Tủ điều khiển nhiệt độ và độ ẩm: Công nghệ xác minh khả năng thích ứng với môi trường và ứng dụng trong ngành công nghiệp LED

Tóm tắt
Bài báo này tập trung vào LISUN GDJS-015B Tủ điều khiển nhiệt độ và độ ẩm, trình bày một cách có hệ thống các nguyên lý kỹ thuật, thông số hiệu suất cốt lõi và giá trị ứng dụng công nghiệp. Là một thiết bị được phát triển đặc biệt để kiểm tra khả năng thích ứng với môi trường và độ tin cậy của vật liệu và sản phẩm, nó mô phỏng chính xác nhiều tình huống khí hậu như "khả năng chịu nhiệt độ thấp, khả năng chịu nhiệt độ cao, lão hóa do độ ẩm và sự thay đổi khô-ướt", tái tạo những thay đổi động của nhiệt độ và độ ẩm trong môi trường tự nhiên, đồng thời đẩy nhanh việc đánh giá độ ổn định hiệu suất và độ tin cậy của kết cấu sản phẩm trong điều kiện khí hậu khắc nghiệt hoặc theo chu kỳ. Cuối cùng, nó xác định xem khả năng chống chịu thời tiết của vật liệu và sản phẩm có đáp ứng các yêu cầu ứng dụng dự kiến ​​hay không. Bài báo này tập trung phân tích ứng dụng của nó trong ngành công nghiệp chiếu sáng LED, đặc biệt là những ưu điểm kỹ thuật trong thử nghiệm tỷ lệ duy trì quang thông của đèn LED (tuân thủ đầy đủ các tiêu chuẩn). IES LM-80-08 Tiêu chuẩn). Kết hợp với các thông số thiết bị và tiêu chuẩn tham chiếu, nó chứng minh vai trò quan trọng của mình trong việc xác minh nghiên cứu và phát triển sản phẩm công nghiệp, kiểm tra chất lượng sản xuất và chứng nhận tuân thủ. Nghiên cứu cho thấy, dựa trên những ưu điểm của phạm vi nhiệt độ rộng, khả năng kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm chính xác cao, cùng với nhiều thiết kế bảo vệ an toàn, GDJS-015B có thể đáp ứng nhu cầu thử nghiệm của nhiều ngành công nghiệp như chiếu sáng LED, thiết bị và linh kiện điện tử, đồng thời cung cấp cơ sở khoa học để đánh giá khả năng chống chịu thời tiết của sản phẩm.

1. Giới thiệu
Trong quá trình nghiên cứu và phát triển sản phẩm công nghiệp và sản xuất, khả năng thích ứng và độ tin cậy với môi trường là những chỉ số cốt lõi để đo lường chất lượng sản phẩm. Biến động nhiệt độ, độ ẩm và khí hậu khắc nghiệt trong môi trường tự nhiên thường dẫn đến suy giảm hiệu suất sản phẩm, hư hỏng kết cấu và thậm chí là nguy cơ mất an toàn. Thử nghiệm tiếp xúc tự nhiên truyền thống có chu kỳ dài và chịu ảnh hưởng lớn từ môi trường, khó đáp ứng các yêu cầu về hiệu quả và độ chính xác của sản xuất công nghiệp. Là một thiết bị mô phỏng môi trường cốt lõi, Tủ Kiểm soát Nhiệt độ và Độ ẩm có thể nhanh chóng tái tạo các kịch bản khí hậu phức tạp thông qua việc điều chỉnh nhân tạo các thông số nhiệt độ và độ ẩm, cung cấp một giải pháp hiệu quả và có thể kiểm soát được cho việc thử nghiệm khả năng chịu thời tiết của sản phẩm.

GDJS-015B Tủ điều khiển nhiệt độ và độ ẩm được phát triển bởi LISUN Nhóm tích hợp các chức năng kiểm soát nhiệt độ, kiểm soát độ ẩm và điều khiển chương trình chính xác. Sản phẩm được tối ưu hóa đặc biệt cho nhu cầu kiểm tra tỷ lệ duy trì quang thông của ngành công nghiệp chiếu sáng LED và đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của tiêu chuẩn. IES LM-80-08 tiêu chuẩn. Bài báo này sẽ phân tích toàn diện các đặc điểm kỹ thuật và giá trị thực tế của GDJS-015B từ bốn chiều: nguyên lý kỹ thuật thiết bị, thông số hiệu suất, tiêu chuẩn tham chiếu và ứng dụng công nghiệp, cung cấp tài liệu tham khảo cho các ngành công nghiệp liên quan để lựa chọn thiết bị xác minh môi trường.

