Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7699-2-33:2007 giới thiệu về thử nghiệm môi trường phần 2-33: các thử nghiệm - hướng dẫn thử nghiệm thay đổi nhiệt độ. Hy vọng đây là tài liệu hữu ích cho các bạn.
TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 7699-2-33:2007 THỬ NGHIỆM MÔI TRƯỜNG PHẦN 2-33: CÁC THỬ NGHIỆM - HƯỚNG DẪN THỬ NGHIỆM THAY ĐỔI NHIỆT ĐỘ Basic environmental testing proceduresPart 2-33: Tests - Guidance on change of temperature tests Giới thiệu Tiêu chuẩn hướng dẫn nhà thiết kế người thực thử nghiệm yêu cầu kỹ thuật sử dụng thử nghiệm thay đổi nhiệt độ Thử nghiệm thay đổi nhiệt độ thích hợp để xác định ảnh hưởng lên mẫu thử nghiệm thay đổi nhiệt độ liên tục thay đổi nhiệt độ Thử nghiệm khơng thích hợp để chứng tỏ ảnh hưởng nhiệt độ cao thấp Đối với ảnh hưởng này, nên sử dụng thử nghiệm nóng khơ thử nghiệm lạnh Tác dụng thử nghiệm xác định bởi: - giá trị nhiệt độ chịu thử cao giá trị nhiệt độ chịu thử thấp mà khoảng việc thay đổi có ảnh hưởng; - thời gian chịu thử mẫu thử nghiệm giữ giá trị nhiệt độ này; - tốc độ thay đổi giá trị nhiệt độ này; - số chu kỳ chịu thử; - lượng nhiệt truyền vào tỏa từ mẫu Các điều kiện trường thay đổi nhiệt độ Ở thiết bị linh kiện điện tử, thường xảy thay đổi nhiệt độ từ từ Các phần bên thiết bị chịu thay đổi nhiệt độ chậm so với phần bề mặt bên ngồi thiết bị chưa đóng điện Thay đổi nhiệt độ đột ngột xảy khi: - thiết bị vận chuyển từ môi trường nhà có nhiệt độ ấm sang điều kiện ngồi trời có nhiệt độ lạnh ngược lại; - thiết bị gặp lạnh đột ngột mưa ngâm vào nước lạnh; - thiết bị gắn bên ngồi phương tiện hàng khơng; - điều kiện định vận chyển bảo quản Các linh kiện phải chịu ứng suất thay đổi nhiệt độ građien nhiệt độ cao tích lũy thiết bị sau đóng nguồn; ví dụ, bên cạnh điện trở cơng suất lớn, xạ gây tăng nhiệt độ bề mặt linh kiện lân cận phận khác nguội Các linh kiện làm mát nhân tạo phải chịu thay đổi nhiệt độ đột ngột đóng điện cho hệ thống làm mát Trong trình chế tạo thiết bị, linh kiện bị thay đổi nhiệt độ đột ngột Số lần biên độ thay đổi nhiệt độ khoảng thời gian lần thay đổi nhiệt độ quan trọng Khi đặt thời gian chuyển tiếp từ đến min, mẫu nhỏ cường độ ứng suất nhiệt mà mẫu phải chịu nhỏ Tuy nhiên, ứng suất nhiệt liên quan đến việc mẫu vận chuyển vài phút từ mơi trường có nhiệt độ có giá trị cực biên sang giá trị cực biên khác Ảnh hưởng lên linh kiện thiết bị tăng nhiệt giảm nhiệt khác Sương tuyết xuất linh kiện thiết bị tạo thêm ứng suất trường hợp ứng suất bổ sung không mong muốn, độ ẩm cần khống chế thích hợp để giảm thiểu ảnh hưởng Kỹ thuật 3.1 Thiết kế thử nghiệm thay đổi nhiệt