خطي ارتفاع وانخفاض درجة الحرارة اختبار الدائرة هي المعدات الأساسية لمحاكاة بيئة درجة حرارة غير طبيعية ( على سبيل المثال - 80 ℃ ~ 200 ℃ ) ، والتي تستخدم على نطاق واسع في اختبار المواد ، والتحقق من موثوقية الأجهزة الإلكترونية ، وتقييم المنتجات الفضائية على التكيف . " الخطي " ( درجة الحرارة تتغير بشكل موحد مع الوقت ، وعادة ما تكون سرعة 0.1 ~ 10 ℃ / دقيقة ) و استجابة عالية الدقة ( درجة الحرارة تغيير قيم الانحراف ≤ ± 0.5 ℃ / دقيقة ) هي المزايا الرئيسية التي تختلف عن التقليدية اختبار مربع . التحليل التالي من بعدين : مبدأ العمل والاستجابة المميزة .
أولاً - مبادئ العمل الأساسية :
ارتفاع وانخفاض درجة الحرارة اختبار الدائرة الخطيةالتحكم في درجة الحرارة على أساس مبدأ تبادل الطاقة الحرارية ، وتحقيق دقة التحكم في درجة الحرارة من خلال التوازن الديناميكي التدفئة والتبريد النظام .
• نظام التبريد : دورة التبريد باستخدام ضاغط ( على غرار الثلاجات المنزلية ، ولكن مع قوة ودقة أعلى ) ، وانخفاض درجة الحرارة ( على سبيل المثال - 80 درجة مئوية ) قد تكون مكدسة مع النيتروجين السائل التبريد المساعدة ( التبريد السريع إلى درجة حرارة أقل ) . المبردات ( على سبيل المثال ، r404a / R23 ) تمتص الحرارة وتبخر في المبخر ( يقلل من درجة الحرارة داخل الخزان ) ، ضغط في درجة حرارة عالية وضغط الغاز من خلال ضاغط ، والإفراج عن الحرارة في المكثف ( من خلال مروحة تبريد العادم خارج الخزان ) ، ثم العودة إلى المبخر من خلال توسيع صمام خنق الضغط على شكل حلقة مغلقة . مفتاح التحكم الخطي هو ضبط معدل تدفق المبردات من خلال تحويل تردد ضاغط أو الالكترونية صمام التوسع لتحقيق دقة خطية من معدل التبريد ( على سبيل المثال ، عند تعيين 5 ℃ / دقيقة ، وانخفاض درجة الحرارة خطأ ≤ 0.2 ℃ ) .
• نظام التدفئة : يتكون من سبائك النيكل والكروم أنابيب التدفئة الكهربائية أو السيراميك وحدات التدفئة ، الحرارة المتولدة بعد الكهرباء و الحمل الحراري القسري من خلال مروحة نقل إلى مربع . عند ارتفاع درجة الحرارة ، وحدة تحكم يحسب الطاقة المطلوبة على أساس تحديد معدل ( على سبيل المثال ، 10 ℃ / دقيقة ) بشكل حيوي ضبط دورة العمل ( PWM السيطرة ) من أنابيب التدفئة ، وتجنب الإفراط في درجة الحرارة الناجمة عن تغير مفاجئ في السلطة ( على سبيل المثال ، عندما تصل درجة الحرارة إلى 150 ℃ ، تقترب تدريجيا من القيمة المستهدفة من خلال التدفئة الاقسام ) .
• خوارزمية التحكم الخطي : المراقب المالي ( عادة المجلس التشريعي الفلسطيني أو الكمبيوتر الصناعية ) سوف تحدد درجة الحرارة منحنى الوقت ( على سبيل المثال ، " - 40 ℃ الحفاظ على 2 ساعة → 5 ℃ / دقيقة ارتفاع درجة الحرارة إلى 120 ℃ → الحفاظ على 1 ساعة " ) تتحلل إلى عدد لا يحصى من وحدات صغيرة من الوقت ( على سبيل المثال ، مرة واحدة في الثانية ) ، في الوقت الحقيقي حساب درجة الحرارة الحالية و درجة الحرارة المستهدفة من الانحراف ، من خلال خوارزمية PID دينامية توزيع التدفئة / التبريد السلطة ، لضمان أن معدل التغير في درجة الحرارة بدقة مع مجموعة منحنى ( معدل الانحراف أقل من ± 0.5 ℃ / دقيقة ) .
