วิธีการปฏิบัติตามมาตรฐาน IEC 60068-2-6 โดยใช้ระบบเครื่องกำเนิดการสั่นสะเทือนแบบอิเล็กโทรไดนามิก

นามธรรม
ระบบสร้างการสั่นสะเทือนแบบอิเล็กโทรไดนามิกใช้หลักการกระตุ้นด้วยสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อจำลองสภาพแวดล้อมการสั่นสะเทือนภายใต้สภาวะการทำงานจริงต่างๆ เพื่อตรวจสอบความทนทานต่อการสั่นสะเทือน เสถียรภาพในการทำงาน และความน่าเชื่อถือในการทำงานของชิ้นส่วนและผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปตลอดอายุการใช้งาน ชุดอุปกรณ์ที่สมบูรณ์มาพร้อมกับตัวควบคุมเฉพาะเพื่อจัดการขั้นตอนการทดสอบ ปรับพารามิเตอร์การทำงาน ตลอดจนบันทึกและจัดเก็บข้อมูลการทดสอบอย่างสม่ำเสมอ LISUN บทความนี้ใช้ระบบทดสอบการสั่นสะเทือนแบบอิเล็กโทรไดนามิก LVD‑100KG (ก่อนการรับรอง) เป็นวัตถุประสงค์ของการวิจัย โดยอธิบายถึงหลักการทำงาน การกำหนดค่าอุปกรณ์ และขั้นตอนการทดสอบของระบบสร้างการสั่นสะเทือนแบบอิเล็กโทรไดนามิก นอกจากนี้ยังวิเคราะห์วิธีการดำเนินการทดสอบสภาพแวดล้อมการสั่นสะเทือนแบบไซน์ตามที่กำหนดใน IEC 60068‑2‑6 ด้วยระบบนี้ และอธิบายประเด็นสำคัญสำหรับการตั้งค่าพารามิเตอร์ ข้อกำหนดในการติดตั้งชิ้นงาน การเก็บรวบรวมข้อมูล และการตัดสินผลลัพธ์ระหว่างการทดสอบ ซึ่งเป็นข้อมูลอ้างอิงที่เป็นประโยชน์สำหรับการตรวจสอบความน่าเชื่อถือด้านการสั่นสะเทือนของผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์

บทนำ

ในระหว่างการผลิต การขนส่ง การติดตั้ง และการใช้งานระยะยาว ผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ย่อมต้องเผชิญกับการสั่นสะเทือนทางกลเป็นระยะๆ การสั่นสะเทือนอย่างต่อเนื่องอาจนำไปสู่การหลวมของโครงสร้าง การแตกร้าวของข้อต่อบัดกรี การหลุดของขั้วต่อ และการเปลี่ยนแปลงของประสิทธิภาพทางไฟฟ้า ซึ่งจะส่งผลโดยตรงต่อความปลอดภัยและอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ มาตรฐานการทดสอบสภาพแวดล้อมพื้นฐานที่ออกโดยคณะกรรมการไฟฟ้าสากล IEC 60068‑2‑6 เทียบเท่ากับ GB/T 2423.10‑2019 ในประเทศจีน โดยระบุวิธีการดำเนินการทดสอบการสั่นสะเทือนแบบไซน์อย่างครบถ้วน เพื่อประเมินความสามารถของชิ้นงานในการทนต่อสภาพแวดล้อมการสั่นสะเทือนแบบไซน์ และมีการนำไปใช้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น โคมไฟ อุปกรณ์ควบคุมอิเล็กทรอนิกส์อุตสาหกรรม ชิ้นส่วนยานยนต์ และโมดูลจัดเก็บพลังงาน ระบบสร้างการสั่นสะเทือนแบบอิเล็กโทรไดนามิกที่เหมาะสมเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการทดสอบตามที่กำหนดโดยมาตรฐาน อุปกรณ์ประเภทนี้จำลองสภาวะการสั่นสะเทือนผ่านแรงแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อกำหนดความต้านทานต่อการสั่นสะเทือน ความเสถียร และความน่าเชื่อถือของชิ้นส่วนต่างๆ และผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปในระหว่างอายุการใช้งาน ตัวควบคุมในตัวจะจัดการการทำงานทั้งหมดและช่วยให้สามารถบันทึกและจัดเก็บข้อมูลการทดสอบทั้งหมดได้ LISUN LVD‑100KG ระบบทดสอบการสั่นสะเทือนแบบอิเล็กโทรไดนามิก ประกอบด้วยสองรุ่น ได้แก่ เครื่องเขย่าแรงสั่นสะเทือนแบบสี่องศาอิสระ LVD‑100KG และเครื่องเขย่าแรงสั่นสะเทือนแบบหกองศาอิสระ LVD‑100KG‑6D รุ่นแรกนั้นรองรับการสั่นสะเทือนในทิศทางแนวตั้งและแนวนอน ในขณะที่รุ่นหลังนั้นรองรับการสั่นสะเทือนอิสระในแกนแนวตั้ง แกนแนวนอนหน้า-หลัง และแกนแนวนอนซ้าย-ขวา ซึ่งตรงตามข้อกำหนดพื้นฐานของการทดสอบการสั่นสะเทือนแบบหลายแกนตั้งฉากที่กำหนดไว้ใน IEC 60068‑2‑6

