Szafa do kontroli temperatury i wilgotności: technologia weryfikacji adaptacji środowiskowej i jej zastosowanie w branży LED

Abstrakcja
W artykule tym skupiono się na LISUN GDJS-015B Szafa do sterowania temperaturą i wilgotnością, systematycznie objaśniając jego zasady techniczne, podstawowe parametry wydajności i wartość zastosowań przemysłowych. Jako urządzenie opracowane specjalnie do weryfikacji zdolności adaptacji środowiskowej i niezawodności materiałów i produktów, dokładnie symuluje wiele scenariuszy klimatycznych, takich jak „odporność na niskie temperatury, odporność na wysokie temperatury, starzenie się pod wpływem wilgoci i przemienność sucho-mokro”, odtwarza dynamiczne zmiany temperatury i wilgotności w środowisku naturalnym i przyspiesza ocenę stabilności działania produktu i niezawodności strukturalnej w ekstremalnych lub cyklicznych warunkach klimatycznych. Na koniec określa, czy odporność materiałów i produktów na warunki atmosferyczne spełnia oczekiwane wymagania zastosowania. Niniejszy artykuł koncentruje się na analizie jego zastosowania w branży oświetlenia LED, w szczególności na zaletach technicznych w teście utrzymania strumienia świetlnego lamp LED (w pełni zgodnych z IES LM-80-08 W połączeniu z parametrami sprzętu i normami odniesienia, pokazuje to jego kluczową rolę w weryfikacji badań i rozwoju produktów przemysłowych, kontroli jakości produkcji i certyfikacji zgodności. Badania pokazują, że dzięki zaletom szerokiego zakresu temperatur, precyzyjnej kontroli temperatury i wilgotności oraz wielu konstrukcjom zabezpieczeń, GDJS-015B może sprostać potrzebom testowym wielu branż, takich jak oświetlenie LED, urządzenia elektroniczne i komponenty, a także zapewnić naukową podstawę do oceny odporności produktów na warunki atmosferyczne.

1. Wstęp
W procesie badań i rozwoju oraz produkcji przemysłowej, adaptacja do warunków środowiskowych i niezawodność to kluczowe wskaźniki jakości produktu. Wahania temperatury, zmiany wilgotności i ekstremalne warunki klimatyczne w środowisku naturalnym często prowadzą do pogorszenia wydajności produktu, uszkodzeń konstrukcyjnych, a nawet zagrożeń dla bezpieczeństwa. Tradycyjny test ekspozycji naturalnej ma długi cykl i jest silnie zależny od środowiska, co utrudnia spełnienie wymagań produkcji przemysłowej w zakresie wydajności i dokładności. Szafa kontroli temperatury i wilgotności, jako podstawowy typ urządzenia do symulacji środowiskowej, może szybko odtwarzać złożone scenariusze klimatyczne poprzez sztuczną regulację parametrów temperatury i wilgotności, zapewniając kontrolowane i wydajne rozwiązanie do testowania odporności produktu na warunki atmosferyczne.

GDJS-015B Szafa do kontroli temperatury i wilgotności opracowana przez LISUN Grupa integruje precyzyjne funkcje kontroli temperatury, wilgotności i programowania. Jest ona zoptymalizowana specjalnie pod kątem testów utrzymania strumienia świetlnego w branży oświetlenia LED i w pełni spełnia wymagania. IES LM-80-08 standard. W artykule tym kompleksowo przeanalizujemy charakterystykę techniczną i wartość praktyczną GDJS-015B z czterech wymiarów: zasady techniczne urządzeń, parametry wydajności, normy odniesienia i zastosowania przemysłowe, stanowiące punkt odniesienia dla odpowiednich branż przy wyborze urządzeń do weryfikacji środowiskowej.