2. Nguyên lý kỹ thuật và cấu trúc cốt lõi của tủ điều khiển nhiệt độ và độ ẩm
2.1 Nguyên tắc kỹ thuật
Nguyên lý cốt lõi của Tủ điều khiển nhiệt độ và độ ẩm là mô phỏng sự thay đổi động của nhiệt độ và độ ẩm trong môi trường tự nhiên thông qua hoạt động phối hợp của “điều khiển nhiệt độ + điều khiển độ ẩm + hệ thống tuần hoàn”. Quy trình hoạt động của nó chủ yếu bao gồm ba khâu:
• Điều chỉnh nhiệt độ: Thông qua hoạt động luân phiên của hệ thống sưởi (bộ gia nhiệt điện hợp kim niken-crom) và hệ thống làm lạnh (nén khí một cấp hoàn toàn kín), nhiệt độ bên trong tủ có thể được kiểm soát chính xác từ nhiệt độ thấp (tối thiểu -70℃) đến nhiệt độ cao (tối đa 150℃). Hệ thống sưởi sử dụng mô-đun sưởi độc lập để đảm bảo tỏa nhiệt đồng đều; hệ thống làm lạnh được trang bị máy nén TECUMSEH chính hãng của Pháp, đảm bảo sự ổn định và liên tục của môi trường nhiệt độ thấp.
• Điều chỉnh độ ẩm: Sử dụng cảm biến độ ẩm Vaisala của Phần Lan để theo dõi độ ẩm bên trong tủ theo thời gian thực, kết hợp với hệ thống lọc và cấp nước tự động, độ ẩm được kiểm soát trong phạm vi 20%~98%RH thông qua sự kết hợp của các mô-đun tạo ẩm và hút ẩm. So với phương pháp kiểm soát độ ẩm bầu ướt-khô truyền thống, cảm biến Vaisala có độ chính xác cao hơn (độ lệch độ ẩm chỉ -2%~-3%) và không cần bảo trì thường xuyên, giúp giảm chi phí vận hành và bảo trì.
• Đảm bảo đồng đều nhiệt độ và độ ẩm: Hệ thống tuần hoàn được trang bị động cơ điều hòa không khí chịu nhiệt và độ ồn thấp (độ ồn ≤65dB) và quạt ly tâm nhiều cánh. Hệ thống này có thể đối lưu không khí nhiệt độ và độ ẩm bên trong tủ, đảm bảo độ đồng đều nhiệt độ và độ ẩm trong khu vực làm việc được kiểm soát trong phạm vi ±2℃ (nhiệt độ) và ±3%RH (độ ẩm), tránh ảnh hưởng của độ lệch nhiệt độ và độ ẩm cục bộ đến kết quả thử nghiệm.

2.2 Cấu trúc cốt lõi
Thiết kế cấu trúc của GDJS-015B tập trung vào “sự ổn định, độ bền và an toàn”, chủ yếu bao gồm các thành phần cốt lõi sau:
• Bồn chứa bên trong và lớp cách nhiệt: Bồn chứa bên trong được làm bằng thép không gỉ SUS304, có đặc tính chống ăn mòn và dễ vệ sinh, phù hợp với các tình huống thử nghiệm nhiệt độ ẩm ướt trong thời gian dài; lớp cách nhiệt sử dụng cấu trúc tổng hợp “bọt cứng polyurethane + sợi thủy tinh siêu mịn” và khung cửa được trang bị dải đệm cao su silicon lão hóa ở nhiệt độ cao, giúp giảm hiệu quả rò rỉ nhiệt độ và độ ẩm, đồng thời giảm mức tiêu thụ năng lượng.
• Hệ thống điều khiển: Sử dụng thiết bị kiểm soát nhiệt độ tự phát triển và bộ điều khiển lõi kép PLC, hỗ trợ giao diện vận hành tiếng Trung và tiếng Anh, được trang bị giao diện USB/RS-232/RS-485, có thể kết nối với máy tính để thực hiện giám sát từ xa và truy xuất dữ liệu. Người dùng có thể tùy chỉnh đường cong thay đổi nhiệt độ và độ ẩm (như chu kỳ xen kẽ khô-ướt 12 giờ + 12 giờ) thông qua cài đặt chương trình để đáp ứng nhu cầu của các tiêu chuẩn thử nghiệm khác nhau.
• Hệ thống bảo vệ an toàn: Tích hợp nhiều chức năng bảo vệ an toàn, bao gồm bảo vệ rò rỉ, bảo vệ ngắn mạch, bảo vệ quá nhiệt ống gia nhiệt, bảo vệ quá nhiệt động cơ và bảo vệ quá áp/quá tải/quá dòng máy nén, đảm bảo toàn diện sự an toàn cho hoạt động của thiết bị và các mẫu thử nghiệm.

