Công nghệ thử nghiệm môi trường là công nghệ cơ bản thực tế và là một trong những biện pháp kỹ thuật quan trọng để ổn định và cải thiện chất lượng sản phẩm. Nhiệm vụ chính của nó là nghiên cứu tác động của ứng suất môi trường đến hiệu suất sản phẩm và giải quyết các vấn đề về độ tin cậy của sản phẩm trong quá trình lưu trữ, vận chuyển hoặc sử dụng. Trong số đó, thử nghiệm chu kỳ nhiệt là một loại thử nghiệm khí hậu phổ biến trong công nghệ thử nghiệm môi trường. Trong quá trình thử nghiệm, do nhiệt độ và độ ẩm môi trường trong buồng thử nghiệm thay đổi , có thể xảy ra hiện tượng ngưng tụ. Hiện tượng này thường xảy ra ở giai đoạn điều kiện làm việc từ nhiệt độ thấp đến nhiệt độ cao, khi nhiệt độ và độ ẩm thay đổi đột ngột. Nhiều sản phẩm điện tử bị ảnh hưởng bởi các giọt nước ngưng tụ, dẫn đến phản ứng hóa học tăng tốc của quá trình oxy hóa kim loại hoặc ăn mòn điện hóa trên bề mặt lớp phủ kiểm soát nhiệt, hiệu suất cách điện bị giảm hoặc thậm chí là hư hỏng chức năng như đoản mạch. Do hư hỏng do ngưng tụ gây ra cho sản phẩm, một số người tiền nhiệm đã cố gắng ngăn chặn hiện tượng ngưng tụ làm thay đổi hồ sơ thử nghiệm. Tuy nhiên, vì hồ sơ thử nghiệm thường thay đổi theo đơn vị dự án tổng thể và sự thay đổi sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả đánh giá hiệu suất sản phẩm nên tính khả thi của nó bị giảm đi rất nhiều. Do đó, bài báo này bắt đầu bằng việc khám phá nguyên nhân và điều kiện ngưng tụ. Các biện pháp khả thi để giảm độ ẩm tương đối trong buồng thử nghiệm được thảo luận.

Tại sao nước lại ngưng tụ trong quá trình thử nghiệm? 

Điều kiện làm việc ở nhiệt độ thấp có nghĩa là khi nhiệt độ trong buồng thấp hơn nhiệt độ điểm đóng băng theo điều kiện khí quyển của phòng thí nghiệm tại thời điểm đó, phần lớn độ ẩm trong không khí ẩm trong buồng được gắn vào bề mặt dàn bay hơi, phần nhiệt độ thấp nhất trong buồng, dưới dạng sương giá. Khi buồng hoạt động ở nhiệt độ thấp trong thời gian dài, có rất nhiều sương giá trên bề mặt dàn bay hơi. Khi nhiệt độ tăng lên, lớp sương giá trên bề mặt dàn bay hơi hấp thụ nhiệt trong không khí và dần dần trải qua quá trình hóa lỏng và khí hóa trở lại, Nước lại đi vào không khí lưu thông trong buồng dưới dạng hơi nước, làm tăng hàm lượng độ ẩm trong buồng.

Đồng thời, thành buồng được làm nóng bởi không khí tuần hoàn cũng bắt đầu nóng lên. Nhiệt dung của thành buồng lớn hơn nhiều so với nhiệt dung của khí, khiến tốc độ tăng nhiệt độ của thành buồng chậm hơn nhiều so với tốc độ tăng nhiệt độ của không khí. Do đó, độ dốc nhiệt độ vuông góc với thành buồng sẽ tăng theo tốc độ tăng nhiệt độ. Độ dốc nhiệt độ làm cho áp suất riêng phần của không khí và hơi nước gần thành bể lớn hơn áp suất riêng phần của không khí tuần hoàn trong bể, điều này có nghĩa là nhiệt độ điểm sương của không khí gần thành cao hơn, điều này có nghĩa là dễ ngưng tụ hơn. Ngay cả khi độ ẩm tương đối của không khí ẩm tuần hoàn trong buồng không đạt 100%, không khí gần thành đã đạt 100%, gây ra hiện tượng ngưng tụ.

Giải pháp

Khi nhiệt độ trong buồng thử nghiệm thay đổi từ nhiệt độ thấp đến nhiệt độ cao, lớp băng giá của bộ bay hơi sẽ bốc hơi, làm tăng hàm lượng ẩm trong buồng. Do đó, để giảm hoàn toàn hàm lượng ẩm trong buồng, hãy cố gắng loại bỏ lớp băng giá trên bề mặt bộ bay hơi. Hiện nay, các phương pháp rã đông trong ngành công nghiệp làm lạnh chủ yếu bao gồm: rã đông phun nước, rã đông bằng điện, rã đông bằng khí nóng và các phương pháp rã đông phun nước khác. Mục đích của việc rã đông là làm tan lớp băng giá bằng cách phun nước lỏng lên bề mặt bộ bay hơi để nó có thể tiến hành trao đổi nhiệt ẩn với đá rắn. Phương pháp này chỉ áp dụng để rã đông khi máy dừng.

