引言
高溫高濕 FPC(柔性印刷電路板)折彎試驗(yàn)機(jī)在電子領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,其溫濕度控制的精準(zhǔn)度直接影響 FPC 測(cè)試結(jié)果的可靠性。了解其溫濕度控制原理,對(duì)設(shè)備的操作、維護(hù)及測(cè)試優(yōu)化至關(guān)重要。
溫度控制原理
加熱系統(tǒng):高溫高濕 FPC 折彎試驗(yàn)機(jī)的加熱系統(tǒng)通常采用電加熱方式。在試驗(yàn)機(jī)的箱體內(nèi)部,分布著加熱絲,一般由鎳鉻合金等耐高溫材料制成。當(dāng)電流通過(guò)加熱絲時(shí),根據(jù)焦耳定律(其中為熱量,為電流,為電阻,為時(shí)間),電能轉(zhuǎn)化為熱能,使加熱絲溫度升高,進(jìn)而對(duì)試驗(yàn)箱內(nèi)的空氣進(jìn)行加熱。
為實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)溫度控制,加熱系統(tǒng)配備了溫度傳感器,多為熱電偶或熱電阻。以熱電阻為例,它利用金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而改變的特性,將溫度變化轉(zhuǎn)化為電阻值變化??刂葡到y(tǒng)實(shí)時(shí)采集溫度傳感器的電阻信號(hào),通過(guò)與預(yù)設(shè)溫度值進(jìn)行比較,采用 PID(比例 - 積分 - 微分)控制算法來(lái)調(diào)節(jié)加熱絲的電流大小。若實(shí)際溫度低于設(shè)定值,控制系統(tǒng)會(huì)增大加熱絲電流,加快加熱速度;反之,則減小電流,減緩加熱速度,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)箱內(nèi)溫度的精確控制。
制冷系統(tǒng):當(dāng)需要降低試驗(yàn)箱內(nèi)溫度時(shí),制冷系統(tǒng)發(fā)揮作用。制冷系統(tǒng)基于逆卡諾循環(huán)原理,主要由壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流裝置和蒸發(fā)器四大部件組成。
壓縮機(jī)將低溫低壓的制冷劑氣體壓縮成高溫高壓的氣體,然后送入冷凝器。在冷凝器中,高溫高壓的制冷劑氣體與外界環(huán)境進(jìn)行熱交換,釋放熱量,冷卻成為高壓液體。高壓液體經(jīng)過(guò)節(jié)流裝置,壓力和溫度急劇降低,變?yōu)榈蜏氐蛪旱囊后w,進(jìn)入蒸發(fā)器。在蒸發(fā)器內(nèi),低溫低壓的制冷劑液體吸收試驗(yàn)箱內(nèi)空氣的熱量,蒸發(fā)成為低溫低壓的氣體,從而降低試驗(yàn)箱內(nèi)的溫度。隨后,低溫低壓的制冷劑氣體再次被壓縮機(jī)吸入,開(kāi)始下一個(gè)循環(huán)。同樣,溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度,控制系統(tǒng)依據(jù) PID 算法調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的運(yùn)行頻率、制冷劑的流量等參數(shù),確保溫度穩(wěn)定在設(shè)定值。
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濕度控制原理
加濕系統(tǒng):加濕通常采用蒸汽加濕或超聲波加濕兩種方式。蒸汽加濕是通過(guò)將水加熱至沸騰產(chǎn)生蒸汽,再將蒸汽引入試驗(yàn)箱內(nèi),增加箱內(nèi)空氣的濕度。具體來(lái)說(shuō),在試驗(yàn)機(jī)的加濕裝置中,有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的水箱,水箱內(nèi)的水通過(guò)電加熱管加熱沸騰。產(chǎn)生的蒸汽通過(guò)管道輸送到試驗(yàn)箱內(nèi),與箱內(nèi)空氣混合,提高濕度。
超聲波加濕則是利用超聲波換能器將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,在水中產(chǎn)生高頻振動(dòng),使水霧化成微小的水滴,擴(kuò)散到空氣中實(shí)現(xiàn)加濕。無(wú)論哪種方式,都配備有濕度傳感器,一般采用電容式或電阻式濕度傳感器。濕度傳感器將濕度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào),控制系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)濕度值和實(shí)際濕度信號(hào)的差值,通過(guò) PID 控制調(diào)節(jié)加濕量,以達(dá)到精準(zhǔn)的濕度控制。
除濕系統(tǒng):除濕一般采用冷凝除濕或轉(zhuǎn)輪除濕的方法。冷凝除濕是利用空氣在低溫下飽和水汽壓降低的原理。通過(guò)制冷系統(tǒng)使蒸發(fā)器表面溫度降低,當(dāng)潮濕空氣流經(jīng)蒸發(fā)器表面時(shí),水汽凝結(jié)成水滴,通過(guò)排水系統(tǒng)排出,從而降低空氣濕度。轉(zhuǎn)輪除濕則是利用吸濕轉(zhuǎn)輪吸附空氣中的水分,然后通過(guò)加熱再生,將水分排出轉(zhuǎn)輪,實(shí)現(xiàn)連續(xù)除濕。濕度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)濕度,控制系統(tǒng)根據(jù)濕度變化調(diào)節(jié)除濕設(shè)備的運(yùn)行,確保濕度穩(wěn)定在設(shè)定范圍內(nèi)。
結(jié)論
高溫高濕 FPC 折彎試驗(yàn)機(jī)通過(guò)加熱、制冷、加濕和除濕等系統(tǒng),結(jié)合各類(lèi)傳感器與 PID 控制算法,實(shí)現(xiàn)對(duì)溫濕度的精準(zhǔn)控制。這為 FPC 在模擬的高溫高濕環(huán)境下進(jìn)行折彎測(cè)試提供了可靠的條件,保障了測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和有效性。