3. Các thông số hiệu suất và tiêu chuẩn tham chiếu của GDJS-015B Tủ điều khiển nhiệt độ và độ ẩm
3.1 Các thông số hiệu suất chính
Là một mô hình đại diện của dòng GDJS, GDJS-015B có các thông số hiệu suất đáp ứng nhu cầu thử nghiệm của nhiều ngành công nghiệp. Các thông số cụ thể được hiển thị trong bảng sau (bao gồm cả so sánh với các model khác thuộc dòng GDJS để làm nổi bật các đặc điểm của 015B):

Lưu ý: Dấu “*” trong bảng biểu thị mã phạm vi nhiệt độ. A/B/C/D tương ứng với các giới hạn dưới nhiệt độ thấp khác nhau, người dùng có thể lựa chọn theo nhu cầu thử nghiệm; kích thước buồng làm việc (100×100×150cm) của GDJS-015B lớn hơn so với các mẫu thông thường, có thể chứa đèn LED hoặc linh kiện điện tử có thể tích lớn hơn và phù hợp cho nhu cầu thử nghiệm hàng loạt.

3.2 Tiêu chuẩn Tham chiếu
Các chức năng thiết kế và thử nghiệm của GDJS-015B Tuân thủ đầy đủ một số tiêu chuẩn có thẩm quyền trong và ngoài nước để đảm bảo việc tuân thủ và công nhận kết quả thử nghiệm. Các tiêu chuẩn tham chiếu chính như sau:
Tiêu chuẩn trong nước: GB/T 2423.1-2008 (Thử nghiệm nhiệt độ thấp), GB/T 2423.2-2008 (Thử nghiệm nhiệt độ cao), GB/T 2423.4-2008 (Thử nghiệm nhiệt ẩm xen kẽ), GB/T 10586-2025 (Thông số kỹ thuật cho buồng thử nghiệm nhiệt ẩm), GB 7000.1-2023 (Đèn chiếu sáng – Phần 1: Yêu cầu chung và thử nghiệm), v.v.
Tiêu chuẩn quốc tế: IES LM-80-08 (Phương pháp được chấp thuận để đo độ duy trì quang thông của nguồn sáng LED), IEC 60068-2-30:2005 (Thử nghiệm môi trường – Phần 2-30: Thử nghiệm – Thử nghiệm Db: Nhiệt ẩm, tuần hoàn), IEC 60598-1:2024 (Đèn chiếu sáng – Phần 1: Yêu cầu chung và thử nghiệm), ISO 16750-4:2018 (Xe cơ giới – Điều kiện môi trường và thử nghiệm cho thiết bị điện và điện tử – Phần 4: Tải trọng khí hậu), v.v.

Trong số đó, IES LM-80-08 Tiêu chuẩn này là tiêu chuẩn thử nghiệm cốt lõi trong ngành công nghiệp chiếu sáng LED. Thiết bị phải cung cấp môi trường nhiệt độ và độ ẩm ổn định lâu dài (chẳng hạn như 6,000 giờ, 10,000 giờ) để đo chính xác tỷ lệ duy trì quang thông của đèn LED. Thông qua việc kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm chính xác cao (biến động nhiệt độ ± 0.5℃, độ lệch độ ẩm -2%~-3%) và thiết kế ổn định hoạt động lâu dài, GDJS-015B có thể đáp ứng đầy đủ các yêu cầu nghiêm ngặt của tiêu chuẩn này.

4. Ứng dụng công nghiệp của GDJS-015B Tủ điều khiển nhiệt độ và độ ẩm: Lấy ngành công nghiệp chiếu sáng LED làm ví dụ
4.1 Kiểm tra nhu cầu của ngành công nghiệp chiếu sáng LED
Tuổi thọ của đèn LED liên quan chặt chẽ đến tỷ lệ duy trì quang thông, và nhiệt độ và độ ẩm là những yếu tố chính ảnh hưởng đến hai chỉ số này. Trong quá trình sử dụng thực tế, đèn LED có thể phải đối mặt với các điều kiện khí hậu phức tạp như nhiệt độ cao (ví dụ như môi trường nhiệt độ cao của đèn đường ngoài trời vào mùa hè), nhiệt độ thấp (ví dụ như cảnh ngoài trời vào mùa đông ở miền Bắc) và mưa phùn ẩm ướt (ví dụ như môi trường ẩm ướt ở miền Nam Trung Quốc), dẫn đến sự suy giảm nhanh chóng của chip LED, lão hóa vật liệu đóng gói và giảm hiệu suất quang học. Do đó, trước khi sản phẩm được đưa ra thị trường, cần sử dụng Tủ Kiểm Soát Nhiệt Độ và Độ Ẩm để mô phỏng các tình huống này và đánh giá khả năng chịu thời tiết lâu dài của sản phẩm.