2. Zasady techniczne i podstawowa struktura szafy sterującej temperaturą i wilgotnością
2.1 Zasady techniczne
Podstawową zasadą działania szafy do kontroli temperatury i wilgotności jest symulacja dynamicznych zmian temperatury i wilgotności w środowisku naturalnym poprzez skoordynowane działanie „regulacji temperatury + kontroli wilgotności + systemu cyrkulacji”. Proces działania szafy obejmuje trzy główne elementy:
• Regulacja temperatury: Dzięki naprzemiennej pracy układu grzewczego (grzałki elektrycznej ze stopu niklowo-chromowego) i układu chłodniczego (w pełni zamkniętego, chłodzonego powietrzem, jednostopniowego układu sprężarkowego) temperatura wewnątrz szafy może być precyzyjnie regulowana od niskiej (minimum -70°C) do wysokiej (maks. 150°C). Układ grzewczy wykorzystuje niezależny moduł grzewczy, aby zapewnić równomierne wytwarzanie ciepła; układ chłodniczy jest wyposażony w oryginalną francuską sprężarkę TECUMSEH, która zapewnia stabilność i ciągłość działania w środowisku niskotemperaturowym.
• Regulacja wilgotności: Dzięki fińskiemu czujnikowi wilgotności Vaisala, który monitoruje wilgotność wewnątrz szafy w czasie rzeczywistym, w połączeniu z automatycznym systemem oczyszczania i dostarczania wody, wilgotność jest kontrolowana w zakresie 20%–98% RH poprzez współpracę modułów nawilżania i osuszania. W porównaniu z tradycyjną metodą pomiaru wilgotności metodą termometru mokrego i suchego, czujnik Vaisala charakteryzuje się wyższą dokładnością (odchylenie wilgotności wynosi zaledwie -2%–-3%) i nie wymaga regularnej konserwacji, co obniża koszty eksploatacji i konserwacji.
• Gwarancja równomierności temperatury i wilgotności: System cyrkulacji jest wyposażony w odporny na temperaturę i cichy silnik klimatyzacyjny (poziom hałasu ≤65 dB) oraz wielołopatkowy wentylator odśrodkowy. Wymusza on konwekcję powietrza o odpowiedniej temperaturze i wilgotności wewnątrz szafy, zapewniając równomierność temperatury i wilgotności w obszarze roboczym z dokładnością do ±2°C (temperatura) i ±3% RH (wilgotność), co pozwala uniknąć wpływu lokalnych odchyleń temperatury i wilgotności na wyniki testów.

2.2 Struktura rdzenia
Projekt konstrukcyjny GDJS-015B koncentruje się na „stabilności, trwałości i bezpieczeństwie”, obejmując głównie następujące kluczowe elementy:
• Zbiornik wewnętrzny i warstwa izolacyjna: Zbiornik wewnętrzny wykonany jest ze stali nierdzewnej SUS304, która charakteryzuje się odpornością na korozję i łatwością czyszczenia, a także jest odpowiednia do długotrwałych testów w warunkach wilgoci i ciepła; warstwa izolacyjna przyjmuje strukturę kompozytową z „sztywnej pianki poliuretanowej + ultracienkiego włókna szklanego”, a rama drzwi jest wyposażona w uszczelkę z gumy silikonowej odpornej na starzenie w wysokiej temperaturze, która skutecznie redukuje utratę ciepła i wilgoci oraz obniża zużycie energii.
• System sterowania: Urządzenie wykorzystuje samodzielnie opracowany instrument do kontroli temperatury i dwurdzeniowy sterownik PLC, obsługuje interfejsy w języku chińskim i angielskim oraz jest wyposażone w interfejsy USB/RS-232/RS-485, które można podłączyć do komputera w celu zdalnego monitorowania i śledzenia danych. Użytkownicy mogą dostosować krzywą zmian temperatury i wilgotności (np. cykl naprzemienny 12h+12h sucho-mokro) za pomocą ustawień programu, aby spełnić wymagania różnych norm testowych.
• System ochrony bezpieczeństwa: integruje wiele funkcji ochrony bezpieczeństwa, w tym zabezpieczenie przed wyciekiem, zabezpieczenie przed zwarciem, zabezpieczenie przed przegrzaniem rury grzewczej, zabezpieczenie przed przegrzaniem silnika oraz zabezpieczenie przed nadmiernym ciśnieniem/przeciążeniem/nadmiarem prądu sprężarki, zapewniając kompleksowe bezpieczeństwo pracy sprzętu i próbek testowych.

