EN IEC 60068-2-14 Экологические испытания - Часть 2-14: Испытания - Испытание N: Изменение температуры

Стандарт «EN IEC 60068-2-14 Экологические испытания - Часть 2-14: Испытания - Испытание N: Изменение температуры», основанный на европейском стандарте и впоследствии опубликованный Международной электротехнической комиссией (IEC), описывает методы испытаний, включающие специфические изменения температуры окружающей среды для анализа их воздействия на образцы.

Испытания на изменение температуры предназначены для определения влияния изменения температуры или последовательных изменений температуры на образец. Они не предназначены для демонстрации эффектов, вызванных воздействием низких или высоких температур.

Влияние изменения температуры при проведении испытаний определяется следующими факторами:

• Высокие и низкие значения температуры кондиционирования, при которых произойдут изменения.
• Время выдержки, в течение которого образец будет находиться при данных температурах.
• Скорость изменения этих температур.
• Количество циклов кондиционирования.
• Количество теплоты, поступающей в образец или выходящей из него.
• Теплопроводность образца и его материалов.
• Скорость изменения температуры на поверхности (или в соответствующих местах) или в ядре образца.

В мире электронных и электромеханических изделий надежность — это жизненно важный фактор. От смартфонов до промышленных датчиков, устройства постоянно подвергаются воздействию факторов окружающей среды, и немногие из них могут быть столь же коварными, как резкие колебания температуры. Стандарт EN IEC 60068-2-14 — это международный стандарт, проверяющий термическую стойкость изделия.

Этот стандарт гарантирует, что компоненты, оборудование и узлы могут выдерживать реальные температурные колебания под давлением без растрескивания. Он является частью более широкой серии стандартов IEC 60068, представляющей собой комплексный набор методов испытаний на воздействие окружающей среды, предназначенных для моделирования сложных условий, таких как сильный холод, палящая жара, вибрация и многое другое. Данный стандарт посвящен термическому шоку, то есть резким изменениям температуры, которые могут привести к расширению, сжатию или серьезному разрушению материалов. Соответствие стандарту EN IEC 60068-2-14 помогает производителям избежать дорогостоящих отзывов продукции и повысить доверие потребителей.

Стандарт EN IEC 60068-2-14, по сути, оценивает, насколько хорошо изделие выдерживает резкие изменения температуры окружающей среды или серию таких изменений. Речь не идет о способности выдерживать постоянно высокие или низкие температуры. В этом отношении актуальны стандарты, такие как IEC 60068-2-1 (холод) или IEC 60068-2-2 (сухое тепло). Вместо этого он нацелен на переходные эффекты, то есть напряжения, возникающие в результате дифференциального расширения, сжатия или растрескивания при резких изменениях температуры.

Когда печатная плата, только что извлеченная из раскаленного склада, попадает в кузов рефрижераторного грузовика, или медицинское устройство быстро перемещается из раскаленной солнцем машины скорой помощи в кондиционированное отделение неотложной помощи, внутри устройства создаются высокие температурные градиенты, особенно вблизи источников тепла, таких как резисторы. Излучение от одного компонента может нагревать соседний, в то время как остальные остаются холодными, что приводит к микронапряжениям, которые могут разрушить паяные соединения, деформировать печатные платы или ослабить прокладки. Данный стандарт оценивает электрические и механические характеристики, соответствие материалов и общую структурную целостность при таких искусственных напряжениях.

Основные цели стандарта EN IEC 60068-2-14 заключаются в следующем:

• Проверка работоспособности: обеспечение бесперебойной работы устройства после удара.
• Оценка материалов: тестирование характеристик компонентов и их комбинаций (например, металлов и пластмасс) при воздействии термических циклов.
• Структурный анализ: выявление слабых мест в сборке, которые могут привести к сбоям в динамических условиях.

Стандарт EN IEC 60068-2-14 помогает инженерам оценивать риски и вносить изменения в конструкцию на ранних этапах, определяя воспроизводимые методы испытаний с заданными уровнями строгости.

Стандарт EN IEC 60068-2-14 применяется к широкому спектру электротехнических изделий: неупакованным компонентам, комплектным узлам и даже закрытым корпусам. Он идеально подходит для электронных устройств в автомобильной, аэрокосмической, потребительской и медицинской отраслях. Однако это не всеобъемлющий стандарт. Образцы должны отражать условия эксплуатации, а испытания не предполагают включения питания, если не указано иное (для изоляции тепловых эффектов).

Данный стандарт не распространяется исключительно на устойчивость к высоким/низким температурам или герметичность. Он также не применяется к изделиям без упаковки, находящимся в условиях вибрации или других динамических воздействий, если только они не используются в сочетании с другими компонентами, соответствующими стандарту IEC 60068.

Стандарт EN IEC 60068-2-14 включает два основных варианта испытаний (Na и Nb), каждый из которых адаптирован к различным интенсивностям ударных воздействий. Испытания включают воздействие на образец контролируемых температурных циклов в камерах с комнатной температурой и выдержку в течение определенного времени для обеспечения стабилизации. Время воздействия варьируется в зависимости от типа образца (например, теплоотводящий или нетеплоотводящий), но калибруется таким образом, чтобы создавать реалистичные напряжения без излишнего преувеличения.

• Тест Na - Постепенное изменение температуры (воздух-воздух): Образец циклически перемещается между двумя камерами с заданными температурами (например, от -40 до +85 градусов) со временем переноса 1-3 минуты для имитации умеренных изменений температуры окружающей среды.

Профиль цикла включает в себя низкотемпературную стабилизацию, высокотемпературную перегонку, стабилизацию и повторную перегонку. Обычно выполняется от 3 до 15 циклов. Температура изменяется примерно на 10-15 градусов в минуту, имитируя естественные суточные колебания или переходы между хранением и использованием.

Он идеально подходит для оценки общей надежности в неэкстремальных условиях, например, в бытовой электронике, при различных климатических условиях.

• Испытание № - Быстрое изменение температуры (погружение в жидкость): Образец погружают в горячие и холодные ванны (например, масло +125 градусов и гликоль -65 градусов), обеспечивая время погружения от 5 до 15 минут в каждую ванну, а перенос происходит менее чем за 10 секунд.

Профиль циклирования аналогичен профилю Na, но ускорен до 10 циклов, с быстрым погружением для мгновенного ударного воздействия. Циклирование создает более крутые склоны практически мгновенно за счет передачи жидкости.

Это имитирует суровые условия, такие как воздействие окружающей среды под капотом автомобиля или резкие перепады высоты в военной технике. Для предотвращения загрязнения необходима проверка совместимости жидкостей.

Оба метода позволяют точно измерять температуру образца (а не только воздуха в помещении), при этом допуски в последней версии ужесточены. Уровни точности можно настроить в соответствии со спецификациями продукта, но значения по умолчанию гарантируют повторяемость результатов.

На протяжении многих лет наша организация, располагающая компетентным и опытным персоналом, понимает потребности своих клиентов, предоставляет им необходимые передовые услуги по тестированию и помогает в создании, внедрении и совершенствовании систем управления. В рамках этого сотрудничества мы также предоставляем предприятиям услуги по тестированию в соответствии со стандартом «EN IEC 60068-2-14 Экологические испытания - Часть 2-14: Испытания - Испытание N: Изменение температуры».