Trong quá trình thử nghiệm, nước sẽ được thổi vào buồng do tiếp xúc trực tiếp với không khí lưu thông, làm tăng hàm lượng ẩm của không khí lưu thông, Không khí ẩm có hàm lượng ẩm tăng nhanh chóng ngưng tụ thành sương giá dưới nhiệt độ thấp và bám vào bề mặt của vật thử nghiệm trong buồng, gây hư hỏng cho vật thử nghiệm. Do đó, không áp dụng cho thử nghiệm chu trình nhiệt. Phương pháp rã đông bằng điện là sắp xếp một dây điện sưởi ấm xung quanh bộ phận bay hơi để làm nóng lớp sương giá. Làm tan lớp sương giá từ bên ngoài vào bên trong. Theo cách này, quá trình truyền nhiệt được thực hiện trên bề mặt lớp sương giá. Nước bốc hơi trực tiếp đi vào không khí lưu thông để làm tăng hàm lượng ẩm của nó. Đồng thời, tiếp xúc trực tiếp giữa dây điện sưởi ấm và không khí lưu thông sẽ mang lại rất nhiều nhiệt, khiến độ ổn định ở nhiệt độ thấp khó kiểm soát. Do đó, không phù hợp cho thử nghiệm chu trình nhiệt. Rã đông bằng khí nóng là chất làm lạnh ở nhiệt độ thấp được đưa vào bộ phận bay hơi trong giai đoạn sương giá. Ưu điểm của phương pháp này là lớp sương giá tan chảy từ trong ra ngoài. Trong giai đoạn đầu của quá trình rã đông, khí nóng trong ống bay hơi tiến hành trao đổi nhiệt tiềm ẩn với lớp băng giá bên ngoài ống. Nhiệt được sử dụng để làm tan lớp băng giá trên thành ống. Vào thời điểm này, lớp băng giá gần bộ bay hơi tan chảy và tạo thành lớp xen kẽ chứa hỗn hợp khí-lỏng giữa lớp băng giá bên ngoài và bộ bay hơi.

Lúc này, do lớp phủ sương giá bên ngoài, phần lớn hơi nước bị bịt kín trong lớp xen kẽ, lớp sương giá tan dần từ bên trong ra bên ngoài cho đến khi tan hoàn toàn và rơi ra, sau đó được xả ra khỏi bể thông qua bộ thu nước. Toàn bộ quá trình không chỉ làm giảm lượng hơi nước bốc hơi từ bộ bay hơi mà còn kiểm soát hàm lượng ẩm trong buồng thử nghiệm ở mức thấp. Ngoài ra, nhiệt trên bộ bay hơi sẽ chỉ tỏa ra bên ngoài sau khi quá trình rã đông kết thúc, có lợi cho việc kiểm soátĐộ ổn định nhiệt độ của không khí lưu thông trong buồng thử nghiệm trong giai đoạn đóng băng rõ ràng là tốt hơn khi sử dụng phương pháp rã đông bằng không khí nóng trong thử nghiệm chu trình nhiệt.

Hệ thống rã đông khí nóng truyền thống có hai cách: phương pháp đảo ngược bốn chiều và phương pháp bỏ qua khí nóng máy nén. Phương pháp đảo ngược bốn chiều là chuyển hướng đường dẫn dòng chất làm lạnh thông qua van đảo ngược bốn chiều được bố trí trên hệ thống làm lạnh khi cần rã đông để đảo ngược dòng chất làm lạnh. Lúc này, chức năng của bộ bay hơi ở đầu hấp thụ nhiệt và bộ ngưng tụ ở đầu giải phóng nhiệt được trao đổi, và chất làm lạnh nhiệt độ cao chảy vào bộ bay hơi nhiệt độ thấp để làm tan lớp băng giá

Phương pháp rã đông sẽ dẫn đến việc làm lạnh bị gián đoạn, không thể đảm bảo sự ổn định của nhiệt độ trong điều kiện nhiệt độ thấp trong buồng thử nghiệm. Đồng thời, hơi nước tan chảy sẽ quay trở lại buồng, làm tăng độ ẩm trong buồng và làm trầm trọng thêm tình trạng ngưng tụ. Phương pháp bỏ qua khí nóng của máy nén sử dụng một phần chất làm lạnh nhiệt độ cao thải ra từ máy nén đi qua bộ bay hơi nhiệt độ thấp để rã đông. Một số trong số chúng được sử dụng để làm lạnh sau khi tiết lưu, điều này cũng sẽ làm tăng độ ẩm trong buồng và làm trầm trọng thêm tình trạng ngưng tụ.

Để duy trì độ ổn định nhiệt độ của buồng thử nghiệm môi trường nhiệt độ và độ ẩm cũng như độ ẩm trong buồng điều khiển ở mức thấp, tác giả xem xét việc bổ sung một bộ bay hơi, một số van điện từ và hai van độc lập vào cấu trúc của hệ thống làm lạnh truyền thống. Ống dẫn khí tạo nên hệ thống buồng thử nghiệm môi trường điểm sương thấp.

Hệ thống này khác với cấu trúc bay hơi đơn của hệ thống chu trình làm lạnh nén hơi truyền thống. Nó sử dụng một hệ thống với hai máy bay hơi. Khi hai máy bay hơi đang chạy để làm lạnh, máy bay hơi kia sẽ rã đông. Hai máy bay hơi được trang bị các ống dẫn khí độc lập tương ứng. Chu kỳ mở và đóng của ống dẫn khí 1 và 2 ngược nhau. Luôn đảm bảo rằng máy phát điện làm lạnh được kết nối với luồng không khí tuần hoàn trong buồng, trong khi máy bay hơi rã đông được cách ly khỏi luồng không khí trong buồng. Hệ thống này không chỉ có thể liên tục duy trì công việc làm lạnh ổn định trong điều kiện nhiệt độ thấp mà còn liên tục loại bỏ độ ẩm của không khí ẩm trong buồng.