3. Parametry wydajności i normy odniesienia GDJS-015B Szafa do sterowania temperaturą i wilgotnością
3.1 Kluczowe parametry wydajnościowe
Jako model reprezentatywny dla serii GDJS, GDJS-015B posiada parametry wydajnościowe pokrywające potrzeby testowe wielu branż. Szczegółowe parametry przedstawiono w poniższej tabeli (w tym porównanie z innymi modelami serii GDJS, aby podkreślić cechy modelu 015B):

Uwaga: Znak „*” w tabeli oznacza kod zakresu temperatur. A/B/C/D odpowiadają różnym dolnym limitom temperatur, a użytkownicy mogą dokonać wyboru zgodnie z potrzebami testu; rozmiar komory roboczej (100×100×150 cm) GDJS-015B jest większy od modeli konwencjonalnych, może pomieścić lampy LED lub elementy elektroniczne o większej objętości i nadaje się do testowania partii.

3.2 Normy odniesienia
Funkcje projektowania i testowania GDJS-015B W pełni przestrzegać szeregu krajowych i zagranicznych norm, aby zapewnić zgodność i uznawanie wyników testów. Główne normy odniesienia to:
Normy krajowe: GB/T 2423.1-2008 (Test niskotemperaturowy) GB/T 2423.2-2008 (Test w wysokiej temperaturze) GB/T 2423.4-2008 (Test zmiennego ciepła wilgotnego), GB/T 10586-2025 (Specyfikacja techniczna komór do testów z ciepłem wilgotnym), GB 7000.1-2023 (Oprawy oświetleniowe – Część 1: Wymagania ogólne i badania) itp.
Międzynarodowe standardy: IES LM-80-08 (Zatwierdzona metoda pomiaru utrzymania strumienia świetlnego źródeł światła LED), IEC 60068-2-30:2005 (Badania środowiskowe – Część 2-30: Testy – Test Db: Wilgotne ciepło, cykliczne), IEC 60598-1:2024 (Oprawy oświetleniowe – Część 1: Wymagania ogólne i testy), ISO 16750-4:2018 (Pojazdy drogowe – Warunki środowiskowe i badania urządzeń elektrycznych i elektronicznych – Część 4: Obciążenia klimatyczne) itp.

Wśród nich IES LM-80-08 Norma ta jest podstawowym standardem testowym w branży oświetlenia LED. Wymaga ona, aby urządzenia zapewniały długotrwałe (np. 6,000 godzin, 10 000 godzin) stabilne środowisko temperaturowo-wilgotnościowe, umożliwiające dokładny pomiar współczynnika utrzymania strumienia świetlnego lamp LED. Dzięki precyzyjnej kontroli temperatury i wilgotności (wahania temperatury ±0.5°C, odchylenia wilgotności -2%~-3%) oraz konstrukcji zapewniającej długotrwałą stabilność działania, GDJS-015B może w pełni spełnić rygorystyczne wymagania tej normy.

4. Zastosowanie przemysłowe GDJS-015B Szafa sterująca temperaturą i wilgotnością: na przykładzie branży oświetlenia LED
4.1 Potrzeby testowe branży oświetlenia LED
Żywotność lamp LED jest ściśle związana ze współczynnikiem utrzymania strumienia świetlnego, a temperatura i wilgotność to kluczowe czynniki wpływające na te dwa wskaźniki. W praktyce lampy LED mogą być narażone na trudne warunki klimatyczne, takie jak wysoka temperatura (np. wysoka temperatura otoczenia zewnętrznych latarni ulicznych latem), niskie temperatury (np. na zewnątrz zimą na północy) oraz deszcz o wysokiej wilgotności (np. w wilgotnym środowisku południowych Chin). Prowadzi to do przyspieszonego osłabiania diod LED, starzenia się materiałów opakowaniowych i pogorszenia parametrów optycznych. Dlatego przed wprowadzeniem produktu na rynek konieczne jest użycie szafy sterowniczej do kontroli temperatury i wilgotności, aby zasymulować te scenariusze i ocenić jego długoterminową odporność na warunki atmosferyczne.