độ Các thử nghiệm thay đổi nhiệt độ, thử nghiệm Na, Nb Nc (TCVN 7699-2-14 (IEC 60068-214)), gồm có giai đoạn thay đổi nhiệt độ cao nhiệt độ thấp có chuyển tiếp nhiệt độ ấn định thích hợp từ nhiệt độ sang nhiệt độ Quá trình chịu thử, nhiệt độ phòng sang nhiệt độ chịu thử ban đầu, sau đến nhiệt độ chịu thử thứ hai trở nhiệt độ phòng, gọi chu kỳ thử nghiệm 3.1.1 Tham số thử nghiệm - Nhiệt độ phòng - Nhiệt độ cao - Nhiệt độ thấp - Thời gian phơi nhiễm - Thời gian hai lần phơi nhiễm hai giá trị cực biên nhiệt độ - Số chu kỳ thử nghiệm Nhiệt độ cao nhiệt độ thấp hiểu nhiệt độ xung quanh mà hầu hết mẫu đạt đến sau thời gian trễ định Chỉ trường hợp ngoại lệ, tham số qui định dải nhiệt độ bảo quản vận hành bình thường đối tượng cần thử nghiệm Thử nghiệm gia tốc số lần thay đổi nhiệt độ nặng nề thời gian cho trước lớn số lần thay đổi nhiệt độ xảy điều kiện trường 3.2 Mục đích lựa chọn thử nghiệm Thử nghiệm thay đổi nhiệt độ không nhằm mô điều kiện trường cách xác Mục đích thử nghiệm thay đổi nhiệt độ để tác động lên mẫu để xác định mẫu có thiết kế chế tạo hay không 3.2.1 Thử nghiệm thay đổi nhiệt độ khuyến cáo trường hợp đây: 3.2.1.1 Đánh giá đặc tính điện q trình thay đổi nhiệt độ, thử nghiệm Nb 3.2.1.2 Đánh giá đặc tính q trình thay đổi nhiệt độ, thử nghiệm Nb 3.2.1.3 Đánh giá đặc tính điện sau số lần thay đổi nhiệt độ đột ngột qui định, thử nghiệm Na Nc 3.2.1.4 Đánh giá tính thích hợp linh kiện vật liệu tổ hợp vật liệu chịu nhiệt độ thay đổi đột ngột, thử nghiệm Na thử nghiệm Nc 3.2.1.5 Đánh giá tính thích hợp kết cấu linh kiện chịu ứng suất nhân tạo, thử nghiệm Na thử nghiệm Nc 3.2.2 Thử nghiệm thay đổi nhiệt độ qui định tiêu chuẩn TCVN 7699 (EC 60068) không nhằm đánh giá khác theo số vật liệu đặc tính điện làm việc điều kiện nhiệt độ ổn định hai điểm nhiệt độ cực biên 3.3 Lựa chọn thời gian phơi nhiễm Thời gian phơi nhiễm cần vào số thời gian nhiệt mẫu (hoặc phần xa mẫu) theo cách cho đạt đến xấp xỉ nhiệt độ khơng gian xung quanh nhiệt độ bể thử Vì vậy, điều quan trọng phải biết số thời gian nhiệt mẫu Vì số thời gian nhiệt phận bên bên mẫu cỡ lớn (thiết bị) khác đáng kể nên tốt phải tính đến số thời gian nhiệt phần phần xa Hằng số thời gian tùy thuộc vào chất dịch chuyển môi chất xung quanh (khơng khí thử nghiệm Na Nb, nước thử nghiệm Nc, v.v….) đó, việc xác định số thời gian theo thực nghiệm điều kiện thực xung quanh thử nghiệm thỏa mãn Khi chọn thời gian phơi nhiễm, cần xem xét điều kiện (xem hình 1) t1 ≥ d < 0,01 D t1 ≥ 2,5 d < 0,1D t1 thời gian phơi nhiễm; số thời gian nhiệt mẫu; d chênh lệch nhiệt độ môi chất thử nghiệm mẫu D chênh lệch nhiệt độ chịu thử