Trong môi trường thị trường cạnh tranh cao hiện nay và bối cảnh toàn cầu hóa, để nhanh chóng và thành công chiếm lĩnh thị trường trong và ngoài nước, sản phẩm không chỉ phải đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất mà còn phải cải thiện khả năng thích ứng với môi trường và độ tin cậy của sản phẩm. Do đó, thử nghiệm môi trường và thử nghiệm độ tin cậy tuân thủ các nhu cầu của thị trường và được mọi tầng lớp trong và ngoài nước coi trọng. Bài báo này tập trung vào mối quan hệ giữa thử nghiệm môi trường và thử nghiệm độ tin cậy.

1.Khái niệm và nội dung nghiên cứu 

Kiểm tra môi trường là một phần quan trọng của kỹ thuật môi trường, đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển, sản xuất, lưu trữ và sử dụng sản phẩm. Đây là phương tiện quan trọng để đảm bảo khả năng thích ứng với môi trường của sản phẩm.

Kiểm tra môi trường là quá trình áp dụng các điều kiện môi trường nhất định vào sản phẩm theo các phương pháp và quy trình nhất định để kiểm tra khả năng thích ứng với môi trường của sản phẩm. Điều kiện môi trường bao gồm môi trường tự nhiên, môi trường sử dụng và môi trường phòng thí nghiệm. Có thể chia thành các loại sau theo thuộc tính của các yếu tố môi trường:

1) Các yếu tố khí hậu, bao gồm nhiệt độ , độ ẩm , áp suất không khí , mưa , tuyết, băng, sương giá, cát và bụi , sương muối , khí ăn mòn, v.v.

2) Các yếu tố cơ học, bao gồm rung động , va chạm , lắc, gia tốc liên tục, nổ , động đất và tiếng ồn rung động

3) Các yếu tố sinh học, bao gồm nấm mốc, côn trùng, sinh vật biển, v.v.

4) Các yếu tố bức xạ điện từ, bao gồm nhiễu sóng vô tuyến, sét, trường điện và trường từ, v.v., chắc chắn bao gồm môi trường mới sau khi các môi trường này kết hợp lại.

Kiểm tra môi trường có thể được chia thành kiểm tra phát triển khả năng thích ứng với môi trường, kiểm tra nhận dạng môi trường, kiểm tra chấp nhận môi trường và kiểm tra thường quy về môi trường theo vai trò và nhiệm vụ của nó trong các giai đoạn khác nhau. Kiểm tra độ tin cậy cũng chạy qua tất cả các giai đoạn nghiên cứu và sản xuất sản phẩm để xác minh xem sản phẩm có chức năng ban đầu sau một khoảng thời gian hay không.

2. Thử nghiệm môi trường và độ tin cậy

Hiện nay, các tiêu chuẩn có thẩm quyền quốc tế trong lĩnh vực thử nghiệm môi trường và thử nghiệm độ tin cậy là MIL-STD-810F Phương pháp thử nghiệm môi trường và Hướng dẫn kỹ thuật và MIL-STD-781D Thử nghiệm độ tin cậy cho phát triển kỹ thuật, đủ điều kiện và sản xuất. Theo một nghĩa nào đó, bất kỳ thử nghiệm nào cũng có thể được coi là thử nghiệm môi trường, vì thử nghiệm luôn được tiến hành trong một môi trường nhất định. Do đó, thử nghiệm độ tin cậy cũng có thể được coi là thử nghiệm môi trường. Các thử nghiệm môi trường cũng bao gồm trong các thử nghiệm về độ bền, tuổi thọ, hiệu suất và các thử nghiệm cơ bản khác.

Thông thường, mọi người chỉ gọi một số giai đoạn thử nghiệm cụ thể trong quá trình phát triển sản phẩm là thử nghiệm môi trường. Theo quan điểm về độ tin cậy, các thử nghiệm môi trường và bất kỳ thử nghiệm nào khác đều nhằm mục đích cải thiện hoặc đánh giá hiệu suất của sản phẩm. Việc tiến hành các thử nghiệm này có lợi cho việc cải thiện độ tin cậy của sản phẩm. MIL-STD-781D nêu rõ rằng các thử nghiệm này có thể được coi là một phần của các thử nghiệm độ tin cậy. MIL-STD-785B Chương trình phát triển hệ thống và thiết bị và độ tin cậy sản xuất cũng chỉ ra rằng “Các thử nghiệm môi trường được mô tả trong 810F nên được coi là một phần ban đầu của quá trình phát triển và tăng trưởng độ tin cậy. Các thử nghiệm này phải được thực hiện ở giai đoạn đầu của quá trình phát triển để đảm bảo có đủ thời gian và nguồn lực để khắc phục các khiếm khuyết phát hiện trong các thử nghiệm và các biện pháp khắc phục này phải được xác minh trong điều kiện chịu áp lực của môi trường và thông tin này phải được đưa vào hệ thống FRACAS như một phần không thể thiếu của phác thảo độ tin cậy”.

