引言
高溫高濕 FPC(柔性印刷電路板)折彎試驗機在電子領域應用廣泛,其溫濕度控制的精準度直接影響 FPC 測試結果的可靠性。了解其溫濕度控制原理,對設備的操作、維護及測試優化至關重要。
溫度控制原理
加熱系統:高溫高濕 FPC 折彎試驗機的加熱系統通常采用電加熱方式。在試驗機的箱體內部,分布著加熱絲,一般由鎳鉻合金等耐高溫材料制成。當電流通過加熱絲時,根據焦耳定律(其中為熱量,為電流,為電阻,為時間),電能轉化為熱能,使加熱絲溫度升高,進而對試驗箱內的空氣進行加熱。
為實現精準溫度控制,加熱系統配備了溫度傳感器,多為熱電偶或熱電阻。以熱電阻為例,它利用金屬導體的電阻值隨溫度變化而改變的特性,將溫度變化轉化為電阻值變化。控制系統實時采集溫度傳感器的電阻信號,通過與預設溫度值進行比較,采用 PID(比例 - 積分 - 微分)控制算法來調節加熱絲的電流大小。若實際溫度低于設定值,控制系統會增大加熱絲電流,加快加熱速度;反之,則減小電流,減緩加熱速度,從而實現對試驗箱內溫度的精確控制。
制冷系統:當需要降低試驗箱內溫度時,制冷系統發揮作用。制冷系統基于逆卡諾循環原理,主要由壓縮機、冷凝器、節流裝置和蒸發器四大部件組成。
壓縮機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境進行熱交換,釋放熱量,冷卻成為高壓液體。高壓液體經過節流裝置,壓力和溫度急劇降低,變為低溫低壓的液體,進入蒸發器。在蒸發器內,低溫低壓的制冷劑液體吸收試驗箱內空氣的熱量,蒸發成為低溫低壓的氣體,從而降低試驗箱內的溫度。隨后,低溫低壓的制冷劑氣體再次被壓縮機吸入,開始下一個循環。同樣,溫度傳感器實時監測溫度,控制系統依據 PID 算法調節壓縮機的運行頻率、制冷劑的流量等參數,確保溫度穩定在設定值。
濕度控制原理
加濕系統:加濕通常采用蒸汽加濕或超聲波加濕兩種方式。蒸汽加濕是通過將水加熱至沸騰產生蒸汽,再將蒸汽引入試驗箱內,增加箱內空氣的濕度。具體來說,在試驗機的加濕裝置中,有一個專門的水箱,水箱內的水通過電加熱管加熱沸騰。產生的蒸汽通過管道輸送到試驗箱內,與箱內空氣混合,提高濕度。
超聲波加濕則是利用超聲波換能器將電能轉化為機械能,在水中產生高頻振動,使水霧化成微小的水滴,擴散到空氣中實現加濕。無論哪種方式,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轉化為電信號,控制系統根據預設濕度值和實際濕度信號的差值,通過 PID 控制調節加濕量,以達到精準的濕度控制。
除濕系統:除濕一般采用冷凝除濕或轉輪除濕的方法。冷凝除濕是利用空氣在低溫下飽和水汽壓降低的原理。通過制冷系統使蒸發器表面溫度降低,當潮濕空氣流經蒸發器表面時,水汽凝結成水滴,通過排水系統排出,從而降低空氣濕度。轉輪除濕則是利用吸濕轉輪吸附空氣中的水分,然后通過加熱再生,將水分排出轉輪,實現連續除濕。濕度傳感器實時監測濕度,控制系統根據濕度變化調節除濕設備的運行,確保濕度穩定在設定范圍內。
結論
高溫高濕 FPC 折彎試驗機通過加熱、制冷、加濕和除濕等系統,結合各類傳感器與 PID 控制算法,實現對溫濕度的精準控制。這為 FPC 在模擬的高溫高濕環境下進行折彎測試提供了可靠的條件,保障了測試結果的準確性和有效性。