nóng nhiệt độ chịu thử lạnh (T B - TA) 3.4 Chọn thời gian thay đổi nhiệt độ 3.4.1 Chọn thời gian chuyển tiếp Trong trường hợp sử dụng phương pháp hai tử thử mẫu cỡ lớn thời gian chuyển tiếp khơng thực từ đến min, mà tăng lên mà khơng gây ảnh hưởng nhận thấy kết thử nghiệm chọn sau: t2 ≤ 0,05 đó: t2 khoảng thời gian chuyển tiếp số thời gian nhiệt mẫu 3.4.2 Chọn tốc độ thay đổi nhiệt độ Tốc độ thay đổi nhiệt độ qui định cho thử nghiệm Nb áp dụng để mô thay đổi đột ngột đề cập điều Đôi khi, mơ thay đổi nhiệt độ chậm, ví dụ thay đổi liên quan đến biến đổi hàng ngày Các thay đổi thường đặt tĩnh Trong trường hợp này, sử dụng lại thử nghiệm Nb, tốc độ thay đổi nhiệt độ cần giảm thích hợp 3.5 Giới hạn ứng dụng thử nghiệm thay đổi nhiệt độ 3.5.1 Bên mẫu, tốc độ thay đổi nhiệt độ tùy thuộc vào độ dẫn nhiệt vật liệu, phân bố theo khơng gian nhiệt dung kích thước mẫu Thay đổi nhiệt độ điểm bề mặt mẫu diễn gần theo qui luật hàm số mũ Bên mẫu cỡ lớn, việc xếp chồng tăng giảm theo hàm số mũ cách luân phiên dẫn đến thay đổi nhiệt độ theo chu kỳ gần hình sin có biên độ thấp nhiều so với dao động đặt vào 3.5.2 Cơ chế truyền nhiệt mẫu thử nghiệm môi chất chịu thử tủ thử bể thử cần tính đến Chất lỏng chuyển động tạo tốc độ thay đổi nhiệt lớn bề mặt mẫu khơng khí khơng có gió lại tạo tốc độ thay đổi thấp 3.5.3 Phương pháp hai bể chứa có mơi chất chịu thử nước (thử nghiệm Nc) sử dụng với mẫu gắn kín mẫu khơng chạy với nước tính đặc tính chúng bị suy giảm ngâm nước CHÚ THÍCH: Để đánh giá khả áp dụng phương pháp hai bể thử, thử nghiệm Q: Gắn kín (IEC 60068-2-17), có ích Trong trường hợp cụ thể, ví dụ mẫu nhạy với nước, cần qui định thử nghiệm với chất lỏng nước tinh khiết Khi thiết kế thử nghiệm vậy, cần tính đến đặc tính truyền nhiệt chất lỏng khác so với đặc tính nước Khả tái lập thử nghiệm thay đổi nhiệt độ 4.1 Ảnh hưởng qui trình chịu thử Khả tái lập thử nghiệm thay đổi nhiệt độ tùy thuộc vào độ xác mà tham số thử nghiệm trì được, đề cập 3.1.1 Các biến đổi tham số thử nghiệm có ảnh hưởng quan trọng đến khả tái lập: a) Tốc độ thay đổi nhiệt độ môi chất xung quanh b) Nhiệt độ giới hạn nhiệt độ giới hạn c) Cơ chế truyền nhiệt (bằng đối lưu, xạ nhiệt dẫn nhiệt) d) Đặc tính mơi chất thử nghiệm Tất u cầu đặc biệt, ví dụ tư hướng mẫu tủ thử bể thử mà ảnh hưởng đến khả tái lập thử nghiệm, cần qui định qui định kỹ thuật liên quan 4.2 Ảnh hưởng đối tượng cần thử nghiệm Kết thử nghiệm thay đổi nhiệt độ bị ảnh hưởng khác đối tượng thử nghiệm khía cạnh tham số đây: a) Nhiệt dung b) Lượng nhiệt truyền đến, phân bố nhiệt bề mặt mẫu c) Độ dẫn nhiệt bên mẫu, khơng đồng d) Tản nhiệt linh