Công ty bạn cần phát triển sản phẩm mới hoặc xây dựng một phòng thí nghiệm và bạn là người có trách nhiệm lựa chọn một số buồng thử nghiệm môi trường cho phòng thí nghiệm. Sản phẩm phải được thử nghiệm ở nhiều điều kiện khác nhau để đảm bảo chất lượng và độ tin cậy. Bạn phải bắt đầu từ đâu? Điều gì sẽ quyết định tiêu chí lựa chọn của bạn? Giá cả, chất lượng, năng lực….
Chất lượng, độ tin cậy và dịch vụ hậu mãi đều góp phần tạo nên giá trị tổng thể cho giao dịch mua hàng của bạn. Giá trị thường bị thường xuyên nhầm lẫn với giá thành thấp. Đó có thể là một sai lầm đắt giá xuyên suốt vòng đời của thiết bị.
Có rất nhiều loại buồng thử nghiệm khác nhau. Nhu cầu của bạn sẽ xác định loại buồng bạn cần. Bạn cần chuyển những thông tin của bạn đến nhà cung cấp để giúp nhà cung cấp sẽ lựa chọn buồng phù hợp với nhu cầu của bạn. Kích thước của buồng thử nghiệm? Thử nghiệm những gì? Sản phẩm sẽ được làm mát bằng không khí hay làm mát bằng nước? Điều chỉnh phạm vi nhiệt như thế nào? Đây chỉ là một số câu hỏi cần thiết phải được trả lời trước khi mua buồng thử nghiệm.
Loại và kích cỡ buồng
Bạn cần loại buồng nào: Nhiệt độ, độ ẩm, độ cao, Sốc nhiệt, mưa, năng lượng mặt trời và độ rung…
Tham khảo: Các loại buồng thử nghiệm môi trường của GPower Việt Nam
Kích thước nào bạn cần: standard chamber, walk-in chamber or drive-in chamber
Phạm vi nhiệt độ
Sự khác biệt lớn tiếp theo là phạm vi nhiệt độ mà buồng sẽ hoạt động. Hầu hết các nhà sản xuất đều có phạm vi nhiệt độ cao tiêu chuẩn từ 177°C đến 190°C.
Để làm mát buồng, có một số tùy chọn. Hai loại chính là sử dụng chất làm và làm mát bằng cơ học. Chất làm lạnh được sử dụng được là chất lỏng/khí được bơm trực tiếp vào không gian được làm mát. Khi chất lỏng đi vào buồng, trực tiếp hoặc thông qua một cuộn dây dẫn, nó sẽ hấp thụ nhiệt và chuyển sang dạng khí. Khí sau đó được thoát ra khỏi buồng. Hai chất làm lạnh phổ biến nhất là nitơ lỏng (LN2) và carbon dioxide lỏng (CO2). Với LN2 có thể đạt được nhiệt độ đông lạnh xuống -184°C. Còn với CO2 chỉ có thể đạt được nhiệt độ xuống -68°C. Cả hai loại khí này đều an toàn với môi trường và có thể thoát ra khí quyển. Hệ thống làm lạnh làm mát bằng cơ học cũng tương tự như loại được sử dụng trong tủ lạnh gia đình. Họ sử dụng máy nén và luân chuyển chất làm lạnh xung quanh một hệ thống vòng kín. Nhiệt độ thấp cuối cùng mà thử nghiệm của bạn yêu cầu sẽ xác định loại hệ thống làm lạnh cần thiết. Hệ thống làm lạnh một tầng thường có thể kéo nhiệt độ trong buồng xuống -34°C. Một số nhà sản xuất đánh giá hệ thống một tầng của họ xuống tới -40°C. Tuy nhiên do không sử dụng chất làm lạnh nên khả năng làm lạnh ở -40°C rất hạn chế. Để vận hành liên tục ở nhiệt độ -40°C trở xuống, hầu hết các nhà sản xuất đều khuyên dùng hệ thống làm lạnh theo tầng. Hệ thống làm lạnh Cascade có hai hệ thống riêng biệt hoạt động để làm mát buồng xuống mức thấp -85°C. Hệ thống làm lạnh giai đoạn đầu tiên sẽ làm mát và ngưng tụ chất làm lạnh. Ở giai đoạn thứ hai chất làm lạnh giai đoạn hai chảy qua thiết bị bay hơi nằm trong buồng làm mát không khí. Các hệ thống này có thể trở nên rất phức tạp tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng .
