Phòng thử nghiệm nhiệt độ cao và thấpNó là thiết bị cốt lõi để mô phỏng môi trường nhiệt độ khắc nghiệt và đánh giá hiệu suất chịu nhiệt của sản phẩm. Nó được sử dụng rộng rãi trong điện tử, ô tô, hàng không vũ trụ, vật liệu và các ngành công nghiệp khác. Độ chính xác kiểm soát nhiệt độ, tính đồng nhất và độ biến động của nó ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy của kết quả kiểm tra và do đó cần được hiệu chuẩn định kỳ theo thông số kỹ thuật. Bài viết này trình bày chi tiết các phương pháp hiệu chuẩn của buồng thử nghiệm nhiệt độ cao và thấp và các biện pháp phòng ngừa quan trọng trong thực hành.

I. Căn cứ hiệu chuẩn và dự án cốt lõi

1. Căn cứ hiệu chuẩn chính

Hiệu chuẩn cần tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn quốc gia, các cơ sở thường được sử dụng bao gồm: GB/T 10586-2006 "Điều kiện kỹ thuật của buồng thử nhiệt độ ẩm", GB/T 11158-2019 "Điều kiện kỹ thuật của buồng thử nhiệt độ cao", GB/T 2423.1-2008 "Kiểm tra môi trường sản phẩm điện tử Phần 2: Kiểm tra phương pháp thử A: Nhiệt độ thấp", GB/T 2423.2-2008 "Kiểm tra môi trường sản phẩm điện tử Phần 2: Kiểm tra phương pháp thử B: Nhiệt độ cao".

2. Mục hiệu chuẩn cốt lõi

Lõi hiệu chuẩn được triển khai xung quanh các chỉ số liên quan đến "nhiệt độ", chủ yếu bao gồm ba mục: tính đồng nhất nhiệt độ: tính nhất quán của nhiệt độ tại các điểm trong không gian làm việc của buồng thử nghiệm; ② Biến động nhiệt độ: Phạm vi dao động của nhiệt độ tại bất kỳ điểm nào gần giá trị cài đặt; ③ Độ lệch nhiệt độ: sự khác biệt giữa nhiệt độ thực tế và nhiệt độ cài đặt tại mỗi điểm đo. Một số cảnh cũng cần điều chỉnh tốc độ nóng lên, tốc độ làm nhiệt (nếu thiết bị có chức năng thay đổi nhiệt độ nhanh).

II. Chuẩn bị trước khi hiệu chuẩn

1. Kiểm tra thiết bị và thiết bị

① Xác nhận sự xuất hiện của buồng thử nghiệm nhiệt độ cao và thấp mà không bị hỏng, niêm phong cửa là hoàn hảo mà không có lão hóa, biến dạng, và lỗ thông hơi không bị chặn; Bật nguồn, chạy thử thiết bị, kiểm tra hệ thống điều khiển nhiệt độ, quạt, bộ phận sưởi/làm lạnh hoạt động bình thường, không có tiếng ồn bất thường hoặc báo lỗi. ② Chuẩn bị dụng cụ hiệu chuẩn: chọn cảm biến nhiệt độ đủ điều kiện và trong thời hạn hiệu lực (ví dụ như điện trở bạch kim Pt100) được xác định bởi cơ quan đo lường cấp trên, máy thu thập dữ liệu, độ chính xác của cảm biến cần cao hơn độ chính xác của thiết bị được hiệu chuẩn 1-2 cấp (độ phân giải khuyến nghị ≥0,1 ℃); Chuẩn bị các công cụ hỗ trợ như giá đỡ hiệu chuẩn, dây dẫn.

2. Xác nhận điều kiện môi trường

Hiệu chuẩn nhiệt độ môi trường cần được kiểm soát ở 23 ℃ ± 5 ℃, độ ẩm tương đối ≤85%; Không có nhiễu điện từ mạnh xung quanh, ánh sáng mặt trời trực tiếp, tác động của luồng không khí (chẳng hạn như điều hòa không khí thổi trực tiếp), tránh các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến độ chính xác hiệu chuẩn. Đồng thời ghi lại nhiệt độ môi trường, độ ẩm để truy tìm dữ liệu tiếp theo dễ dàng hơn.