ثانياً - خصائص الاستجابة :
ارتفاع وانخفاض درجة الحرارة اختبار الدائرة الخطيةاستجابة مميزة تؤثر بشكل مباشر على كفاءة ودقة البيانات ، والتي يمكن أن تنعكس بشكل رئيسي في ثلاثة مؤشرات : ارتفاع درجة الحرارة ، درجة الحرارة التوحيد والاستقرار الوقت .
• معدل رفع درجة الحرارة : يعتمد على قوة أكبر من نظام التبريد / التدفئة والحمولة الحرارية البيئية . على سبيل المثال ، في غرفة الاختبار القياسية ، معدل التبريد يمكن أن تصل إلى 10 ℃ / دقيقة ( - 55 ℃ - 20 ℃ ) ، ومعدل التسخين يمكن أن تصل إلى 15 ℃ / دقيقة ( - 40 ℃ - 150 ℃ ) . في النموذج الخطي ، نظام ديناميكي يضبط التبريد / التدفئة الناتج من خلال رصد معدل التغير في درجة الحرارة في الوقت الحقيقي ( الحصول على البيانات مرة واحدة في الثانية ) ، وبالتالي تجنب الانحراف عن القيمة المحددة بسبب الجمود الحراري ( على سبيل المثال ، تراكم الحرارة في خزان طبقة عازلة ، عينة امتصاص الحرارة ) .
• درجة الحرارة التوحيد : الفرق في درجة الحرارة بين مواقع مختلفة داخل المربع يجب أن يكون أقل من ± 2 ℃ ( غيغابايت / تي 2423 ) . من خلال الاستفادة المثلى من تصميم مجاري الهواء ( على سبيل المثال ، المسامية لوحة موحدة + عودة الهواء في أسفل ) ، الحمل القسري ( مروحة سرعة دوران أكثر من 2000 دورة في الدقيقة ) ، ومواد العزل الحراري ( رغوة البولي يوريثان طبقة سمك أكثر من 100 ملم ) لضمان التوحيد - على سبيل المثال ، الفرق في درجة الحرارة بين طبقات مختلفة من عينة حامل أقل من 1 درجة مئوية ، الفرق في درجة الحرارة بين الزاوية و مركز مربع أقل من 1.5 درجة مئوية .
• وقت الاستقرار : الوقت الذي تبقى فيه درجة الحرارة مستقرة بعد أن تصل إلى قيمة محددة سلفا ( عادة أقل من 5 دقائق ) . عالية الدقة اختبار الدائرة يضمن درجة الحرارة تقلب ≤ ± 0.3 ℃ ( على المدى الطويل تشغيل ) من خلال الجمع بين حساسية عالية الاستشعار ( مثل PT100 المقاومة ، زمن الاستجابة ≤ 5 ثوان ) مع جزءا لا يتجزأ من التعويض ( القضاء على المدى الطويل الانحراف الصغيرة ) و الفرق في التنبؤ ( ضبط السلطة مسبقا ) من PID الخوارزمية .
ثالثا ، مشهد خاص يناسب :
من أجل اختبار درجة حرارة منخفضة جدا ( على سبيل المثال - 80 ℃ أو أقل ) ، النيتروجين السائل التبريد المساعدة يجب أن تكون مكدسة في غرفة الاختبار ( امتصاص الحرارة عن طريق حقن النيتروجين السائل من خلال فوهة ، معدل التبريد يمكن أن تصل إلى 30 ℃ / دقيقة ) . من أجل اختبار سريع التغير في درجة الحرارة ( على سبيل المثال - 55 ℃ ～ 125 ℃ دورة ، معدل 20 ℃ / دقيقة ) ، تصميم هيكل ( على سبيل المثال ، الفولاذ المقاوم للصدأ بطانة + التسليح أضلاعه لمنع تشوه ) و سرعة استجابة التبريد / التدفئة وحدة ( ضاغط بدء الوقت أقل من 3 ثوان ، أنابيب التدفئة الطاقة الكاملة استجابة أقل من 1 ثانية ) .
من خلال دقة التحكم في الديناميكا الحرارية ، ذكي خوارزمية خطية و الاستجابة المثلى خصائص خطي ارتفاع وانخفاض درجة الحرارة اختبار مربع يوفر منصة الاختبار القياسية التي يمكن أن تتكرر و ارجاعها و هو أداة تقنية رئيسية في الصناعة التحويلية .