kiện vật liệu có mẫu e) Đặc tính (ví dụ, độ đàn hồi độ bền kéo linh kiện vật liệu có mẫu) f) Kích thước dung sai g) Các đặc tính khác ảnh hưởng đến phân bố nhiệt mẫu Các thơng tin sử dụng làm hướng dẫn để chọn số lượng mẫu để giải thích khác kết thử nghiệm Hướng dẫn chọn loại thử nghiệm 5.1 Mức khắc nghiệt thử nghiệm tăng theo: - chênh lệch nhiệt độ lớn hơn; - tốc độ thay đổi nhiệt độ nhanh hơn; - chế truyền nhiệt nhanh Thử nghiệm nặng nề nhất, ứng với lượng thơng tin u cầu tính mẫu cần qui định 5.2 Áp dụng thử nghiệm N xem phần chuỗi thử nghiệm Một số loại hư hại khơng thấy rõ phép đo kết thúc thử nghiệm N xuất chuỗi thử nghiệm (ví dụ, thử nghiệm Q: Gắn kín (IEC 60068-2-17), thử nghiệm Fc: Rung (hình sin) (IEC 60068-2-6), thử nghiệm Ca: Nhiệt ẩm, trạng thái tĩnh (IEC 60068-2-3), thử nghiệm D: Nhiệt ẩm nhanh (IEC 60068-2-4) thử nghiệm Db: Nhiệt ẩm, chu kỳ (chu kỳ 12 + 12h) (TCVN 7699-2-30) (IEC 60068-2-30)) 5.3 Không nên sử dụng thử nghiệm nhiệt độ thay đổi Nc (phương pháp hai bể thử) thử nghiệm thay cho thử nghiệm Q (gắn kín) 5.4 Khi có thể, số lần chịu thử cần qui định theo cách cho phù hợp với thời gian làm việc hàng ngày 24h số nguyên lần chu kỳ, có xét đến giai đoạn phục hồi phép đo kết thúc Nếu số lý định, ví dụ để tránh thay đổi xảy vào ban đêm, cần đặt mẫu vào môi trường thử thời gian dài thời gian qui định t 1, mẫu cần đặt tủ thử lạnh ảnh hưởng lão hóa xảy sau thời gian dài đặt mẫu vào môi trường ấm 5.5 Khi qui định thử nghiệm thay đổi nhiệt độ, đặc tính đối tượng cần thử nghiệm bị ảnh hưởng điều kiện thay đổi nhiệt độ chế gây hỏng chúng cần ghi nhớ Phép đo ban đầu phép đo kết thúc cần qui định tương ứng Trong số trường hợp, xem xét hỏng đủ Phép đo trình thay đổi nhiệt độ cần xem xét trước, đặc biệt với thiết bị cần thử nghiệm Kết luận Qui định thử nghiệm thay đổi nhiệt độ vấn đề quan trọng cần lưu ý Việc ứng dụng thành công thử nghiệm phụ thuộc vào hiểu biết mẫu cần thử nghiệm, đặc tính tính kỹ thuật chúng chế hỏng kéo theo điều kiện thay đổi nhiệt độ đột ngột Hình ... ứng suất nhân tạo, thử nghiệm Na thử nghiệm Nc 3.2.2 Thử nghiệm thay đổi nhiệt độ qui định tiêu chuẩn TCVN 7699 (EC 60068) không nhằm đánh giá khác theo số vật liệu đặc tính điện làm việc điều... 3.1 Thiết kế thử nghiệm thay đổi nhiệt độ Các thử nghiệm thay đổi nhiệt độ, thử nghiệm Na, Nb Nc (TCVN 7699-2-14 (IEC 60068-214)), gồm có giai đoạn thay đổi nhiệt độ cao nhiệt độ thấp có chuyển... thử nghiệm D: Nhiệt ẩm nhanh (IEC 60068-2-4) thử nghiệm Db: Nhiệt ẩm, chu kỳ (chu kỳ 12 + 12h) (TCVN 7699-2-30) (IEC 60068-2-30)) 5.3 Không nên sử dụng thử nghiệm nhiệt độ thay đổi Nc (phương