Có thể thấy từ các quy định về mục đích thử nghiệm của thử nghiệm môi trường và thử nghiệm độ tin cậy rằng cả hai đều nhằm mục đích phơi bày các khiếm khuyết trong thiết kế sản phẩm, vật liệu, thành phần và quy trình. So sánh các mục thử nghiệm của chúng, chúng ta có thể thấy rằng. Trong MIL-STD-810F, các điều kiện giá trị cực đại được áp dụng cho các giá trị ứng suất môi trường, trong khi ở MIL-STD-781D, yêu cầu mô phỏng nghiêm ngặt môi trường sử dụng thực tế và áp dụng các điều kiện môi trường điển hình. Ngoài ra, có sự khác biệt giữa hai tiêu chuẩn này về lượng ứng suất môi trường được sử dụng trong thử nghiệm, loại thử nghiệm, thời gian thử nghiệm và tiêu chí kết thúc thử nghiệm. Theo nghĩa rộng, thử nghiệm môi trường và bất kỳ thử nghiệm nào khác đều nhằm cải thiện hoặc đánh giá hiệu suất của sản phẩm, điều này có lợi cho việc cải thiện độ tin cậy của sản phẩm. Có thể thấy rằng thử nghiệm môi trường có liên quan chặt chẽ đến thử nghiệm độ tin cậy. Thử nghiệm môi trường là cơ sở của thử nghiệm độ tin cậy, đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện độ tin cậy của sản phẩm.

2.1 Mối quan hệ giữa thử nghiệm môi trường và thử nghiệm độ tin cậy

Kiểm tra môi trường là một loạt các thử nghiệm nhằm mục đích tìm ra các khiếm khuyết về thiết kế môi trường của sản phẩm, xác minh khả năng thích ứng của sản phẩm với môi trường khắc nghiệt trong suốt vòng đời của chúng và điều tra các đặc tính phản ứng của sản phẩm đối với các tác động của môi trường. Đối với các sản phẩm đã vượt qua thử nghiệm chức năng ở nhiệt độ phòng, trước tiên phải thực hiện nhiều thử nghiệm môi trường khác nhau để đảm bảo rằng sản phẩm sẽ không bị hư hỏng và có thể hoạt động bình thường trong nhiều môi trường khắc nghiệt khác nhau trong vòng đời tương lai. Do đó, thử nghiệm môi trường cơ bản hơn thử nghiệm độ tin cậy. Nó được thực hiện trước khi thử nghiệm độ tin cậy ở tất cả các giai đoạn phát triển và sản xuất sản phẩm.

Kiểm tra môi trường là kiểm tra cơ bản nhất của sản phẩm. Chỉ những sản phẩm đạt tiêu chuẩn kiểm tra về môi trường mới được đưa vào kiểm tra tăng trưởng độ tin cậy; sản phẩm đạt tiêu chuẩn kiểm tra chấp nhận về môi trường mới được đưa vào kiểm tra chấp nhận độ tin cậy. Do đó, có thể nói rằng kiểm tra môi trường là cơ sở và điều kiện tiên quyết của kiểm tra độ tin cậy. Kiểm tra độ tin cậy chỉ sử dụng kết quả nghiên cứu của kiểm tra môi trường về điều kiện môi trường. Độ tin cậy của sản phẩm kém thường là do sử dụng kém các điều kiện môi trường. Ví dụ, nhiệt độ cao sẽ gây ra lão hóa nhiệt, dẫn đến hỏng cách điện, nhiệt độ thấp sẽ gây giảm thể tích bộ phận, gây hư hỏng kết cấu, cát và bụi gây tắc nghẽn, độ ẩm gây ăn mòn điện và tác động rung động gây ăn mòn ứng suất.

Để đảm bảo sản phẩm có thể hoàn thành các chức năng được chỉ định trong điều kiện môi trường sử dụng và đạt được giá trị chỉ số độ tin cậy định lượng theo yêu cầu của hợp đồng, trước tiên cần phải hiểu các điều kiện môi trường sử dụng trong tương lai của sản phẩm và thực hiện thiết kế độ tin cậy của sản phẩm theo yêu cầu này. Tất cả các loại thiết kế và dự đoán độ tin cậy phải được kết hợp với ứng suất môi trường thích hợp. Về mặt nâng cao độ tin cậy của sản phẩm, thử nghiệm môi trường đóng vai trò quan trọng. Cực đoan hơn, nếu không có thử nghiệm môi trường, không thể xác định chính xác chất lượng sản phẩm và đảm bảo chất lượng sản phẩm. Thử nghiệm môi trường càng xác thực thì độ tin cậy của sản phẩm càng cao. Loại và số lượng ứng suất môi trường phải tham khảo kết quả nghiên cứu thử nghiệm môi trường.

Đồng thời, hai loại thử nghiệm này về cơ bản áp dụng các phương pháp thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và được tiến hành trong môi trường được kiểm soát cụ thể. Thiết bị môi trường và phương pháp thử nghiệm được sử dụng, bao gồm các nguyên tắc thiết kế đồ gá tương ứng, có thể được sử dụng để tham khảo. Nghiên cứu các điều kiện môi trường được sử dụng cho các thử nghiệm môi trường cung cấp thông tin tiên quyết để thiết lập các điều kiện thử nghiệm độ tin cậy. Đồng thời, việc xác định các giá trị nhiệt độ và độ rung trong hồ sơ thử nghiệm độ tin cậy về cơ bản giống như việc xác định các điều kiện môi trường tương ứng. Có thể coi thử nghiệm môi trường là cơ sở và tiền đề của thử nghiệm độ tin cậy và nhiều thử nghiệm môi trường nên được thực hiện trước khi thử nghiệm độ tin cậy để cung cấp thông tin và cơ sở cho thử nghiệm độ tin cậy.