Theo tiêu chuẩn IES LM-80-08 Tiêu chuẩn, thử nghiệm tỷ lệ duy trì quang thông của đèn LED cần được thực hiện trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm cụ thể (chẳng hạn như 55℃/75%RH, 85℃/85%RH) trong hàng nghìn giờ. Dữ liệu quang thông tại các nút thời gian khác nhau được ghi lại để cuối cùng xác định xem đèn có đáp ứng các yêu cầu của ngành về "tỷ lệ duy trì quang thông ≥70% sau 6,000 giờ" hoặc "tỷ lệ duy trì quang thông ≥60% sau 10,000 giờ" hay không. Thử nghiệm này đặt ra các yêu cầu cực kỳ cao về độ ổn định nhiệt độ và độ ẩm cũng như độ tin cậy vận hành lâu dài của thiết bị.

4.2 Ưu điểm ứng dụng của GDJS-015B trong Kiểm tra tỷ lệ duy trì quang thông của đèn LED
Nhằm đáp ứng nhu cầu thử nghiệm của ngành công nghiệp chiếu sáng LED, GDJS-015B có những ưu điểm không thể thay thế sau đây:
• Khả năng vận hành ổn định lâu dài: Thiết bị được trang bị máy nén TECUMSEH của Pháp và cảm biến độ ẩm Vaisala, có thể hoạt động ổn định trong hàng ngàn giờ liên tục mà không bị lệch nhiệt độ và độ ẩm. Ví dụ, trong điều kiện thử nghiệm 85℃/85%RH, GDJS-015B có thể duy trì biên độ nhiệt độ ≤±0.5℃ và độ lệch độ ẩm ≤-3%, đảm bảo đèn LED luôn ở trong môi trường ổn định trong suốt chu kỳ thử nghiệm và dữ liệu thử nghiệm có giá trị tham khảo hơn.
• Buồng làm việc thể tích lớn để thử nghiệm hàng loạt: Kích thước buồng làm việc của GDJS-015B có kích thước 100×100×150cm, có thể lắp đặt nhiều đèn đường LED hoặc đèn panel cùng lúc (chẳng hạn như 10 đèn panel LED 600mm×1200mm), cải thiện đáng kể hiệu quả thử nghiệm và giảm chi phí thử nghiệm cho doanh nghiệp.
• Truy xuất dữ liệu và điều khiển thông minh: Sau khi kết nối với máy tính thông qua giao diện RS-485, thiết bị có thể ghi lại dữ liệu nhiệt độ, độ ẩm và dữ liệu kiểm tra quang thông theo thời gian thực (cần kết hợp với hệ thống kiểm tra quang thông), đồng thời tự động tạo đường cong và báo cáo kiểm tra. Người dùng có thể theo dõi tiến độ kiểm tra từ xa mà không cần phải có mặt tại hiện trường, giúp giảm thiểu nhân công.
• Bảo vệ an toàn để đảm bảo an toàn cho mẫu: Đèn LED có thể gặp các rủi ro như đoản mạch và cháy nổ trong môi trường nhiệt độ và độ ẩm cao kéo dài. Bảo vệ rò rỉ, bảo vệ quá nhiệt ống gia nhiệt và các chức năng khác của đèn. GDJS-015B có thể cắt nguồn lỗi kịp thời để tránh hư hỏng mẫu và tai nạn an toàn.