3. Phòng thử nghiệm tiền xử lý

Thiết lập điểm nhiệt độ hiệu chuẩn theo nhu cầu hiệu chuẩn (thường chọn giới hạn trên, giới hạn dưới và điểm trung gian của phạm vi nhiệt độ thông thường của thiết bị, chẳng hạn như -40 ℃, 0 ℃, 85 ℃, 150 ℃), chạy buồng thử nghiệm không tải, mỗi điểm nhiệt độ không đổi trên 2h, để đảm bảo rằng nhiệt độ bên trong hộp ban đầu ổn định.

III. Phương pháp hiệu chuẩn cụ thể

1. Sắp xếp cảm biến nhiệt độ

Áp dụng "phương pháp bố trí chín điểm" để bố trí cảm biến (áp dụng cho không gian làm việc khối lập phương thông thường): lấy trung tâm hình học của không gian làm việc buồng thử nghiệm làm trung tâm, bố trí tổng cộng 9 điểm đo ở vị trí trung tâm của sáu mặt trên và dưới, trái và phải, trước và sau và trung tâm hình học. Đầu dò cảm biến cần được cố định trên giá đỡ, tránh tiếp xúc trực tiếp với tường hộp, ống sưởi, bộ làm lạnh (cách tường hộp ít nhất 50mm), đảm bảo điểm đo có thể phản ánh đúng nhiệt độ không gian làm việc. Nếu không gian làm việc có kích thước đặc biệt (chẳng hạn như loại hẹp và dài), số lượng và vị trí của các điểm vải có thể được điều chỉnh thích hợp để đảm bảo bao phủ toàn bộ khu vực làm việc hiệu quả.

2. Nhiệt độ không đổi và thu thập dữ liệu

① Đặt nhiệt độ hiệu chuẩn mục tiêu, khởi động buồng thử, giữ nhiệt độ không đổi trong 30 phút sau khi nhiệt độ đạt đến giá trị đặt (đảm bảo nhiệt độ hoàn toàn ổn định). ② Bắt đầu thu thập dữ liệu, thiết lập khoảng thời gian lấy mẫu (khuyến nghị 10-30s/lần), thu thập dữ liệu liên tục không ít hơn 30 nhóm (tổng thời gian thu thập ≥30 phút), đồng bộ ghi lại giá trị nhiệt độ, nhiệt độ cài đặt và thời gian thu thập tại mỗi điểm đo. ③ Hiệu chuẩn tất cả các điểm nhiệt độ đặt trước được hoàn thành tuần tự theo quy trình trên, mỗi điểm nhiệt độ thu thập dữ liệu độc lập để tránh nhiễu chéo.

3. Xử lý dữ liệu và quyết định kết quả

① Tính toán độ lệch nhiệt độ: độ lệch nhiệt độ của mỗi điểm đo=nhiệt độ trung bình của điểm này - nhiệt độ đặt, độ lệch tối đa của tất cả các điểm đo cần phải phù hợp với yêu cầu tiêu chuẩn (ví dụ: buồng thử nhiệt độ cao ≤ ± 2 ℃, buồng thử nhiệt độ thấp ≤ ± 3 ℃, cụ thể là thông số kỹ thuật và tiêu chuẩn của thiết bị). ② Tính biến động nhiệt độ: sự khác biệt giữa nhiệt độ cao nhất và nhiệt độ thấp nhất của bất kỳ điểm đo nào trong chu kỳ thu thập, độ biến động cần ≤ ± 0,5 ℃ (yêu cầu thông thường). ③ Tính đồng nhất nhiệt độ: tất cả các điểm đo trong nhiệt độ trung bình trong chu kỳ thu thập, sự khác biệt giữa nhiệt độ trung bình cao nhất và nhiệt độ trung bình thấp nhất, tính đồng nhất cần ≤2 ℃ (yêu cầu thông thường). ④ Nếu kết quả hiệu chuẩn vượt quá giới hạn tiêu chuẩn, cần ngừng hoạt động để kiểm tra lỗi thiết bị (chẳng hạn như lão hóa ống sưởi, bù đắp cảm biến, niêm phong kém, v.v.) và hiệu chuẩn lại sau khi sửa chữa.