Phạm vi độ ẩm
Phạm vi nhiệt độ/độ ẩm tiêu chuẩn cho hầu hết các buồng là 7°C đến 85°C với độ ẩm từ 10% đến 98%, được giới hạn bởi điểm sương 5°C. Giới hạn của điểm sương 5°C có thể khó hiểu. Vì lượng ẩm thay đổi ở mọi nhiệt độ nên các nhà sản xuất buồng sử dụng điểm sương để mô tả giới hạn RH. Bên trong buồng có một cuộn dây làm lạnh được kiểm soát ở nhiệt độ 5°C hoặc thấp hơn một chút. Độ ẩm trong buồng sẽ bị hút vào bề mặt lạnh và ngưng tụ. Nước tích tụ được thoát ra khỏi buồng, làm giảm độ ẩm tương đối. Cuộn dây làm lạnh không bao giờ ở dưới mức đóng băng nên sương giá sẽ không hình thành. Cách tốt nhất để hiểu điều này là tham khảo Hình bên dưới. Nếu bạn làm theo dòng dưới cùng của phần phạm vi tiêu chuẩn của biểu đồ, thì nhiệt độ và độ ẩm đó biểu thị điểm sương 5°C.
Tốc độ làm mát / tốc độ sưởi ấm
Bằng cách kết hợp thay đổi tốc độ nhanh hơn, tổng thời gian thử nghiệm có thể giảm xuống.
Sản phẩm cũng có thể chịu ứng suất nhiệt ở tốc độ thay đổi nhanh hơn để xác định các vấn đề về độ tin cậy. Hãy cẩn thận khi nhiệt độ của bộ phận đang thay đổi cùng tốc độ với không khí. Mỗi nhà sản xuất buồng đều có lưu lượng luồng không khí khác nhau bên trong buồng của họ. Luồng khí phải có đủ thể tích để hỗ trợ hệ thống làm lạnh. Vận tốc không khí điển hình trong hầu hết các buồng tiếp cận là khoảng 100 ft/phút qua không gian làm việc. Vận tốc này hoạt động tốt cho thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ và trạng thái ổn định. Tuy nhiên, nhiệt độ bộ phận sẽ tụt sâu so với nhiệt độ không khí với luồng không khí này. Vận tốc không khí qua bộ phận phải cao hơn nhiều để giữ nó gần với nhiệt độ không khí trong buồng trong quá trình chuyển đổi.
Thông thường, cần có tốc độ 500 ft/phút trở lên để di chuyển nhiệt độ, tốc độ ở bộ phận tương tự như nhiệt độ không khí. Điều cần thiết trong các ứng dụng sốc nhiệt là có luồng không khí cao như vậy. Đối với hầu hết các ứng dụng về nhiệt độ và độ ẩm, luồng không khí trong buồng tiếp cận là đủ cho thử nghiệm.
Khi nhiệt độ tăng hoặc giảm trong buồng, không khí sẽ giãn nở và co lại. Vì buồng là một ngăn kín ngoại trừ một ống thoát nước nhỏ nên sự giãn nở và co lại của không khí sẽ tạo ra áp suất dương và âm. Khi nhiệt độ không khí trong buồng thay đổi nhanh chóng (10°C, 20°C, 30°C/phút), có thể tạo ra chênh lệch lớn hơn 0,25 psi. Điều này nghe có vẻ không nhiều, nhưng trên một bề mặt lớn như thành buồng, áp suất của lực có thể trở nên lớn. Ví dụ, một buồng rộng 32 ft2 có vách bên có kích thước 38s × 50s (1.900 in.2) 1.900 in.2 × 0,25 lbf/in.2 = 475 lb lực tác dụng lên thành, lực này thực tế sẽ tác dụng lên tất cả các thành buồng.