ระบบเครื่องกำเนิดการสั่นสะเทือนด้วยไฟฟ้า LVD-100KG

หลักการทำงานและพารามิเตอร์ทางเทคนิคของระบบเครื่องกำเนิดการสั่นสะเทือนแบบไฟฟ้า

หลักการทำงานหลักของระบบสร้างการสั่นสะเทือนแบบอิเล็กโทรไดนามิกคือการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ขดลวดขับเคลื่อนที่ได้รับพลังงานจะสร้างแรงกระตุ้นภายในสนามแม่เหล็กเพื่อขับเคลื่อนแท่นสั่นและชิ้นงานทดสอบ ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนเชิงกลที่ควบคุมได้ ตัวควบคุมซึ่งเป็นหน่วยกลางของระบบทั้งหมด จะสร้างรูปคลื่นการสั่นสะเทือน ปรับความถี่ ควบคุมแบบวงปิดสำหรับแอมพลิจูดและความเร่ง ดำเนินการทดสอบแบบกวาดความถี่และลำดับการทดสอบที่ตั้งโปรแกรมได้ และรวบรวมและจัดเก็บข้อมูลการทดสอบดิบพร้อมกัน รวมถึงความถี่ ความเร่ง และระยะเวลา ผู้ปฏิบัติงานสามารถกำหนดค่าพารามิเตอร์การทดสอบทั้งหมดได้โดยตรงเพื่อลดความยุ่งยากในการใช้งาน ระบบทดสอบการสั่นสะเทือนแบบอิเล็กโทรไดนามิก LVD-100KG เป็นเครื่องมือทดสอบที่ได้รับการรับรองล่วงหน้าซึ่งเข้ากันได้กับมาตรฐานภายในประเทศและสากลหลายมาตรฐาน นอกเหนือจากชุดมาตรฐาน IEC 60068 แล้ว ยังสอดคล้องกับ GB/T13309-91, GB/T 4857, ASTM D999 และข้อกำหนดอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับการสั่นสะเทือน สำหรับการทดสอบการสั่นสะเทือนอย่างเป็นทางการที่ได้รับการรับรองจาก CNAS นั้น LISUN ขอแนะนำระบบทดสอบการสั่นสะเทือนแบบอิเล็กโทรไดนามิก LVD‑AT10 ตารางด้านล่างแสดงข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคหลักของระบบสร้างการสั่นสะเทือนแบบอิเล็กโทรไดนามิกซีรีส์ LVD‑100KG

ขั้นตอนการทดสอบสำหรับ IEC 60068‑2‑6 โดยใช้ระบบเครื่องกำเนิดการสั่นสะเทือนแบบอิเล็กโทรไดนามิก

