أخبار

اختبار الموثوقية البيئية - التحلل الحراري لغرفة اختبار الصدمات الحرارية ذات درجات الحرارة العالية والمنخفضة

توجد أنواع عديدة من اختبارات الموثوقية البيئية، منها اختبار درجات الحرارة العالية، واختبار درجات الحرارة المنخفضة، واختبار التناوب بين الرطوبة والحرارة، واختبار دورة الحرارة والرطوبة المركبة، واختبار درجة الحرارة والرطوبة الثابتة، واختبار التغير السريع في درجة الحرارة، واختبار الصدمة الحرارية. سنشرح فيما يلي وظائف كل اختبار على حدة.

1. اختبار درجات الحرارة العالية: هو اختبار موثوقية يحاكي مقاومة المنتج لدرجات الحرارة العالية أثناء التخزين والتجميع والاستخدام. كما يُعد اختبار درجات الحرارة العالية اختبارًا مُسرّعًا طويل الأمد لعمر المنتج. يهدف هذا الاختبار إلى تحديد مدى ملاءمة ومتانة المعدات والأجزاء العسكرية والمدنية المخزنة والمستخدمة في ظروف درجات الحرارة العادية، والتأكد من أداء المواد عند درجات الحرارة العالية. يشمل نطاق الاختبار المنتجات الكهربائية والإلكترونية، بالإضافة إلى مكوناتها الأصلية، وغيرها من المواد. تعتمد دقة الاختبار على درجة الحرارة العالية والمنخفضة ومدة الاختبار. قد تؤدي درجات الحرارة العالية والمنخفضة إلى ارتفاع درجة حرارة المنتج بشكل مفرط، مما يؤثر على سلامة وموثوقية استخدامه، أو حتى تلفه.

اختبار درجات الحرارة المنخفضة (2 بوصة): يهدف هذا الاختبار إلى التحقق من إمكانية تخزين ومعالجة قطعة الاختبار في بيئة ذات درجة حرارة منخفضة لفترة طويلة، وتحديد مدى ملاءمة ومتانة المعدات العسكرية والمدنية للتخزين والعمل في ظروف درجات الحرارة المنخفضة. كما يحدد الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمواد عند درجات الحرارة المنخفضة. يتضمن المعيار مواصفات لمعالجة ما قبل الاختبار، والاختبار الأولي، وتركيب العينة، والاختبارات الوسيطة، ومعالجة ما بعد الاختبار، وسرعة التسخين، وظروف تحميل خزانة درجة الحرارة، ونسبة حجم قطعة الاختبار إلى خزانة درجة الحرارة، وما إلى ذلك. ويحدد الاختبار أيضًا فشل قطعة الاختبار في ظروف درجات الحرارة المنخفضة، حيث قد تتعرض الأجزاء والمواد المستخدمة في المنتج للتشقق، أو التقصف، أو الالتصاق في الأجزاء المتحركة، أو تغير في خصائصها عند درجات الحرارة المنخفضة.

3. اختبار التناوب بين الرطوبة والحرارة: يشمل اختبار الرطوبة والحرارة الثابتة واختبار الرطوبة والحرارة المتناوبة. يُعد اختبار التناوب بين الرطوبة والحرارة في درجات الحرارة العالية والمنخفضة اختبارًا ضروريًا في مجالات الطيران والسيارات والأجهزة المنزلية والبحث العلمي وغيرها. يُستخدم هذا الاختبار لتحديد بيئة درجة الحرارة المناسبة للمنتجات والمواد الكهربائية والإلكترونية وغيرها، سواء كانت درجات حرارة عالية أو منخفضة، أو رطوبة متناوبة، أو حرارة ثابتة. تؤثر هذه الظروف المتغيرة على أداء المنتج وعمره الافتراضي، وتُسرّع من تلفه. لذا، إذا تعرض المنتج لهذه الظروف لفترة طويلة، فإنه يحتاج إلى مقاومة كافية للتناوب بين الحرارة والرطوبة.

4. اختبار دورة الحرارة والرطوبة المركبة: يتم تعريض العينة لبيئة اختبار متناوبة من درجة الحرارة والرطوبة لتقييم خصائصها الوظيفية بعد دورات الاختبار أو التخزين في هذه البيئة. تتميز بيئة تخزين وتشغيل المنتج بدرجة حرارة ورطوبة متغيرة باستمرار، مثل اختلاف درجات الحرارة بين الليل والنهار، واختلاف الرطوبة باختلاف درجات الحرارة والأوقات، ومرور المنتجات عبر مناطق ذات درجات حرارة ورطوبة مختلفة أثناء النقل. يؤثر هذا التغير المستمر في درجة الحرارة والرطوبة على أداء المنتج وعمره الافتراضي، ويسرع من تلفه. تحاكي دورة الحرارة والرطوبة بيئة تخزين وتشغيل المنتج، وتتحقق من أن تأثيرها على المنتج بعد فترة زمنية معينة يقع ضمن النطاق المقبول. يُستخدم هذا الاختبار بشكل أساسي في مواد الأجهزة والعدادات، والهندسة الكهربائية، والمنتجات الإلكترونية، والأجهزة المنزلية، وملحقات السيارات والدراجات النارية، والطلاءات الكيميائية، ومنتجات الفضاء، وغيرها من أجزاء المنتجات ذات الصلة.