Kiểm tra môi trường là việc phơi bày vật liệu hoặc sản phẩm ra môi trường nhân tạo hoặc tự nhiên và đánh giá hiệu suất của chúng trong điều kiện lưu trữ, vận chuyển và nhiều điều kiện khác nhau. Từ những khía cạnh này, chúng ta có thể thấy mối tương quan giữa kiểm tra môi trường và độ tin cậy. Thiết bị kiểm tra môi trường được sử dụng để kiểm tra và xác minh độ tin cậy của bất kỳ sản phẩm nào về các yếu tố môi trường, giống như việc dùng thước kẻ có cân để đo chiều dài của các vật thể khác. Nếu cân không chính xác, chiều dài đo được sẽ không chính xác. Do đó, độ tin cậy của thiết bị kiểm tra môi trường đặc biệt quan trọng.

1. Tổng quan về độ tin cậy của thiết bị thử nghiệm môi trường

Độ tin cậy của thiết bị kiểm tra môi trường là khả năng của thiết bị kiểm tra môi trường hoàn thành các chức năng được chỉ định trong điều kiện được chỉ định và trong thời gian được chỉ định. Thiết bị kiểm tra môi trường bao gồm thiết bị điện và thiết bị cơ khí. Nguyên tắc của kỹ thuật độ tin cậy là giống nhau đối với thiết bị điện và thiết bị cơ khí, nhưng chúng có những đặc điểm riêng.

Trong thiết bị kiểm tra môi trường, hiệu suất của các bộ phận thiết bị điện và các thành phần thiết bị cơ khí có tác động khác nhau đến độ tin cậy. Về mặt cấu trúc của thiết bị điện và thiết bị cơ khí, có sự nhấn mạnh khác nhau về độ tin cậy của thiết bị kiểm tra môi trường. Ví dụ, bộ phận điều khiển của thiết bị kiểm tra độ rung thuộc về thiết bị điện và các đặc tính độ tin cậy của thiết bị điện phải được tính đến; trong khi bộ phận bàn rung chủ yếu là cấu trúc cơ khí, các đặc tính độ tin cậy của thiết bị cơ khí phải được tính đến.

Do đó, đối với toàn bộ thử nghiệm rung động, thiết bị điện và thiết bị cơ khí phải được xem xét toàn diện khi xem xét độ tin cậy, nghĩa là, phương pháp độ tin cậy của toàn bộ hệ thống sẽ được áp dụng. Chìa khóa để cải thiện độ tin cậy của thiết bị thử nghiệm môi trường ở Trung Quốc là cải thiện độ tin cậy của thiết bị điện. Để cải thiện độ tin cậy của thiết bị điện, độ tin cậy của các bộ phận phần tử phải được cải thiện.

2. Chỉ số độ tin cậy của thiết bị thử nghiệm môi trường

Có nhiều chỉ số để kiểm tra chất lượng sản phẩm. Ví dụ, buồng thử nhiệt độ và độ ẩm có phạm vi nhiệt độ và phạm vi độ ẩm, cũng như tốc độ gia nhiệt và tốc độ làm mát. Các chỉ số chất lượng như vậy thường được gọi là chỉ số hiệu suất, cần thiết để sản phẩm hoàn thành các chức năng được chỉ định. Ngoài ra còn có một chỉ số chất lượng được gọi là chỉ số độ tin cậy, chỉ số này cho biết khả năng của sản phẩm trong việc duy trì chỉ số hiệu suất, giống như thời gian hoạt động của buồng thử nhiệt độ và độ ẩm khi không có lỗi. Các chỉ số hiệu suất không liên quan đến thời gian, trong khi các chỉ số độ tin cậy có liên quan chặt chẽ đến thời gian

Các chỉ số độ tin cậy phổ biến bao gồm:

2.1 Độ tin cậy: là khả năng sản phẩm hoàn thành chức năng đã chỉ định trong thời gian và điều kiện đã chỉ định.

2.2 Xác suất hỏng hóc tích lũy: là xác suất sản phẩm hỏng hóc trong khoảng thời gian và điều kiện quy định.

2.3 Hiệu suất hỏng hóc: là xác suất hỏng hóc trên một đơn vị thời gian sau một khoảng thời gian nhất định khi sản phẩm không hỏng hóc.

2.4 Tuổi thọ trung bình: sản phẩm có thể sửa chữa được gọi là thời gian trung bình đến khi hỏng, phản ánh chất lượng thời gian của sản phẩm và phản ánh khả năng của sản phẩm duy trì chức năng của mình trong thời gian quy định. Cụ thể, nó chỉ thời gian làm việc trung bình giữa hai lần hỏng liền kề, còn được gọi là khoảng thời gian hỏng trung bình. Đối với sản phẩm không thể sửa chữa được, nó được gọi là thời gian làm việc trung bình trước khi hỏng, là thời gian làm việc trung bình từ khi bắt đầu sử dụng sản phẩm đến khi hỏng.

