Próba w połowie czasu

Nowa technologia chłodzenia CO₂ w symulacji środowiskowej spełnia nie tylko wymogi rozporządzenia UE F-Gas dla jednostopniowych systemów chłodzenia, ale może również prowadzić do przyspieszonych procesów w laboratorium testowym. Dzięki rozszerzonemu zakresowi temperatur nowoczesnych komór testowych do -50°C możliwe są modyfikacje dotychczasowych programów testowych, które częściowo prowadzą do znacznych oszczędności czasu.

Na przykładzie IEC 60068-2-14 (Wyd. 7) widać, że przebiegi testowe, w zależności od wybranych parametrów, mogą być przeprowadzane w mniej niż połowę dotychczasowego czasu. Typowa sytuacja testowa to sprawdzanie komponentów elektronicznych przy temperaturach wstępnych TA -40°C i TB +85°C zgodnie z przypadkiem testowym Na. Dzięki opisanej w normie „Increased Severity” można dostosować stres termiczny działający na testowany element. Docelowe wartości temperatury testu są ustawiane na określony czas poniżej lub powyżej temperatur docelowych (np. -40°C i +85°C). Należy zwrócić uwagę, aby wartości te, jeśli nie są inaczej określone w odpowiednich przepisach testowych, pochodziły z IEC 60068-2-1. Na podstawie tych danych kolejną preferowaną temperaturą byłoby -50°C. Często korzystne jest stosowanie tej samej różnicy temperatur 10 K dla górnej wartości TBi. Jeśli dla okresów „ts*” normy testowej ustawimy docelową temperaturę komory testowej tymczasowo na -50°C i +95°C, można znacznie przyspieszyć proces ogrzewania próbki.

Rzeczywiste porównanie opisywanego testu w identycznych, 600-litrowych komorach testowych z technologią chłodzenia R-449A przy -40°C i technologią CO₂ przy -50°C, z użyciem 10 cm aluminiowego kuli jako próbki i czasem trwania t1 = 10 h, dało następujące wyniki:

Bez zastosowania „Increased Severity” proces ogrzewania próbki przy użyciu technologii CO₂ jest około trzech godzin szybszy. Wynika to głównie z silnie malejącej mocy chłodzenia systemu R-449A, który może osiągnąć końcową temperaturę -40°C. Bardzo długo trwa schłodzenie próbki z -30°C do -40°C.

Znaczne skrócenie czasu testu, przedstawione w przykładzie, jest możliwe dzięki tymczasowemu utrzymaniu temperatury na poziomie -50°C. Wysiłkowe powietrze szybko osiąga -50°C i jest regulowane dopiero na -40°C, gdy temperatura wewnętrzna próbki zbliża się do tej wartości (ΔTs). Osoby chcące zwiększyć efektywność programowania mogą skorzystać z zestawu akcesoriów firmy Weiss Technik, zawierającego czujnik temperatury i odpowiednie programy testowe.

Oszczędności czasu można także osiągnąć przy urządzeniach do -70°C. Jednak zużycie energii jest wtedy wyższe. Dalsze skracanie czasu poprzez jeszcze bardziej odległe od siebie wartości temperatury utrzymania jest trudne, ponieważ może to prowadzić do niepożądanego pogorszenia warunków testu (zwłaszcza przy wysokich temperaturach). Jeśli głównym kryterium nie jest oszczędność czasu, można zwiększyć efektywność poprzez zwiększenie liczby próbników w komorze testowej, które są jednocześnie ogrzewane. Wyższa moc urządzeń CO₂ w połączeniu ze zmienionymi normami pozwala na zwiększenie pojemności testowej. Dotyczy to między innymi testów zgodnych z IEC 60068-2-2, przypadków testowych Bd i Be.

W przypadku wymiany komór testowych, wystarczy w przypadku starszego urządzenia z temperaturą -40°C na niskie temperatury, zastosować zamiennik z technologią CO₂ do -50°C. W wielu przypadkach możliwa jest również wymiana na urządzenie z temperaturą -70°C, przy znacznie niższych kosztach inwestycyjnych. Moc chłodzenia komory testowej z technologią CO₂ do -50°C przy -40°C jest około połowy mocy komory z technologią do -70°C. Jest to szczególnie wystarczające dla wymagań norm IEC 60068-2-1, przypadków testowych Ab, Ad i Ae.