Według IES LM-80-08 Zgodnie z normą, test utrzymania strumienia świetlnego lamp LED musi być przeprowadzany w określonych warunkach temperatury i wilgotności (takich jak 55°C/75% RH, 85°C/85% RH) przez tysiące godzin. Dane dotyczące strumienia świetlnego w różnych punktach czasowych są rejestrowane w celu ostatecznego określenia, czy spełnia on wymagania branżowe dotyczące „utrzymania strumienia świetlnego ≥70% po 6,000 godzinach” lub „utrzymania strumienia świetlnego ≥60% po 10 000 godzinach”. Test ten stawia niezwykle wysokie wymagania dotyczące stabilności temperatury i wilgotności oraz długotrwałej niezawodności działania urządzeń.

4.2 Zalety zastosowania GDJS-015B w testowaniu współczynnika utrzymania strumienia świetlnego LED
Mając na celu zaspokojenie potrzeb testowych branży oświetlenia LED, GDJS-015B ma następujące niezastąpione zalety:
• Możliwość długotrwałej, stabilnej pracy: Urządzenie jest wyposażone we francuską sprężarkę TECUMSEH i czujnik wilgotności Vaisala, co pozwala na stabilną pracę przez tysiące godzin bez wahań temperatury i wilgotności. Na przykład, w warunkach testowych 85°C/85% RH, GDJS-015B może utrzymać wahania temperatury na poziomie ≤±0.5℃ i odchylenie wilgotności na poziomie ≤-3%, co gwarantuje, że lampy LED znajdują się w jednolitym środowisku przez cały cykl testowy, a dane testowe są cenniejsze w celach informacyjnych.
• Komora robocza o dużej objętości do testowania partii: Rozmiar komory roboczej GDJS-015B ma wymiary 100×100×150 cm, co pozwala na jednoczesne zamontowanie wielu lamp ulicznych LED lub panelowych (np. 10 paneli LED o wymiarach 600 mm×1200 mm), co znacznie zwiększa wydajność testów i obniża koszty testowania w przedsiębiorstwach.
• Śledzenie danych i inteligentne sterowanie: Po podłączeniu do komputera za pomocą interfejsu RS-485, urządzenie może rejestrować dane dotyczące temperatury i wilgotności oraz dane z testu strumienia świetlnego w czasie rzeczywistym (wymagane połączenie z systemem pomiaru strumienia świetlnego) oraz automatycznie generować krzywe testowe i raporty. Użytkownicy mogą zdalnie monitorować postęp testu bez konieczności obecności na miejscu, co zmniejsza nakład pracy.
• Zabezpieczenie zapewniające bezpieczeństwo próbek: Lampy LED mogą stwarzać ryzyko zwarć i pożarów w długotrwałym środowisku o wysokiej temperaturze i wilgotności. Zabezpieczenie przed wyciekiem, zabezpieczenie przed przegrzaniem rurki grzewczej i inne funkcje GDJS-015B może na czas odciąć źródło usterki, aby uniknąć uszkodzenia próbki i wypadków zagrażających bezpieczeństwu.