2.5 Thời gian sửa chữa trung bình: giá trị trung bình của thời gian sửa chữa.

2.6 Tính hiệu quả: khả năng sản phẩm có thể bảo trì có thể duy trì chức năng đã chỉ định tại một thời điểm nhất định.

3. Thiết kế độ tin cậy của thiết bị thử nghiệm môi trường

Thiết kế độ tin cậy của thiết bị kiểm tra môi trường chủ yếu là về công nghệ thiết kế và chi phí thiết kế. Mục đích của thiết kế kỹ thuật là cải thiện chỉ số độ tin cậy, trong khi mục đích của thiết kế chi phí là làm cho chỉ số độ tin cậy kinh tế và hợp lý nhất.

Thiết kế các chỉ số kỹ thuật về độ tin cậy của thiết bị kiểm tra môi trường bao gồm thiết kế mạch và thiết kế điện trở môi trường. Thiết kế mạch nên cố gắng sử dụng mạch tích hợp và các thành phần có độ tin cậy cao, và các thành phần chính nên sử dụng công nghệ dự phòng.

Thiết kế độ tin cậy của thiết bị kiểm tra môi trường không chỉ đòi hỏi kiến ​​thức về công nghệ kỹ thuật mà còn cần cơ sở lý thuyết về độ tin cậy, chẳng hạn như phân bổ độ tin cậy và dự đoán độ tin cậy trước khi thiết kế. Ứng suất và các công nghệ khác sẽ được áp dụng trong thiết kế.

Công việc độ tin cậy đòi hỏi một chi phí nhất định. Khi thiết kế chi phí độ tin cậy, chúng ta nên xem xét chi phí tổn thất và chi phí công việc do các sản phẩm không đáng tin cậy gây ra. Để tìm ra độ tin cậy tốt nhất, chúng ta có thể dựa vào thiết kế chi phí độ tin cậy.

4 Kiểm tra độ tin cậy của thiết bị thử nghiệm môi trường

4.1. Nội dung kiểm tra độ tin cậy

Thí nghiệm độ tin cậy của thiết bị kiểm tra môi trường là mô phỏng nhiệt độ thấp, nhiệt độ cao, độ ẩm thay đổi đột ngột và các điều kiện khác trong môi trường tự nhiên, để các điều kiện có thể xảy ra trong quá trình sử dụng sản phẩm có thể đẩy nhanh phản ứng, kiểm tra xem sản phẩm có đáp ứng các mục tiêu chất lượng mong đợi hay không, phát hiện hiệu suất của sản phẩm trong các điều kiện môi trường khác nhau của quá trình sử dụng thực tế, vận chuyển và lưu trữ, sau đó đánh giá và cải tiến sản phẩm để xác định tuổi thọ độ tin cậy của sản phẩm.

4.2. Phương pháp kiểm tra độ tin cậy

Có hai phương pháp để kiểm tra độ tin cậy của thiết bị kiểm tra môi trường, bao gồm thí nghiệm trong phòng thí nghiệm và thí nghiệm thực địa. Thí nghiệm trong phòng thí nghiệm, còn được gọi là thí nghiệm mô phỏng nhân tạo, là một thí nghiệm xác minh độ tin cậy hoặc thí nghiệm đo lường được tiến hành trong một môi trường có thể kiểm soát được tạo ra thủ công. Nó có khả năng tái tạo và so sánh tốt. Nhược điểm của nó là bị giới hạn bởi thiết bị, các sản phẩm có thể tích nhỏ và trọng lượng nhẹ có thể được thử nghiệm nói chung, trong khi thí nghiệm thực địa dựa trên thí nghiệm xác minh độ tin cậy hoặc thí nghiệm đo lường được tiến hành tại địa điểm và các điều kiện môi trường tại địa điểm, Điều kiện làm việc và điều kiện bảo trì cần được ghi lại từng cái một, điều này hoàn toàn bù đắp cho sự thiếu hụt của các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm. Thử nghiệm tại chỗ có ưu điểm là tính khách quan và tính xác thực, nhưng nhược điểm là môi trường thử nghiệm của nó không thể được kiểm soát thủ công, do đó các điều kiện và kết quả thử nghiệm không có khả năng tái tạo.

Các phương pháp thử nghiệm được sử dụng trong thiết bị thử nghiệm môi trường nên được lựa chọn một cách khách quan. Các phương pháp thử nghiệm khác nhau với các thiết bị khác nhau. Ví dụ, phương pháp thử nghiệm thực địa là bắt buộc đối với thiết bị thử nghiệm môi trường quy mô lớn và thử nghiệm thực địa hoặc thử nghiệm trong phòng thí nghiệm có thể được sử dụng cho thiết bị thử nghiệm môi trường quy mô nhỏ, tùy thuộc vào điều kiện của thiết bị thử nghiệm và điều kiện kinh tế. Nhìn chung, thử nghiệm độ tin cậy của thiết bị thử nghiệm môi trường áp dụng phương pháp thử nghiệm thực địa.

5. Kết luận

Phân tích độ tin cậy của thiết bị kiểm tra môi trường có thể cải thiện chất lượng và độ tin cậy của sản phẩm, cũng có lợi ích lớn cho sản xuất công nghiệp. Các thử nghiệm môi trường xen kẽ trong quá trình phát triển, sản xuất và sử dụng sản phẩm, được thiết kế, cải tiến và đưa vào vận hành. Kết quả thử nghiệm môi trường càng đúng và chính xác thì độ tin cậy của sản phẩm càng cao, tức là nên sử dụng cho thử nghiệm hiệu suất nghiên cứu sản phẩm, thử nghiệm kiểm tra, thử nghiệm phê duyệt kiểu, thử nghiệm chấp nhận và thử nghiệm hiệu suất an toàn.