การทดสอบการสั่นสะเทือนแบบไซน์ตามมาตรฐาน IEC 60068‑2‑6 ประกอบด้วย 6 ขั้นตอนหลัก ได้แก่ การเตรียมการก่อนการทดสอบ การยึดชิ้นงาน การกำหนดค่าพารามิเตอร์ของอุปกรณ์ การดำเนินการทดสอบ การเก็บข้อมูล และการตรวจสอบชิ้นงานหลังการทดสอบ ระบบสร้างการสั่นสะเทือนแบบอิเล็กโทรไดนามิกมีบทบาทสำคัญในแต่ละขั้นตอน

ขั้นตอนแรกคือการเตรียมการก่อนการทดสอบ ผู้ปฏิบัติงานจะต้องกำหนดระดับความรุนแรงที่สอดคล้องกับผลิตภัณฑ์ที่กำลังทดสอบ และยืนยันช่วงความถี่ในการทดสอบ แอมพลิจูดหรือความเร่ง อัตราการกวาด ระยะเวลาการทดสอบสำหรับแต่ละแกน และจำนวนแกนการสั่นสะเทือน โดยทั่วไปมาตรฐานกำหนดให้ทำการทดสอบตามแกนตั้งฉากสามแกน X, Y และ Z แยกกัน แทนที่จะลดขั้นตอนด้วยการทดสอบแบบรวมแกน ตรวจสอบน้ำหนักของชิ้นงานเพื่อให้แน่ใจว่าไม่เกินความสามารถในการรับน้ำหนักสูงสุดของระบบเครื่องกำเนิดการสั่นสะเทือนแบบอิเล็กโทรไดนามิก น้ำหนักบรรทุกสูงสุดของรุ่น LVD-100KG คือ 100 กิโลกรัม การรับน้ำหนักเกินจะทำให้รูปคลื่นการสั่นสะเทือนผิดเพี้ยนและทำให้การทดสอบเป็นโมฆะ ตรวจสอบตัวควบคุม เซ็นเซอร์ และอุปกรณ์ยึดเพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์อยู่ในสภาพการทำงานปกติ

ขั้นตอนที่สองคือการติดตั้งและการยึดชิ้นงาน ชิ้นงานจะต้องถูกยึดอย่างแน่นหนาบนโต๊ะสั่นโดยใช้ตัวยึดเฉพาะเพื่อจำลองสภาพการติดตั้งจริง ความแข็งแรงของตัวยึดที่ไม่เพียงพอจะทำให้เกิดการสั่นสะเทือนเพิ่มเติมและรบกวนผลการทดสอบ รุ่น LVD‑100KG‑6D ที่มีหกองศาอิสระสามารถสลับระหว่างแนวตั้ง แนวนอนหน้า-หลัง และแนวนอนซ้าย-ขวาได้อย่างสะดวกสำหรับการทดสอบหลายแกน สำหรับรุ่น LVD‑100KG ที่มีสี่องศาอิสระ ให้ปรับท่าทางการติดตั้งชิ้นงานเพื่อทำการทดสอบในแกนต่างๆ เซ็นเซอร์วัดความเร่งจะต้องวางไว้ที่จุดอ้างอิงควบคุมเพื่อส่งสัญญาณการสั่นสะเทือนกลับไปยังตัวควบคุมของระบบสร้างการสั่นสะเทือนแบบอิเล็กโทรไดนามิกสำหรับการควบคุมแบบวงปิด