IV. Cân nhắc hiệu chuẩn

1. Điểm bảo vệ an toàn

① Khi hiệu chỉnh các điểm nhiệt độ thấp (chẳng hạn như -40 ℃, -70 ℃), người vận hành cần đeo găng tay chống đông và kính bảo hộ để tránh tê cóng do tiếp xúc với các bộ phận nhiệt độ thấp trong hộp; Khi hiệu chỉnh các điểm nhiệt độ cao (chẳng hạn như 150 ° C, 200 ° C), bạn cần đeo găng tay chịu nhiệt độ cao để tránh bỏng. ② Trong quá trình vận hành thiết bị, cấm mở cửa hộp, nếu cần điều chỉnh vị trí cảm biến, trước tiên cần tạm dừng thiết bị và đợi nhiệt độ trở lại nhiệt độ phòng sau khi hoạt động. ③ Nếu buồng thử nghiệm sử dụng nitơ lỏng, chất làm lạnh phụ trợ, cần kiểm tra độ kín của đường ống để ngăn chặn rò rỉ chất làm lạnh gây ra nguy cơ an toàn.

2. Tránh các yếu tố gây nhiễu

① Trong quá trình hiệu chuẩn, buồng thử nghiệm cần không tải, cấm đặt bất kỳ mẫu thử nghiệm nào hoặc các mặt hàng không liên quan, tránh sự hấp thụ nhiệt/tỏa nhiệt của mẫu ảnh hưởng đến trường nhiệt độ trong hộp. ② Dây của bộ thu thập dữ liệu cần phải hoàn thiện các thông số kỹ thuật để tránh vướng víu hoặc tiếp xúc với khu vực nhiệt độ cao/thấp của tường hộp, để ngăn chặn dây bị hư hỏng hoặc ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo. ③ Tránh thu thập dữ liệu trong giai đoạn làm nóng và làm mát thiết bị, chỉ thu thập ở giai đoạn nhiệt độ không đổi sau khi nhiệt độ ổn định, đảm bảo tính xác thực của dữ liệu.

3. Bảo trì thiết bị và thiết bị

① Trước và sau khi hiệu chuẩn cần làm sạch bên trong buồng thử nghiệm, loại bỏ bụi tường hộp, vết bẩn, kiểm tra niêm phong cửa, nếu có lão hóa cần thay thế kịp thời, đảm bảo hiệu suất niêm phong. ② Cảm biến nhiệt độ và bộ thu thập dữ liệu cần được kiểm tra định kỳ, tránh va chạm, độ ẩm trong quá trình hiệu chuẩn và được thu nạp đúng cách sau khi sử dụng. ③ Sau khi hiệu chuẩn hoàn thành, khôi phục nhiệt độ phòng thử nghiệm về nhiệt độ phòng, tắt nguồn, làm sạch trang web, làm tốt việc sử dụng thiết bị và ghi lại hiệu chuẩn.

4. Yêu cầu chu kỳ hiệu chuẩn

Chu kỳ hiệu chuẩn của buồng thử nghiệm nhiệt độ cao và thấp thường là 1 năm; Nếu thiết bị được sử dụng thường xuyên, môi trường khắc nghiệt (như nhiệt độ cao, độ ẩm cao, bụi nhiều) hoặc được sử dụng để thử nghiệm các sản phẩm quan trọng, nên rút ngắn thời gian hiệu chuẩn xuống 6 tháng. Việc hiệu chuẩn phải được thực hiện bởi một cơ quan đo lường có trình độ hoặc chuyên gia, đảm bảo rằng kết quả hiệu chuẩn có hiệu lực pháp lý và đáng tin cậy.

V. Kết luận

　　Phòng thử nghiệm nhiệt độ cao và thấpHiệu chuẩn là một khâu quan trọng để đảm bảo dữ liệu thử nghiệm đáng tin cậy, cần tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn quốc gia và hoàn thành các quy trình như bố trí, nhiệt độ ổn định, thu thập và xử lý dữ liệu. Bên cạnh đó, chú trọng công tác chuẩn bị trước khi hiệu chỉnh và bảo vệ an toàn trong thực tế, tránh các nhân tố quấy nhiễu, mới có thể đảm bảo kết quả hiệu chỉnh xác. Hiệu chuẩn thường xuyên không chỉ có thể phát hiện các mối nguy hiểm thiết bị kịp thời, kéo dài tuổi thọ của thiết bị, mà còn có thể cung cấp hỗ trợ kỹ thuật mạnh mẽ cho việc kiểm tra chất lượng sản phẩm và thử nghiệm nghiên cứu khoa học.