Với sự phát triển của con người trong lĩnh vực quân sự, hàng không vũ trụ và hàng hải, nhiều thiết bị sẽ hoạt động trong môi trường nhiệt độ cao, nhiệt độ thấp và độ ẩm cao. Thiết bị sẽ phải đối mặt với những thách thức lớn hơn trong môi trường này. Tính ổn định của thiết bị có tác động quan trọng đến hoạt động của thiết bị.

Buồng thử độ ẩm nhiệt độ cao và thấp  (sau đây gọi là buồng thử độ ẩm nhiệt độ cao và thấp) dùng để kiểm tra hiệu suất của vật liệu trong các sản phẩm hàng không vũ trụ và hàng hải trong môi trường nhiệt độ cao, nhiệt độ ẩm và các môi trường khác. Cấu trúc và nguyên lý hoạt động của nó có một số đặc thù nhất định.

1. Sử dụng buồng độ ẩm nhiệt độ cao và thấp

Trước khi tiến hành thí nghiệm môi trường, cần nắm vững hiệu suất của mẫu thử nghiệm, quy trình thử nghiệm, điều kiện thử nghiệm và công nghệ thử nghiệm. Đồng thời, cần nắm vững công nghệ sử dụng thiết bị, hiểu rõ cấu trúc của thiết bị, đặc biệt là nắm vững hiệu suất và hoạt động của bộ điều khiển. Đồng thời, nhân viên phải đọc kỹ hướng dẫn vận hành nhiều lần để tránh sai sót khi vận hành, do đó thiết bị không thể hoạt động bình thường, dẫn đến sai số trong dữ liệu thử nghiệm và làm hỏng mẫu trong thí nghiệm. Để đảm bảo độ chính xác của dữ liệu thử nghiệm trong thí nghiệm, cần lựa chọn thiết bị hợp lý để sử dụng trong thí nghiệm. Việc lựa chọn buồng độ ẩm nhiệt độ cao và thấp phải dựa trên tình hình thực tế của mẫu thử nghiệm. Thể tích giữa buồng thử nghiệm và đối tượng thử nghiệm phải luôn duy trì tỷ lệ hợp lý. Khi tiến hành thí nghiệm trên vật thử nghiệm gia nhiệt, thể tích của vật thử nghiệm phải nhỏ hơn 10% thể tích hiệu dụng của hiệu chuẩn thử nghiệm. Tỷ lệ vật thử nghiệm không gia nhiệt so với thể tích hiệu dụng của buồng thử nghiệm phải là 20%.

Trong quá trình thử nghiệm, vị trí của vật thử nghiệm phải được đặt đúng. Vị trí giữa vật thử nghiệm và thành buồng phải được giữ trên 20 cm. Nếu cần đặt nhiều mẫu trong quá trình thử nghiệm, tất cả các mẫu phải được đặt trên cùng một mặt phẳng càng xa càng tốt.

Vị trí đặt mẫu không được làm tắc nghẽn cửa ra khí và cửa ra khí, đồng thời phải giữ khoảng cách nhất định với cảm biến độ ẩm để đảm bảo nhiệt độ bình thường trong quá trình thí nghiệm. Khi sử dụng buồng ướt nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp, cần lưu ý những điểm sau:

(1) Trong quá trình sử dụng, đảm bảo các buồng nhiệt độ ẩm cao và thấp được nối đất an toàn để tránh thương vong do cảm ứng tĩnh điện.

(2) Không được chạm tay vào buồng trong quá trình vận hành.

(3) Trừ khi cửa buồng không thể mở được vì lý do đặc biệt trong quá trình vận hành thiết bị, những hậu quả bất lợi sau đây có thể xảy ra:

1) Nhiệt độ bên trong cửa vẫn còn rất cao

2) Nhiệt độ và độ ẩm cao sẽ thoát ra khỏi buồng.

3) Nhiệt độ cao có thể gây ra báo cháy.

4) Nếu không cần thiết, phải tắt đèn.

5) Cố gắng tránh mở nắp nhiều lần trong vòng 15 phút khi sử dụng.

6) Khi buồng độ ẩm nhiệt độ cao và thấp đang hoạt động ở nhiệt độ thấp, tốt nhất nên sấy khô thiết bị trong 30 phút ở 60℃, sau đó mở cửa để tránh đóng băng trên bộ phận bay hơi hoặc ảnh hưởng đến thời gian đo của các thí nghiệm tiếp theo.

7) Trong quá trình vận hành, để đảm bảo an toàn cho thiết bị và người vận hành, phải thường xuyên kiểm tra bộ bảo vệ quá nhiệt và cầu dao điện.

8) Ngoài nhân sự toàn thời gian, thợ điện chuyên nghiệp cũng được yêu cầu tham gia bảo trì và kiểm tra thiết bị.

