A caixa de teste de envelhecimento ambiental é um dispositivo usado para simular várias condições ambientais naturais e realizar testes de envelhecimento de materiais e produtos. É capaz de acelerar o processo de envelhecimento de um material ou produto, avaliando assim sua durabilidade e confiabilidade em ambientes de uso real em menos tempo. Seu princípio de funcionamento envolve vários aspectos de técnicas e mecanismos.

1. Princípio de controle de temperatura

A temperatura é um dos fatores importantes que afetam o envelhecimento dos materiais. As câmaras de envelhecimento ambiental controlam com precisão a temperatura dentro das câmaras através de sistemas de refrigeração e aquecimento. Os sistemas de refrigeração geralmente usam um ciclo de refrigeração por compressão, composto principalmente por compressores, condensadores, dispositivos de redução e evaporadores. O compressor comprime o gás refrigerante de baixa temperatura e baixa pressão em gás de alta temperatura e alta pressão e, em seguida, envia-o para o condensador. No condensador, o gás refrigerante dissipa calor para o ambiente circundante e o resfriamento se torna um líquido de alta pressão. Em seguida, o líquido de alta pressão passa pelo dispositivo de redução, a pressão e a temperatura diminuem, transformando-se em líquido de baixa pressão e baixa temperatura para o evaporador. No evaporador, o líquido refrigerante de baixa temperatura e baixa pressão absorve o calor dentro da caixa de teste e evapora em gás, reduzindo a temperatura dentro da caixa de teste.

O sistema de aquecimento é realizado por meio de aquecedores elétricos. O aquecedor elétrico converte energia elétrica em energia térmica e, de acordo com o sinal de temperatura detectado pelo sensor de temperatura dentro da caixa de teste, o sistema de controle ajusta a potência do aquecedor elétrico para manter a temperatura dentro da caixa de teste no valor definido. Por exemplo, quando o sensor de temperatura detecta que a temperatura dentro da caixa é inferior ao valor definido, o sistema de controle aumenta a potência do aquecedor elétrico para aumentar a temperatura; Em vez disso, quando a temperatura é superior ao valor definido, a potência do aquecedor elétrico é reduzida.

2. Princípio de controle de umidade

A umidade também é um fator fundamental no envelhecimento dos materiais. A caixa de teste de envelhecimento ambiental controla a umidade através de umidificadores e desumidificadores. Umidificadores são geralmente usados ​​por umidificação a vapor ou por ultra-som. A umidificação a vapor é o aquecimento da água para produzir vapor e, em seguida, introduzir o vapor na caixa de teste para aumentar o conteúdo de vapor de água dentro da caixa, aumentando assim a umidade. A umidificação por ultra-som é a utilização de vibrações ultra-sónicas de alta frequência para nebulizar água em pequenas gotas de água, que são distribuídas para o interior da caixa de teste para alcançar o propósito de umidificação.

Desumidificadores geralmente usam a tecnologia de desumidificação por condensação ou roda rotativa. Desumidificação por condensação é o uso de um sistema de refrigeração para resfriar o ar. Quando a temperatura do ar cai abaixo do ponto de orvalho, o vapor de água condensa-se em gotas de água e é eliminado pelo sistema de drenagem, reduzindo assim a umidade do ar. Desumidificação de rodas rotativas é o uso de rodas de absorção de umidade para absorver a umidade no ar, rodas rotativas em diferentes áreas para o processo de absorção e desumidificação, para alcançar a função de desumidificação contínua. O sistema de controle ajusta o funcionamento do umidificador e desumidificador de acordo com o sinal de umidade detectado pelo sensor de umidade para manter a umidade dentro da caixa de teste dentro da faixa de configuração.

3. Princípio de simulação de luz

Em ambientes naturais, a luz desempenha um papel importante no envelhecimento dos materiais. A caixa de envelhecimento ambiental simula as condições de luz natural através de fontes de luz específicas. Fontes de luz comumente usadas são lâmpadas de xenão, lâmpadas fluorescentes UV, etc. As lâmpadas de xenão são capazes de emitir luz próxima ao espectro solar, incluindo ultravioleta, visível e infravermelho, com uma distribuição de energia espectral semelhante à luz solar. Ao ajustar a potência e o tempo de exposição da lâmpada de xenão, é possível simular a intensidade e o tempo da luz em diferentes regiões e estações.

A lâmpada UV fluorescente emite principalmente raios UV, o que pode acelerar o processo de envelhecimento da luz do material. O comprimento de onda UV emitido por diferentes tipos de lâmpadas UV fluorescentes varia e o tubo adequado pode ser escolhido de acordo com as necessidades do teste. O sistema de iluminação também é equipado com um dispositivo de filtro para ajustar as propriedades espectrais da luz para aproximá-la das condições de iluminação do ambiente real. Ao mesmo tempo, o sistema de controle pode controlar com precisão os tempos de ligação e desligamento da fonte de luz, bem como as mudanças na intensidade da luz, para atender às necessidades de teste de envelhecimento de diferentes padrões de teste e materiais.

Princípio da simulação de gás

Existem vários gases no ambiente real, como oxigênio, dióxido de enxofre, dióxido de carbono, etc., que também podem causar corrosão e envelhecimento no material. As caixas de teste de envelhecimento ambiental podem simular diferentes ambientes de gás através de sistemas de injeção de gás. Os gases específicos são injetados dentro da caixa de teste de acordo com a concentração e o fluxo definidos para aproximar o ambiente de teste do cenário de uso real. Por exemplo, durante testes de resistência atmosférica de materiais, a quantidade adequada de dióxido de enxofre e oxigênio pode ser injetada para simular a composição de gases em ambientes poluidos industriais. Ao monitorar os dados dos sensores de gás, o sistema de controle pode ajustar a quantidade de injeção de gás em tempo real para garantir que a concentração de gás dentro da caixa de teste esteja estável nos valores definidos.

5. Princípio de funcionamento do sistema de controle

O sistema de controle da caixa de teste de envelhecimento ambiental é o núcleo de todo o equipamento e coordena o trabalho de vários componentes para garantir a precisão e a estabilidade do ambiente de teste. Os sistemas de controle geralmente usam um controlador lógico programável (PLC) ou um microprocessador. Sensores capturam em tempo real parâmetros como temperatura, umidade, intensidade da luz e concentração de gás dentro da caixa de teste e comparam esses parâmetros com as condições de teste pré-definidas.

Quando os parâmetros reais se desviam do valor definido, o sistema de controle emitirá as instruções de controle correspondentes de acordo com o desvio, ajustando o estado operacional dos equipamentos, como refrigeração, aquecimento, umidificação, desumidificação, iluminação e injeção de gás, para que o ambiente dentro da caixa de teste retorne rapidamente aos valores definidos. Ao mesmo tempo, o sistema de controle também tem funções de registro e armazenamento de dados para registrar variações de parâmetros durante todo o processo de teste, facilitando a análise e avaliação posterior do desempenho do envelhecimento do material. Além disso, alguns sistemas de controle avançados também suportam monitoramento remoto e operação, permitindo que os usuários vejam os dados de teste e controlem a operação da caixa de teste em tempo real em terminais remotos através da rede.