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Wechselklimatests mit Absolutfeuchteregelung

03. März 2023 - Wechselklimatests sind in der Automobil- und Elektronikindustrie wichtig für die Produktentwicklung und die Qualitätssicherung. Ihre Ergebnisse sind maßgeblich für die Zulassung von Produkten und die Optimierung der Produktzuverlässigkeit. Daher müssen die Prüfergebnisse möglichst exakt und reproduzierbar sein. Mit der Absolutfeuchteregelung bei den neuen ClimeEvent Prüfschränken verbessert weisstechnik die Regelgenauigkeit deutlich.

Um die Funktionalität elektronischer Bauteile auch unter Bedingungen mit hoher Luftfeuchte sicherzustellen, werden diese bereits in der Entwicklungsphase geprüft. Zyklische Wechselklimatests gemäß DIN EN 60068-2-30 mit Feuchte und Wärme sowie nach DIN EN 60068-2-38 mit hoher Feuchte, gehören dabei zu den Standardtests. Über die Prüfung wird die Eignung und Beständigkeit der Produkte für den Betrieb, Transport und die Lagerung bei hoher Luftfeuchtigkeit und schwankenden Temperaturen untersucht. Die Normen legen den erforderlichen Prüfverlauf dafür mit engen Temperatur- und Feuchtetoleranzen fest.

Herausforderung zweidimensionale Regelung

Für einfache Temperaturwechseltests müssen jeweils nur Temperaturwerte und die vorgegebenen Kühl- und Heizraten erfüllt werden. Bei kombinierten Temperatur- und Feuchtewechseltests wird die Regelung erheblich komplexer, weil sich Temperatur und Feuchte gegenseitig beeinflussen. Bei ansteigender Temperatur sinkt die relative Feuchte, da wärmere Luft mehr Feuchtigkeit aufnehmen kann. Sinkt die Temperatur, steigt die relative Feuchte hingegen. Bei der Regelung der Feuchte müssen diese Effekte berücksichtigt werden, der Prüfschrank muss in Abhängigkeit der Temperatur be- und entfeuchten. Da nur geringe Abweichungen zugelassen sind, ist es darüber hinaus wichtig die geforderten Klimazyklen zu jedem Zeitpunkt möglichst exakt nachbilden zu können.

Kritisches Einschwingverhalten im Testzyklus

Prüfungen bei hohen Klimawerten wie 60/90, 80/90 oder 85/85 °C/% r.F. sind nicht nur für Prüflinge eine große Herausforderung, sondern auch für die Prüftechnik. Denn um die engen Toleranzen, insbesondere im Bereich der Feuchte bei wechselnden Temperaturen und dem sich dadurch ändernden Taupunkt zu sichern, ist eine exakte Steuerung erforderlich. Klimaprüfschränke arbeiten dabei mit der relativen Feuchte. Der Prüfschrank be- und entfeuchtet iterativ in Abhängigkeit der Temperaturänderung. Das führt zu wechselndem Über- bzw. Unterschwingen und in der Folge zu einem Einschwingen auf den Sollwert. Um diesen Effekt zu minimieren, war es nötig, eine neue Lösung zu entwickeln.

Absolutfeuchteregelung reduziert die Regelkomplexität

Die absolute Feuchte, also der im Prüfraum vorhandene Wassergehalt, wird von Temperaturänderungen nicht beeinflusst. Ausgehend davon ist es möglich, die Regelkomplexität von zweidimensional auf eindimensional zu reduzieren und die Präzision der Steuerung deutlich zu erhöhen. Die neuen ClimeEvent Prüfschränke von weisstechnik folgen diesem zur Patentierung angemeldeten Konzept als bisher einzige im Markt. Wo Prüfschränke, die über den relative Feuchtwert geregelt werden, zu einer paradoxen Reaktion neigen und wegen des sich ändernden Taupunktes iterativ nachregeln müssen, arbeiten die neuen ClimeEvent Prüfschränke direkt auf den geforderten Wassergehalt hin. Dank der serienmäßig integrierten Absolutfeuchteregelung werden die regelkritischen Bereiche bei Temperaturänderungen souverän realisiert und die Sollwerte werden wesentlich schneller und mit deutlich weniger Über- bzw. Unterschwingern erreicht. Das verbessert die Regelgenauigkeit und Reproduzierbarkeit von Wechselprüfungstests nach DIN EN 60068-2-30 und -38 erheblich. Das gilt im Übrigen auch bei hoher Beladungsdichte im Prüfraum.

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