2. Sửa chữa và bảo trì các sự cố thường gặp

Bảo trì các sự cố thường gặp của buồng độ ẩm nhiệt độ cao và thấp

Trong quá trình thử nghiệm nhiệt độ cao, nếu nhiệt độ thử nghiệm không đạt được giá trị nhiệt độ yêu cầu của thử nghiệm thì phải kiểm tra hệ thống điện và loại bỏ từng nguyên nhân gây ra lỗi.

Nếu nhiệt độ tăng chậm, phải kiểm tra hệ thống lưu thông không khí và quan sát trạng thái mở của tấm điều chỉnh trong hệ thống lưu thông không khí.

Nếu nhiệt độ tăng quá nhanh, cần phát hiện sự quay của ống tuần hoàn không khí. Nếu nhiệt độ tăng nhanh, cần điều chỉnh các thông số cài đặt PID.

Nếu nhiệt độ tăng trực tiếp đến mức bảo vệ quá nhiệt thì có thể kết luận rằng bộ điều khiển bị lỗi và cần thay thế thiết bị điều khiển kịp thời.

Khi nhiệt độ thấp không đáp ứng được yêu cầu thử nghiệm, cần phải quan sát sự thay đổi nhiệt độ. Nhiệt độ tăng sau khi giảm xuống một giá trị nhất định hay nhiệt độ giảm chậm. Nguyên nhân trước thường là do môi trường kém của thiết bị khô. Cần quan sát vị trí của thiết bị và nhiệt độ môi trường. Nếu yêu cầu làm việc của thiết bị không được đáp ứng, cần điều chỉnh kịp thời. Nếu là nguyên nhân sau, cần kiểm tra thiết bị để xem phòng thí nghiệm đã được sấy khô trước khi thử nghiệm nhiệt độ thấp hay chưa. Nếu phòng làm việc khô và đưa các vật phẩm thử nghiệm vào phòng thí nghiệm, liệu có quá nhiều vật phẩm thử nghiệm được xếp chồng trong phòng thí nghiệm hay không, khiến chu trình thông gió trong phòng thí nghiệm không đáp ứng được yêu cầu. Sau khi loại bỏ các nguyên nhân lỗi trên, nếu tốc độ làm mát vẫn chậm, có thể xác định rằng hệ thống làm lạnh có vấn đề, cần đại tu hệ thống làm lạnh!

2.2 Nội dung bảo trì thiết bị

Nội dung chính của bảo trì thiết bị bao gồm bảo trì phòng ngừa và bảo trì dự đoán. Trong hai loại bảo trì phòng ngừa, bảo trì cần thực hiện một lần một tuần bao gồm: vệ sinh thân máy thí nghiệm của khay thu nước và nước ngưng tụ. Bảo trì cần được thực hiện bởi khách hàng trong các khu vực đặc biệt bao gồm: rửa đường ống nước tạo ẩm, xả hệ thống hoặc đường ống nước làm mát trung gian. Bảo trì cần thực hiện sáu tháng một lần bao gồm vệ sinh thiết bị làm mát không khí (bình ngưng), và bảo trì cần thực hiện hàng năm, Làm sạch cặn bên trong máy tạo ẩm, loại bỏ bụi khỏi tủ điều khiển điện bảo trì của tiếp điểm AC (dòng điện cao). Đồng thời, dầu bôi trơn mà máy nén sử dụng nên được thay thế sau mỗi 2-3 năm. Bảo trì dự đoán chủ yếu bao gồm bảo trì hàng tuần, bảo trì hàng tháng và bảo trì hàng quý.

Bảo dưỡng hàng tuần bao gồm: kiểm tra áp suất cân bằng và áp suất hút và xả của máy nén, kiểm tra màu dầu trong máy nén và kiểm tra thân dầu. Bảo dưỡng hàng tháng bao gồm. Kiểm tra nhiệt độ xả và hút của máy nén, gương chất lỏng trong bình ngưng tụ và nhiệt độ xả, và chênh lệch nhiệt độ giữa nước vào và ra khỏi ống nước lạnh. Kiểm tra tốc độ làm nóng và tốc độ làm mát của thiết bị. Kiểm tra dòng điện làm việc của động cơ máy nén mỗi quý.

Việc bảo dưỡng thiết bị thường xuyên không chỉ có thể cải thiện tính ổn định của thiết bị trong quá trình vận hành và độ chính xác của thí nghiệm mà còn kéo dài tuổi thọ của thiết bị ở một mức độ nhất định. Do đó, trong tương lai cần chú ý đến việc bảo dưỡng buồng độ ẩm nhiệt độ cao và thấp.

3.Kết luận

Buồng nhiệt ướt nhiệt độ cao và thấp là thiết bị làm lạnh đặc biệt, vì vậy việc sử dụng, bảo trì và sửa chữa phải bắt đầu từ làm lạnh, điều khiển điện, kỹ thuật nhiệt và các khía cạnh khác. Trong quá trình sử dụng, cần chú ý đến các thông số kỹ thuật sử dụng. Trong quá trình bảo trì, trước tiên phải loại bỏ các lỗi có thể do vận hành gây ra, sau đó mới sửa chữa các lỗi tồn tại trong chính thiết bị. Sau khi thiết bị hỏng, cần tiến hành bảo trì trên cơ sở nắm vững cấu trúc thiết bị và nguyên lý hoạt động. Ngoài ra, việc bảo trì thiết bị phải được thực hiện đúng thời hạn, và việc bảo trì thiết bị không thể bỏ qua vì thiết bị không hỏng trong một khoảng thời gian