rủi ro lớn nhất cho máy nén kín hoàn toàn—mỗi lần khởi động đều rút ra dòng điện gấp 5–7 lần dòng điện hoạt động bình thường, và ứng suất lặp đi lặp lại như vậy làm tăng tốc độ lão hóa cách điện của các cuộn dây động cơ.

[Giải pháp]Bước 1: Thực hiện tính toán tự động P.I.D để mở rộng dải tỷ lệ, do đó giảm phản ứng quá mức của bộ điều khiển đối với các sai lệch nhỏ. Bước 2: Tham khảo ý kiến kỹ thuật viên chuyên nghiệp để điều chỉnh cài đặt chênh lệch áp suất khởi động/dừng của bộ điều khiển áp suất Saginomiya (hạ thấp ngưỡng khởi động áp suất thấp một cách thích hợp và tăng ngưỡng dừng áp suất cao một cách thích hợp để mở rộng phạm vi hoạt động và giảm tần số khởi động/dừng). Bước 3: Trong cài đặt chương trình của TEMI880, thêm "vùng chết giữ nhiệt độ"; trong phạm vi điểm đặt ±0,3 °C, sẽ không có hành động làm mát hoặc gia nhiệt nào được kích hoạt, cho phép hệ thống tận dụng quán tính nhiệt của tủ để duy trì nhiệt độ. Sau các điều chỉnh này, tần số khởi động-dừng của máy nén đã giảm xuống còn một lần mỗi 15–20 phút, hoạt động ổn định và nhiệt độ tủ trở lại mức bình thường.

Trường hợp 12 | Tắc nghẽn cặn vôi trong hệ thống tạo ẩm: tăng độ ẩm cực kỳ chậm

[Triệu chứng lỗi]Sau sáu tháng hoạt động, tốc độ tăng độ ẩm đã chậm lại đáng kể—thời gian cần thiết để độ ẩm tăng từ 40% RH lên 85% RH đã tăng từ 8 phút ban đầu lên hơn 25 phút. Trong quá trình hoạt động của ống tạo ẩm, có tiếng ồn "ục ục" bất thường, và các cặn trắng có thể quan sát thấy trên thành bên trong của bể bầu ướt và bề mặt của ống tạo ẩm.

[Phân tích nguyên nhân gốc rễ]Hệ thống tạo ẩm sử dụng nước máy thông thường làm nguồn nước; trong quá trình gia nhiệt trong các ống tạo ẩm, các ion canxi và magie trong nước kết tủa tạo thành cặn canxi cacbonat/magiê cacbonat. Cặn này lắng đọng trên bề mặt của các ống tạo ẩm 1 kW, tạo thành một lớp cách điện làm giảm hiệu quả gia nhiệt. Đồng thời, các mảnh cặn làm tắc nghẽn các kênh nước bên trong của ống tạo ẩm, dẫn đến giảm sản lượng hơi ẩm. Cặn cũng tích tụ trên thành bên trong của bể nước bầu ướt, làm suy giảm hiệu suất hấp thụ nước mao dẫn của vải bọc. Điều này cấu thành sự suy giảm hiệu suất hệ thống do các vấn đề về chất lượng nước