ขั้นตอนที่สามคือการกำหนดค่าพารามิเตอร์ของอุปกรณ์ ผู้ปฏิบัติงานป้อนการตั้งค่าบนอินเทอร์เฟซควบคุมของระบบเครื่องกำเนิดการสั่นสะเทือนแบบอิเล็กโทรไดนามิก เลือกโหมดการสั่นสะเทือนแบบไซน์ กำหนดค่าขีดจำกัดความถี่บนและล่าง ค่าแอมพลิจูดและค่าความเร่ง และกำหนดโหมดการกวาดความถี่หรือโหมดแบ่งส่วนที่ตั้งโปรแกรมได้ มาตรฐาน IEC 60068‑2‑6 ครอบคลุมการทดสอบการกวาดความถี่และการทดสอบการคงความถี่คงที่ การกวาดความถี่ใช้เพื่อค้นหาความถี่เรโซแนนซ์วิกฤตของชิ้นงาน หลังจากระบุจุดเรโซแนนซ์แล้ว สามารถทำการทดสอบการคงความถี่คงที่เพื่อประเมินความล้าได้ ฟังก์ชันการกวาดความถี่ของระบบ LISUN ระบบทดสอบการสั่นสะเทือนแบบอิเล็กโทรไดนามิก LVD-100KG ช่วยให้สามารถกำหนดค่าขอบเขตความถี่และระยะเวลาได้อย่างยืดหยุ่น ฟังก์ชันที่ตั้งโปรแกรมได้รองรับการตั้งค่าพารามิเตอร์ได้มากถึง 15 ส่วน เพื่อให้ได้ลำดับการทดสอบที่ซับซ้อนตามที่ระบุไว้ในมาตรฐาน การควบคุมการเคลื่อนที่เหมาะสำหรับสภาวะความถี่ต่ำ ในขณะที่การควบคุมความเร่งจะทำงานที่ความถี่สูง เพื่อรับประกันว่าความเค้นจากการสั่นสะเทือนเป็นไปตามข้อกำหนดของมาตรฐานตลอดช่วงความถี่ทั้งหมด

ขั้นตอนที่สี่คือการดำเนินการทดสอบ หลังจากยืนยันพารามิเตอร์แล้ว ให้เริ่มระบบสร้างการสั่นสะเทือนแบบอิเล็กโทรไดนามิก ตัวควบคุมจะขับเคลื่อนแท่นสั่นเพื่อสร้างการสั่นสะเทือนแบบไซน์ ในระหว่างการทำงาน ผู้ปฏิบัติงานจะสังเกตสภาพทางกายภาพของชิ้นงานทดสอบ ในขณะที่ตัวควบคุมจะตรวจสอบข้อมูลความถี่ แอมพลิจูด และความเร่งแบบเรียลไทม์ การทดสอบจะต้องหยุดทันทีในกรณีที่การสั่นสะเทือนเกินขีดจำกัดหรือชิ้นงานทดสอบหลวม ตัวควบคุมของระบบทั้งหมดจะบันทึกและจัดเก็บข้อมูลการทดสอบทั้งหมดโดยอัตโนมัติโดยไม่ต้องบันทึกด้วยตนเองอย่างต่อเนื่องเพื่อลดข้อผิดพลาดที่เกิดจากมนุษย์

ขั้นตอนที่ห้าคือการตรวจสอบหลังการทดสอบ หลังจากทำการทดสอบการสั่นสะเทือนในทุกแกนเสร็จสิ้นแล้ว ให้นำชิ้นงานออกและทำการตรวจสอบด้วยสายตา ตรวจสอบโครงสร้างทางกล และทดสอบการทำงานทางไฟฟ้า เปรียบเทียบสภาพของชิ้นงานก่อนและหลังการทดสอบเพื่อตรวจสอบความเสียหายของเปลือก การคลายตัวของตัวยึด การเคลื่อนที่ของส่วนประกอบภายใน หรือความล้มเหลวในการทำงาน เพื่อตัดสินว่าชิ้นงานเป็นไปตามข้อกำหนด IEC 60068‑2‑6 หรือไม่ ส่งออกข้อมูลการทดสอบดิบที่จัดเก็บโดยระบบสร้างการสั่นสะเทือนแบบอิเล็กโทรไดนามิก และจัดระเบียบระยะเวลาการสั่นสะเทือน เส้นโค้งความถี่ และบันทึกความเร่งเพื่อสร้างเอกสารการทดสอบที่สมบูรณ์

