引言
高温高湿 FPC(柔性印刷电路板)折弯试验机在电子领域应用广泛,其温湿度控制的精准度直接影响 FPC 测试结果的可靠性。了解其温湿度控制原理,对设备的操作、维护及测试优化至关重要。
温度控制原理
加热系统:高温高湿 FPC 折弯试验机的加热系统通常采用电加热方式。在试验机的箱体内部,分布着加热丝,一般由镍铬合金等耐高温材料制成。当电流通过加热丝时,根据焦耳定律(其中为热量,为电流,为电阻,为时间),电能转化为热能,使加热丝温度升高,进而对试验箱内的空气进行加热。
为实现精准温度控制,加热系统配备了温度传感器,多为热电偶或热电阻。以热电阻为例,它利用金属导体的电阻值随温度变化而改变的特性,将温度变化转化为电阻值变化。控制系统实时采集温度传感器的电阻信号,通过与预设温度值进行比较,采用 PID(比例 - 积分 - 微分)控制算法来调节加热丝的电流大小。若实际温度低于设定值,控制系统会增大加热丝电流,加快加热速度;反之,则减小电流,减缓加热速度,从而实现对试验箱内温度的精确控制。
制冷系统:当需要降低试验箱内温度时,制冷系统发挥作用。制冷系统基于逆卡诺循环原理,主要由压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器四大部件组成。
压缩机将低温低压的制冷剂气体压缩成高温高压的气体,然后送入冷凝器。在冷凝器中,高温高压的制冷剂气体与外界环境进行热交换,释放热量,冷却成为高压液体。高压液体经过节流装置,压力和温度急剧降低,变为低温低压的液体,进入蒸发器。在蒸发器内,低温低压的制冷剂液体吸收试验箱内空气的热量,蒸发成为低温低压的气体,从而降低试验箱内的温度。随后,低温低压的制冷剂气体再次被压缩机吸入,开始下一个循环。同样,温度传感器实时监测温度,控制系统依据 PID 算法调节压缩机的运行频率、制冷剂的流量等参数,确保温度稳定在设定值。
湿度控制原理
加湿系统:加湿通常采用蒸汽加湿或超声波加湿两种方式。蒸汽加湿是通过将水加热至沸腾产生蒸汽,再将蒸汽引入试验箱内,增加箱内空气的湿度。具体来说,在试验机的加湿装置中,有一个专门的水箱,水箱内的水通过电加热管加热沸腾。产生的蒸汽通过管道输送到试验箱内,与箱内空气混合,提高湿度。
超声波加湿则是利用超声波换能器将电能转化为机械能,在水中产生高频振动,使水雾化成微小的水滴,扩散到空气中实现加湿。无论哪种方式,都配备有湿度传感器,一般采用电容式或电阻式湿度传感器。湿度传感器将湿度信号转化为电信号,控制系统根据预设湿度值和实际湿度信号的差值,通过 PID 控制调节加湿量,以达到精准的湿度控制。
除湿系统:除湿一般采用冷凝除湿或转轮除湿的方法。冷凝除湿是利用空气在低温下饱和水汽压降低的原理。通过制冷系统使蒸发器表面温度降低,当潮湿空气流经蒸发器表面时,水汽凝结成水滴,通过排水系统排出,从而降低空气湿度。转轮除湿则是利用吸湿转轮吸附空气中的水分,然后通过加热再生,将水分排出转轮,实现连续除湿。湿度传感器实时监测湿度,控制系统根据湿度变化调节除湿设备的运行,确保湿度稳定在设定范围内。
结论
高温高湿 FPC 折弯试验机通过加热、制冷、加湿和除湿等系统,结合各类传感器与 PID 控制算法,实现对温湿度的精准控制。这为 FPC 在模拟的高温高湿环境下进行折弯测试提供了可靠的条件,保障了测试结果的准确性和有效性。