Phòng nhiệt, Phòng nhiệt độ ẩm, Phòng khí hậu

4.3 Trường hợp ứng dụng thực tế
Một doanh nghiệp chiếu sáng LED cần phải tiến hành IES LM-80-08 kiểm tra tiêu chuẩn trên một loạt đèn đường ngoài trời và đã chọn GDJS-015B để thực hiện thử nghiệm. Quy trình cụ thể như sau:
• Chuẩn bị mẫu: Chọn 10 mẫu đèn đường LED, lắp đặt chúng trên các thiết bị cố định chuyên dụng và đặt chúng vào buồng làm việc của GDJS-015B để đảm bảo khoảng cách đồng đều giữa các mẫu mà không ảnh hưởng đến sự lưu thông không khí bên trong tủ.
• Cài đặt thông số: Cài đặt chương trình thử nghiệm thông qua giao diện vận hành thiết bị: đầu tiên làm nóng đến 85℃, làm ẩm đến 85%RH và giữ nhiệt độ và độ ẩm không đổi trong 1 giờ (giai đoạn làm nóng trước); sau đó giữ 85℃/85%RH trong 6,000 giờ hoạt động liên tục và ghi lại dữ liệu quang thông sau mỗi 1,000 giờ.
• Giám sát quy trình thử nghiệm: Giám sát dữ liệu nhiệt độ và độ ẩm từ xa thông qua máy tính, thiết bị sẽ tự động báo động khi phát hiện bất thường. Sau 6,000 giờ, tỷ lệ duy trì quang thông của tất cả các mẫu đều ≥75%, vượt xa yêu cầu tiêu chuẩn của ngành và được đánh giá là đạt yêu cầu.
• Tạo báo cáo: Thiết bị tự động xuất các đường cong nhiệt độ và độ ẩm và các đường cong thay đổi thông lượng ánh sáng và tạo ra IES LM-80-08 báo cáo tiêu chuẩn kết hợp với dữ liệu thử nghiệm, cung cấp cơ sở tuân thủ để sản phẩm được xuất khẩu sang thị trường Châu Âu và Châu Mỹ.
Trường hợp này chứng minh đầy đủ rằng GDJS-015B có thể hoàn thành việc xác minh khả năng thích ứng với môi trường của các sản phẩm chiếu sáng LED một cách hiệu quả và chính xác, giúp doanh nghiệp nâng cao chất lượng sản phẩm và tăng cường khả năng cạnh tranh trên thị trường.

5. Ứng dụng mở rộng của GDJS-015B trong các ngành công nghiệp khác
Ngoài ngành công nghiệp chiếu sáng LED, GDJS-015B cũng có thể đáp ứng nhu cầu thử nghiệm của ngành điện tử và điện, điện tử ô tô và linh kiện:
• Ngành Điện và Điện tử: Được sử dụng để kiểm tra khả năng chịu nhiệt ẩm ở nhiệt độ cao và thấp của các sản phẩm điện tử tiêu dùng như điện thoại di động và máy tính, nhằm đánh giá độ ổn định hiệu suất của chúng trong môi trường khắc nghiệt. Ví dụ: mô phỏng khả năng bật điện thoại di động bình thường trong môi trường nhiệt độ thấp -40℃ và khả năng bo mạch chủ bị ăn mòn trong môi trường độ ẩm cao 95%RH.
• Ngành công nghiệp điện tử ô tô: Theo tiêu chuẩn ISO 16750-4:2018, thử nghiệm khả năng thích ứng với khí hậu của hệ thống dẫn đường, cảm biến và các thành phần khác trên xe. Ví dụ, mô phỏng khả năng hoạt động bình thường của các thành phần điện tử khi xe tiếp xúc với môi trường thay đổi liên tục giữa mùa hè (80℃) và mùa đông lạnh (-30℃).
• Ngành công nghiệp linh kiện: Được sử dụng để kiểm tra lão hóa các linh kiện điện tử như tụ điện, điện trở và chip nhằm đánh giá tuổi thọ và độ tin cậy của chúng trong các chu kỳ nhiệt độ và độ ẩm dài hạn. Ví dụ, kiểm tra độ suy giảm điện dung của tụ điện trong môi trường 60℃/90%RH để xác định xem chúng có đáp ứng các yêu cầu ứng dụng hay không.

6. Kết luận 
Là một thiết bị cốt lõi để xác minh khả năng thích ứng với môi trường, LISUN GDJS-015B Tủ điều khiển nhiệt độ và độ ẩm Cung cấp giải pháp khoa học và hiệu quả cho việc kiểm tra độ tin cậy của sản phẩm công nghiệp bằng cách mô phỏng chính xác nhiều kịch bản khí hậu. Phạm vi nhiệt độ rộng (-70℃~150℃), khả năng kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm chính xác cao (biến động nhiệt độ ±0.5℃, độ lệch độ ẩm -2%~-3%) và khả năng hoạt động ổn định lâu dài giúp sản phẩm đạt hiệu suất vượt trội trong bài kiểm tra tỷ lệ duy trì quang thông của ngành công nghiệp chiếu sáng LED, đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của tiêu chuẩn ISO 9001:2008. IES LM-80-08 tiêu chuẩn; đồng thời, buồng làm việc có thể tích lớn và nhiều thiết kế bảo vệ an toàn cũng thích ứng với nhu cầu thử nghiệm của ngành điện tử và điện, điện tử ô tô và các ngành công nghiệp khác.