Was ist eine Prüfkammer und wie funktioniert sie?
Grundlegende Informationen zu Zweck und Funktionsweise von Umweltprüfschränken.
Die Bedeutung und die Funktionsprinzipien eines Tests.
Haben Sie schon einmal ein Produkt gekauft, bei dem sich schon nach wenigen Wochen oder sogar beim ersten Gebrauch herausstellte, dass es defekt war?
Dies könnte darauf zurückzuführen sein, dass einige Produkte externen Faktoren wie Temperatur, Feuchtigkeit und Vibrationen ausgesetzt waren, die bei ihrer Entwicklung nicht erwartet oder anderweitig berücksichtigt wurden; Darüber hinaus hört man oft von „Qualität“ und „Zuverlässigkeit“ als Faktoren, die es zu berücksichtigen gilt, um seine Produkte von der Masse abzuheben.
Auf dem heutigen globalen Markt, auf dem jedes Produkt in den entlegensten Winkeln unseres Planeten verkauft werden kann, ist es wichtig, dass in der Entwicklungs- und Designphase die unterschiedlichen Umweltbedingungen berücksichtigt werden, denen das Produkt ausgesetzt sein wird, von wärmeren bis zu kühleren Klimazonen. die Wirkung von Salzkorrosion und viele andere Faktoren.
Zusätzlich zu den Nutzungsbedingungen sollten die verschiedenen Belastungen berücksichtigt werden, denen das Produkt bei Verpackungs-, Transport- und Lagerungsvorgängen ausgesetzt sein kann, was zu Schäden führen oder die Nutzungsdauer des Produkts verkürzen kann.
Hält Ihr Produkt allen klimatischen Bedingungen stand?
Es ist sehr wahrscheinlich, dass Ihr Produkt bereits in den ersten Tagen seines „Lebens“ Stressfaktoren ausgesetzt ist, manchmal auch in Kombination, zum Beispiel:
- Klimatische Veränderunge
- Vibrationen
- Sonnenstrahlung
- Hohe Luftfeuchtigkeit
Was muss also getan werden, um solche potenziellen Nachteile zu vermeiden und eine höhere Produktzuverlässigkeit zu gewährleisten? Und welche Garantien können dem Kunden gegeben werden?
Die scheinbar einfache Antwort wäre, das Produkt unter allen Einsatzbedingungen zu testen ... aber wie geht das?
Tatsächlich führen viele Unternehmen während der Forschungs- und Entwicklungsphase Tests an Prototypen durch, um die Zuverlässigkeit zu überprüfen, die Eigenschaften, die Belastbarkeit oder einfach das Verhalten im Einsatzkontext zu testen. Werden diese Tests nicht zufriedenstellend bestanden, sucht man nach der Ursache bzw. dem defekten Bauteil, um das Problem zu beheben.
Um die Hauptmerkmale einer Klimakammer zu verdeutlichen, hat ACS einen Artikel verfasst, der den Kunden bei der Produktauswahl unterstützen soll. Alle Informationen finden Sie im Artikel: Praktischer Leitfaden zur Auswahl einer Klimakammer.
Der Einsatz einer Umweltprüfkammer hilft Herstellern, potenzielle Fehler zu erkennen, die vor der Produktionsphase behoben werden müssen, und stellt Folgendes sicher:
- Geringere Wartungskosten
- Zufriedene Kunden
Es gibt verschiedene Arten von Tests, die durchgeführt werden können. Eine erste Kategorisierung unterteilt sie in:
- Tests, bei denen die Proben Umweltbelastungen wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit ausgesetzt werden
- Tests, bei denen die Proben mechanischen Belastungen wie Vibrationen und Beschleunigungen ausgesetzt werden
In einer Prüfkammer können im Inneren des Prüfraums, in dem der zu prüfende Prototyp positioniert ist, besondere Bedingungen geschaffen werden.
Zur Durchführung der zur ersten Kategorie gehörenden Tests ist eine Klimaprüfkammer für Umweltsimulationstests erforderlich.
Wie funktioniert eine Klimakammer?
Das Funktionsprinzip einer Prüfkammer lässt sich durch die beiden physikalischen Parameter erklären, die die Kammer steuern kann: Temperatur und Luftfeuchtigkeit.
TEMPERATURKONTROLLE
Um die Temperatur zu regeln, muss die Kammer zwei Funktionen erfüllen können: Heizen und Kühlen. Außerdem muss es in der Lage sein, die Temperatur im Prüfraum gleichmäßig zu verteilen.
Spezifische technische Überlegungen zur Luftverteilung im Prüfraum ermöglichen eine hohe Gleichmäßigkeit der Temperaturwerte über die Zeit und im gesamten Raum der Kammer und stellen sicher, dass alle Teile und Oberflächen des Prüflings der gleichen Temperatur ausgesetzt sind.
Das mechanische Kühlsystem einer Klimakammer besteht aus einem geschlossenen Kreislaufsystem mit folgenden Hauptkomponenten:
- Kompressor
- Kondensator
- Expansionsventil
- Verdampfer
Durch die Kompression und anschließende Expansion eines Kältemittelgases wird der Prüfraum gleichmäßig gekühlt.
Das mechanische Heizsystem besteht aus elektrischen Heizelementen, die in der Nähe des Belüftungssystems platziert sind: Die erwärmte Luft wird mittels Belüftung durch das Innere des Prüfraums geleitet.
Die Wirkung der beiden Funktionen Kühlen und Heizen wird von der SPS entsprechend den vom Bediener eingestellten Zyklusparametern gesteuert, um die erforderliche Leistung sicherzustellen.
FEUCHTIGKEITSKONTROLLE
Um die Luftfeuchtigkeit zu kontrollieren, muss die Kammer zwei Funktionen erfüllen können: Befeuchtung und Entfeuchtung. Außerdem muss es in der Lage sein, die Feuchtigkeit gleichmäßig im Prüfraum zu verteilen.
Die direkte Befeuchtung erfolgt durch einen elektrischen Luftbefeuchter, der nach dem Umluftventilator Dampf durch ein Loch in den Luftstrom einspritzt. Dadurch ist eine aerosolfreie Befeuchtung gewährleistet. Der Luftbefeuchter wird für eine höhere Zuverlässigkeit durch einen speziellen Algorithmus gesteuert.
Die Entfeuchtung der Kammer erfolgt durch ein mechanisches System, das auf dem sogenannten Kaltfingerprinzip basiert und das gleiche mechanische System wie die Kühlung nutzt. Nach diesem Prinzip kondensiert die Luftfeuchtigkeit an der Oberfläche des kälteren Objekts, wenn ein Objekt mit einer niedrigeren Temperatur einer höheren Umgebungstemperatur ausgesetzt wird. Der Verdampfer ist das Element mit der niedrigsten Temperatur im Inneren der Klimakammer und ein spezieller Bereich davon wird daher genutzt, um bei Bedarf die Luftfeuchtigkeit im Prüfraum zu senken.
ANDERE KAMMER FÜR UMWELTPRÜFUNGEN
Es muss gesagt werden, dass es keine universelle Kammer gibt, die jede Art von Bedingungen simulieren kann, aber es gibt viele Arten von mehr oder weniger vielseitigen Kammern, die für die Durchführung spezifischer Arten von Tests konzipiert sind.
Der jeweils durchzuführende Test hängt zunächst vom Produkt, den Normen, denen es entsprechen muss, und den Bedingungen ab, unter denen es betrieben wird.