ข้อควรระวังในการดำเนินการทดสอบ

เมื่อทำการทดสอบตามมาตรฐาน IEC 60068‑2‑6 ด้วยระบบสร้างการสั่นสะเทือนแบบอิเล็กโทรไดนามิก โปรดทราบว่าเครื่องมือรุ่น LVD‑100KG เป็นเครื่องมือที่ได้รับการรับรองล่วงหน้าแล้ว เหมาะสำหรับการตรวจสอบเพื่อการวิจัยและพัฒนา และการประเมินเบื้องต้น หากต้องการรายงานอย่างเป็นทางการที่ได้รับการรับรองจาก CNAS ควรเลือกใช้ระบบทดสอบการสั่นสะเทือนแบบอิเล็กโทรไดนามิก LVD‑AT10 น้ำหนักที่กดลงบนแท่นสั่นต้องไม่เกินค่าที่กำหนด น้ำหนักรวมของชิ้นงานและอุปกรณ์ยึดต้องต่ำกว่าน้ำหนักสูงสุดที่กำหนด มิฉะนั้นจะเกิดการบิดเบือนของรูปคลื่นการสั่นสะเทือนและการวัดที่ไม่แม่นยำ การทดสอบการคงสภาพเรโซแนนซ์เป็นส่วนสำคัญของมาตรฐาน IEC 60068‑2‑6 และระบบสร้างการสั่นสะเทือนแบบอิเล็กโทรไดนามิกต้องมีความแม่นยำในการควบคุมความถี่ที่เพียงพอ ความแม่นยำในการควบคุม 0.1Hz ของ LVD‑100KG ช่วยให้สามารถล็อกความถี่เรโซแนนซ์ได้อย่างแม่นยำสำหรับการทดสอบการคงสภาพความทนทาน นอกจากนี้ ผลิตภัณฑ์แต่ละชนิดยังสอดคล้องกับระดับความรุนแรงที่แตกต่างกัน พารามิเตอร์มาตรฐานไม่สามารถนำมาใช้ได้โดยตรง และช่วงความถี่ ขนาดการสั่นสะเทือน และระยะเวลาการทดสอบจะต้องกำหนดตามข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์

สรุป

ระบบสร้างการสั่นสะเทือนแบบอิเล็กโทรไดนามิกจำลองสภาพแวดล้อมการสั่นสะเทือนผ่านแรงแม่เหล็กไฟฟ้า และทำหน้าที่เป็นฮาร์ดแวร์หลักในการดำเนินการทดสอบสภาพแวดล้อมการสั่นสะเทือนแบบไซน์ตามมาตรฐาน IEC 60068‑2‑6 LISUN LVD‑100KG ระบบทดสอบการสั่นสะเทือนแบบอิเล็กโทรไดนามิก (ก่อนการรับรอง) เครื่องมือนี้มีคุณสมบัติเด่นคือ รองรับน้ำหนักได้ในระดับที่เหมาะสม มีช่วงความถี่เอาต์พุตที่กว้าง รวมถึงความสามารถในการทดสอบแบบกวาดความถี่และตั้งโปรแกรมได้ ตัวควบคุมจะจัดการขั้นตอนการทดสอบทั้งหมดและบันทึกข้อมูลการทดสอบโดยอัตโนมัติ สามารถดำเนินการทดสอบก่อนการตรวจสอบความถูกต้องส่วนใหญ่ที่กำหนดโดย IEC 60068‑2‑6 ได้ ในกิจกรรมการทดสอบจริง ควรปฏิบัติตามขั้นตอนมาตรฐานอย่างเคร่งครัด ใช้การยึดชิ้นงานที่เหมาะสม การกำหนดค่าพารามิเตอร์ การตรวจสอบแบบเรียลไทม์ และการตรวจสอบหลังการทดสอบ และใช้ประโยชน์จากศักยภาพของระบบสร้างการสั่นสะเทือนแบบอิเล็กโทรไดนามิกอย่างเต็มที่เพื่อจำลองสภาวะการสั่นสะเทือนในโลกแห่งความเป็นจริง ซึ่งจะช่วยประเมินความต้านทานต่อการสั่นสะเทือน ความเสถียร และความน่าเชื่อถือของชิ้นส่วนและผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปตลอดอายุการใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยให้องค์กรสามารถระบุข้อบกพร่องที่เกี่ยวข้องกับการสั่นสะเทือนในขั้นตอนการพัฒนาผลิตภัณฑ์ ปรับการออกแบบโครงสร้างให้เหมาะสม และปรับปรุงความสามารถในการปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมของผลิตภัณฑ์