Thử nghiệm rung: Làm mát bằng không khí hay nước mới là giải pháp bền vững?

Trong các bài thử nghiệm rung và sốc, shaker (thiết bị tạo rung) thường sinh ra nhiệt độ lớn bên trong khi đang vận hành với vật thử nghiệm. Việc kiểm soát nhiệt độ bên trong là rất quan trọng để không làm hỏng shaker. Hai phương pháp làm mát chủ yếu được sử dụng hiện nay là làm mát bằng không khí (air-cooled) và làm mát bằng nước (water-cooled). Cả hai có điểm mạnh và hạn chế riêng — việc chọn được loại phù hợp với nhu cầu thử nghiệm là điều rất cần thiết.

Làm mát bằng không khí (Air-Cooled Shakers)

Cơ chế hoạt động
Thiết bị sử dụng quạt hút lớn để rút không khí qua shaker, giúp không khí mát bên ngoài lấy nhiệt từ bên trong ra. Thiết kế này loại bỏ nhu cầu phải lắp đặt hệ thống làm mát nước hoặc máy lạnh riêng — do đó chi phí đầu tư ban đầu và bảo trì thấp hơn.

Khi nào nên dùng
Shaker làm mát bằng gió phù hợp với:

• Nghiên cứu y tế

• Lắp ráp bộ phận ô tô

• Kiểm tra vật liệu

• Thiết bị điện tử tiêu dùng

• Cân lốp, thử nghiệm đóng gói

Ưu điểm nổi bật

• Chi phí thấp so với shaker nước

• Cấu trúc đơn giản, công suất ổn định cho nhiều ứng dụng thử nghiệm rung

• Độ méo thấp, hiệu suất tốt trong các điều kiện bình thường

Hạn chế cần cân nhắc

• Quạt hút thường gây tiếng ồn lớn (có thể lớn hơn 90 dB tại khoảng cách 1 m)

• Cần hệ thống điều hòa (HVAC) tốt để xử lý lượng khí nóng thải ra

• Gió thổi có thể truyền rung không mong muốn vào sản phẩm thử nghiệm

• Cần không gian thông thoáng để thoát hơi nóng

Làm mát bằng nước (Water-Cooled Shakers)

Cơ chế hoạt động
Nước lạnh được bơm qua các bộ phận quan trọng của shaker để lấy nhiệt ra, rồi nước được dẫn sang hệ thống máy làm lạnh (chiller), làm mát và tuần hoàn trở lại. Toàn bộ hệ thống không cần lưu thông không khí ra ngoài để làm mát thiết bị.

Khi nào nên dùng
Phương pháp này phù hợp với các tình huống:

• Thử nghiệm các bộ phận lắp ráp ô tô có kích thước lớn

• Linh kiện điện tử kích cỡ lớn

• Thành phần chiến thuật/quân sự cần thử nghiệm nghiêm ngặt

• Vệ tinh được lắp ráp hoàn chỉnh

Ưu điểm nổi bật

• Giảm tiếng ồn môi trường vì không có quạt gió lớn hoạt động

• Giảm tải cho hệ thống điều hòa không khí của phòng thử nghiệm

• Thích hợp với môi trường phòng sạch — không khí nội bộ không bị nhiễm bụi/chất bẩn từ môi trường ngoài

• Không phát tán bụi, khí độc nếu thử nghiệm vật liệu nguy hiểm

Hạn chế cần cân nhắc

• Chi phí đầu tư ban đầu cao hơn

• Bảo trì phức tạp hơn vì cần hệ thống nước, chiller, đường ống, có thể tốn công hơn theo thời gian

• Hiệu suất làm việc có thể giảm khi môi trường quá ẩm

Kết luận

Việc chọn lựa shaker làm mát bằng không khí hay bằng nước phụ thuộc vào mục đích sử dụng, kích thước và loại sản phẩm thử nghiệm, yêu cầu môi trường thử nghiệm (nghĩa là có phòng sạch, có thể ô nhiễm không khí, có tiếng ồn chấp nhận được hay không), cũng như ngân sách đầu tư và chi phí vận hành.

• Nếu bạn cần thử nghiệm nhỏ, ngân sách thấp và môi trường không quá nghiêm ngặt — shaker khí (air-cooled) là lựa chọn hợp lý.

• Nếu bạn thử nghiệm lớn, đòi hỏi độ ổn định cao, môi trường phòng sạch hoặc cần hạn chế tiếng ồn — shaker nước (water-cooled) sẽ là đầu tư đáng giá.