Komora termiczna, komora temperatury i wilgotności, komora klimatyczna

4.3 Przypadek zastosowania praktycznego
Potrzebne przedsiębiorstwo zajmujące się oświetleniem LED, które przeprowadzi IES LM-80-08 standardowy test na partii zewnętrznych lamp ulicznych i wybrano GDJS-015B Aby przeprowadzić test. Szczegółowy proces wygląda następująco:
• Przygotowanie próbek: Wybierz 10 próbek lamp ulicznych LED, zamontuj je na specjalnych oprawach i umieść w komorze roboczej GDJS-015B aby zapewnić jednakowe odstępy między próbkami, nie zakłócając cyrkulacji powietrza wewnątrz szafy.
• Ustawianie parametrów: Ustaw program testowy za pomocą interfejsu operacyjnego urządzenia: najpierw podgrzej do 85℃, nawilż do 85%RH i utrzymuj stałą temperaturę i wilgotność przez 1 godzinę (etap podgrzewania wstępnego); następnie utrzymuj 85℃/85%RH przez 6,000 godzin ciągłej pracy i zapisuj dane dotyczące strumienia świetlnego co 1,000 godzin.
• Monitorowanie procesu testowego: Zdalne monitorowanie danych temperatury i wilgotności za pomocą komputera, a urządzenie automatycznie alarmuje w przypadku wykrycia nieprawidłowości. Po 6,000 godzinach wskaźnik utrzymania strumienia świetlnego wszystkich próbek wynosi ≥75%, co znacznie przekracza wymagania standardów branżowych i jest uznawane za kwalifikowane.
• Generowanie raportów: Urządzenie automatycznie eksportuje krzywe temperatury i wilgotności oraz krzywe zmiany strumienia świetlnego i generuje IES LM-80-08 standardowy raport połączony z danymi testowymi, stanowiący podstawę zgodności produktu z wymogami eksportowymi na rynki europejskie i amerykańskie.
Ta sprawa w pełni dowodzi, że GDJS-015B może sprawnie i dokładnie przeprowadzać weryfikację przystosowalności środowiskowej produktów oświetleniowych LED, pomagając przedsiębiorstwom poprawić jakość produktów i zwiększyć konkurencyjność rynkową.

5. Rozszerzone zastosowania GDJS-015B w innych branżach
Oprócz branży oświetlenia LED, GDJS-015B może również sprostać potrzebom testowym przemysłu elektronicznego i elektrycznego, elektroniki samochodowej i podzespołów:
• Przemysł elektroniczny i elektryczny: Służy do testowania urządzeń elektronicznych użytkowych, takich jak telefony komórkowe i komputery, w warunkach wysokiej i niskiej temperatury, w celu oceny stabilności ich działania w ekstremalnych warunkach. Na przykład, symulacja sprawdza, czy telefon komórkowy można normalnie włączyć w środowisku o niskiej temperaturze -40°C, a płyta główna ulega korozji w środowisku o wysokiej wilgotności względnej 95%.
• Branża elektroniki samochodowej: Zgodnie z normą ISO 16750-4:2018, należy przetestować adaptowalność nawigacji pokładowej, czujników i innych komponentów do zmian klimatu. Na przykład, należy zasymulować, czy komponenty elektroniczne działają prawidłowo w samochodzie narażonym na zmieniające się temperatury: latem (80°C) i zimą (-30°C).
• Przemysł komponentów: Służy do testowania starzenia się komponentów elektronicznych, takich jak kondensatory, rezystory i układy scalone, w celu oceny ich żywotności i niezawodności w długotrwałych cyklach temperatury i wilgotności. Na przykład, testuje się tłumienie pojemnościowe kondensatorów w środowisku o temperaturze 60°C i wilgotności względnej 90%, aby sprawdzić, czy spełniają one wymagania danego zastosowania.

6. Wnioski 
Jako podstawowy sprzęt do weryfikacji zdolności adaptacji do środowiska, LISUN GDJS-015B Szafa do sterowania temperaturą i wilgotnością Zapewnia naukowe i wydajne rozwiązanie do testowania niezawodności produktów przemysłowych poprzez precyzyjną symulację wielu scenariuszy klimatycznych. Szeroki zakres temperatur (-70℃~150℃), precyzyjna kontrola temperatury i wilgotności (wahania temperatury ±0.5℃, odchylenia wilgotności -2%~-3%) oraz długotrwała, stabilna praca sprawiają, że urządzenie doskonale sprawdza się w testach utrzymania strumienia świetlnego w branży oświetlenia LED, w pełni spełniając wymagania. IES LM-80-08 standard; jednocześnie komora robocza o dużej objętości i liczne zabezpieczenia dostosowują się do potrzeb testowych w branży elektronicznej i elektrycznej, elektroniki samochodowej i innych gałęziach przemysłu.