Để bù đắp phản ứng này, hầu hết các nhà sản xuất đều lắp đặt một số loại lỗ thông hơi giảm áp. Các lỗ thông hơi thường được đóng lại để hạn chế sự xâm nhập của không khí bên ngoài trong quá trình hoạt động.
Khi quá trình chuyển đổi nhanh bắt đầu, lỗ thông hơi sẽ hút không khí bên ngoài vào để tạo ra không khí trong buồng kéo xuống hoặc xả ra trong quá trình gia nhiệt. Bằng cách cho phép buồng thoát khí, lực tác dụng lên thành buồng giảm đi đáng kể. Vẫn không có gì lạ khi thấy các thành buồng bị biến dạng trong quá trình chuyển đổi nhanh. Vì thế việc thiết kế và thi công buồng phải được chú trọng
Kết cấu
Kết cấu buồng là một điều quan trọng cần được đánh giá khi mua hàng. Hầu hết các buồng đều được sơn bên ngoài và lót bằng thép không gỉ. Thật dễ dàng để thấy rằng tất cả chúng đều được thi công theo cùng một cách. Tuy nhiên, khi đánh giá chi tiết, bạn sẽ thấy những khác biệt có thể ảnh hưởng lớn đến độ tin cậy lâu dài của buồng.
Hầu hết những khác biệt này liên quan đến cách kết nối các đường nối của lớp lót bằng thép không gỉ. Các đường nối có được hàn, tán đinh hoặc bắt vít với nhau không? Các cổng được gắn chặt vào lớp lót bằng thép không gỉ và vỏ ngoài như thế nào?
Khi xảy ra rò rỉ trong lớp lót bằng thép không gỉ, một đường dẫn sẽ mở ra để hơi ẩm di chuyển vào và ra khỏi buồng, đặc biệt khi buồng được sử dụng để kiểm tra nhiệt độ và độ ẩm. Không khí ẩm trong buồng tìm thấy chỗ rò rỉ và ngưng tụ ở khu vực cách nhiệt.
Hầu hết các nhà sản xuất buồng đều sử dụng vật liệu cách nhiệt bằng sợi thủy tinh tương tự như những gì được lắp đặt trên tường nhà bạn. Khi hơi ẩm ngưng tụ trên lớp cách nhiệt, nó trở nên bão hòa như miếng bọt biển và mất khả năng cách điện. Khi đó các bức tường của buồng có khả năng cách nhiệt kém hơn và điều đó có thể ảnh hưởng đến hiệu suất nhiệt độ và độ ẩm. Nước trong không gian cách nhiệt cuối cùng sẽ làm rỉ sét tấm kim loại bên ngoài và khiến nước rò rỉ ra sàn. Buồng có các đường hàn liên tục ít có khả năng bị rò rỉ hơn nhiều so với buồng được lắp ráp bằng các phương pháp khác.
Một điểm cần xem xét khác là các cửa. Khi áp suất trong buồng tăng giảm trong quá trình chuyển đổi nhiệt độ, các tấm thành buồng sẽ bị lệch. Các cổng kết nối buồng bên trong với tủ bên ngoài. Khi các thành buồng bên trong chuyển động theo sự giãn nở và co lại của không khí,kéo theo chuyển độn của cửa bên ngoài.
Vì lý do đó, sự kết nối giữa cửa và buồng phải cực kỳ bền để chịu được sự dịch chuyển thường xuyên. Các nhà sản xuất buồng sử dụng một số phương pháp để lắp đặt các cửa, từ đinh tán và hàn kín cho đến hàn hoàn toàn. Một lần nữa chúng ta thấy cửa hàn sẽ giữ tốt hơn các phương pháp lắp đặt khác.
Tóm lại,
Điều quan trọng là bạn phải cung cấp tất cả thông tin về yêu cầu thử nghiệm của mình cho nhà cung cấp phòng thử nghiệm. Điều này sẽ đảm bảo buồng thử nghiệm môi trường tốt nhất cho nhu cầu của bạn. Các mục khác cần lưu ý là phương pháp gia công mà nhà cung cấp của bạn sử dụng, vị trí của buồng và dịch vụ sau bán hàng của nhà cung cấp.