جهاز اختبار درجة الحرارة والرطوبة الثابتة (5 بوصات): جهاز يُستخدم لاختبار أداء المواد في بيئات مختلفة، واختبار مقاومتها للحرارة والبرودة والجفاف والرطوبة. وهو مناسب لاختبار جودة منتجات متنوعة مثل الإلكترونيات، والأجهزة الكهربائية، والهواتف المحمولة، وأجهزة الاتصالات، والعدادات، والمركبات، والمنتجات البلاستيكية، والمعادن، والأغذية، والمواد الكيميائية، ومواد البناء، والمستلزمات الطبية، وقطاع الطيران، وغيرها. يُمكنه محاكاة بيئات ذات درجات حرارة عالية ومنخفضة ورطوبة عالية لاختبار درجة حرارة المنتج في بيئة محددة، بالإضافة إلى اختبار الرطوبة. يضمن اختبار درجة الحرارة والرطوبة الثابتة أن المنتج المختبر يخضع لنفس ظروف درجة الحرارة والرطوبة.

6. اختبار التغير السريع في درجة الحرارة: يُستخدم على نطاق واسع في مجالات الإلكترونيات والكهرباء، والمركبات، والأجهزة الطبية، وأجهزة القياس، والبتروكيماويات، وغيرها، لتقييم مدى ملاءمة المنتجات للتخزين أو العمل في ظل تغيرات درجة الحرارة. يهدف اختبار التأهيل إلى التحقق من مطابقة المنتج لمتطلبات المعايير ذات الصلة؛ بينما يُستخدم اختبار التحسين بشكل أساسي لتقييم متانة المنتج وموثوقيته في ظل ظروف تغير درجة الحرارة؛ أما اختبار التغير السريع في درجة الحرارة فيُستخدم لتحديد مدى ملاءمة المنتج للتخزين والنقل والاستخدام في بيئات مناخية مختلفة، وذلك من خلال قياس مدى سرعة تغير درجة حرارة المنتج عند درجات حرارة مرتفعة ومنخفضة. تتضمن عملية الاختبار عادةً دورة اختبار تبدأ بدرجة حرارة الغرفة، ثم درجة حرارة منخفضة، ثم درجة حرارة منخفضة ثابتة، ثم درجة حرارة مرتفعة، ثم درجة حرارة مرتفعة ثابتة، ثم درجة حرارة عادية. يتم التحقق من الخصائص الوظيفية للعينة بعد تغير درجة الحرارة أو تغيرها المستمر، أو من وظائفها التشغيلية في هذه البيئة. يُعرَّف اختبار التغير السريع في درجة الحرارة عادةً بأنه معدل تغير درجة الحرارة ≥ 3 درجات مئوية/دقيقة، ويتم الانتقال بين درجة حرارة مرتفعة ودرجة حرارة منخفضة. كلما زاد معدل تغير درجة الحرارة، زادت شدة التغير. كلما زاد نطاق درجات الحرارة المرتفعة/المنخفضة، وكلما طالت مدة الاختبار، زادت صرامة الاختبار. عادةً ما تؤثر الصدمات الحرارية بشدة على الأجزاء القريبة من السطح الخارجي للمعدات. وكلما ابتعدت عن السطح الخارجي، تباطأ تغير درجة الحرارة وقلّ وضوح التأثير. كما أن صناديق النقل والتغليف وغيرها تقلل من تأثير الصدمات الحرارية على المعدات المغلقة. قد تؤثر التغيرات المفاجئة في درجة الحرارة بشكل مؤقت أو طويل الأمد على تشغيل المعدات.

7- اختبار الصدمات الحرارية والباردة: يُستخدم بشكل أساسي للمنتجات الإلكترونية والأجزاء الميكانيكية وقطع غيار السيارات. يتحقق اختبار الصدمات الحرارية بشكل رئيسي من ظروف استخدام وتخزين العينات في ظل تغيرات سريعة في درجات الحرارة المرتفعة والمنخفضة. وهو اختبار تقييمي واختبار اعتمادي لوضع اللمسات الأخيرة على تصميم المعدات. يُعد هذا الاختبار ضروريًا في الاختبارات الروتينية في مرحلة الإنتاج، وفي بعض الحالات، يمكن استخدامه أيضًا لاختبار فحص الإجهاد البيئي، وتحديدًا اختبار تأثير درجات الحرارة المرتفعة والمنخفضة، حيث يتم تعريض عينة الاختبار لبيئة متناوبة باستمرار من درجات الحرارة المرتفعة والمنخفضة خلال فترة زمنية قصيرة. يُعد تقييم قدرة المنتجات على التكيف مع التغيرات السريعة في درجة الحرارة المحيطة اختبارًا ضروريًا في اختبار التقييم لوضع اللمسات الأخيرة على تصميم المعدات والاختبارات الروتينية في مرحلة الإنتاج الدفعي. في بعض الحالات، يمكن استخدامه أيضًا لاختبار فحص الإجهاد البيئي. يمكن القول إن تكرار استخدام غرفة اختبار الصدمات الحرارية في التحقق من قدرة المعدات على التكيف مع البيئة وتحسينها لا يقل إلا عن اختبار الاهتزاز واختبارات درجات الحرارة المرتفعة والمنخفضة. اختبارات درجات الحرارة المنخفضة.