परीक्षण उपकरणों के लिए अर्धचालक शीतलन यंत्र की कितनी शीतलन क्षमता की आवश्यकता होती है?
एक अर्धचालक शीतलक के लिए कोई एकल किलोवाट संख्या निर्धारित नहीं की जा सकती, जो परीक्षण उपकरणों के साथ उपयोग किया जाता है। उचित शीतलन क्षमता वास्तविक परीक्षण अनुक्रम के दौरान कूलेंट लूप तक पहुँचने वाली ऊष्मा से निर्धारित होती है, न कि केवल परीक्षक के विद्युत नामपट्ट के आधार पर। उपकरण-एकीकरण के दृष्टिकोण से, पहला उपयोगी प्रश्न यह है: ड्यूटी, फिक्सचर, तापीय हेड और वातावरणीय स्थितियाँ सभी सक्रिय होने पर, आवश्यक आपूर्ति तापमान पर लूप को कितनी ऊष्मा हटानी होगी?
ए अर्धचालक शीतलक एटीई हैंडलर, प्रोब स्टेशन, बर्न-इन फिक्सचर या तापीय-धारा इंटरफ़ेस के लिए चयन एक स्थिर भार और उच्चतम विश्वसनीय क्षणिक भार दोनों के आधार पर किया जाना चाहिए। यह अंतर महत्वपूर्ण है क्योंकि कोई उपकरण निष्क्रिय संचालन के दौरान सहज महसूस कर सकता है, लेकिन जब कोई उच्च-शक्ति उपकरण स्विचिंग शुरू करता है, या कोई कक्ष तापमान बढ़ाता है, या फिक्सचर का तापमान बदलता है, तो उपलब्ध शीतलन क्षमता को पार कर सकता है।
परीक्षण उपकरण के वास्तविक तापीय कार्य से शुरुआत करें
किसी परीक्षण व्यवस्था का तापीय कार्य आमतौर पर भारों के एक संचय होता है। उपकरण का ऊष्मा-क्षय अक्सर सबसे स्पष्ट पद होता है, लेकिन यह एकमात्र पद नहीं है। एक व्यावहारिक अर्धचालक शीतलक आकार निर्धारण पत्रक डीयूटी में उत्पन्न ऊष्मा, सॉकेट और इंटरफ़ेस इलेक्ट्रॉनिक्स से ऊष्मा, थर्मल-हेड या प्लैटन की हानियाँ, पंप की ऊष्मा, और होज़, मैनिफोल्ड तथा आसपास के कमरे से होने वाली ऊष्मा के रिसाव को अलग करता है।
- स्थायी-अवस्था डीयूटी ऊष्मा: निर्धारित परीक्षण पैटर्न के दौरान मुक्त होने वाली औसत ऊष्मा।
- फिक्सचर और इंटरफ़ेस ऊष्मा: लोड बोर्ड, सॉकेट हार्डवेयर, कॉन्टैक्टर्स, पावर मॉड्यूल, या एक थर्मल-हेड जो लूप के साथ ऊष्मा का आदान-प्रदान करता है।
- अस्थायी ऊष्मा: शक्ति चक्रण, तीव्र ढाल, बहु-स्थान परीक्षण, या एक उपकरण अवस्था से दूसरी अवस्था में स्विच करने के कारण उत्पन्न आवेग।
- पर्यावरणीय ऊष्मा लाभ: ऊष्मा-रोधन हानियाँ, उजागर धातु, लंबी होज़, और उपकरण के आसपास की गर्म वायु।
- हाइड्रॉलिक ऊपरी स्थिति: पंप की गर्मी और दबाव में कमी के प्रभाव, जो व्यावहारिक संचालन बिंदु को बदल सकते हैं।
के साथ परिशुद्ध शीतलक यह आकर्षक हो सकता है कि किसी मॉडल की विज्ञापित क्षमता से शुरुआत की जाए। एक सुरक्षित क्रम इसके विपरीत है: पहले कार्यभार को परिभाषित करें, फिर आवश्यक निकलने वाले तरल के तापमान, प्रवाह और वातावरण की स्थिति के अनुसार क्षमता की तुलना करें। एक मामूली कैटलॉग रेटिंग बिंदु पर क्षमता कम परीक्षण तापमान या अलग कूलेंट मिश्रण के तहत क्षमता का प्रतिनिधित्व नहीं कर सकती है।
कूलेंट मापनों से शीतलन भार की गणना करें
जब लूप संचालन में होता है, तो सबसे उपयोगी प्रारंभिक गणना कूलेंट प्रवाह और उपकरण के पार मापी गई तापमान वृद्धि का उपयोग करती है:
शीतलन भार, Q = m-dot × Cp × ΔT
यहाँ, एम-डॉट कूलेंट का द्रव्यमान प्रवाह है, सीपी कूलेंट की विशिष्ट ऊष्मा है, और डेल्टा टी वापसी तापमान माइनस आपूर्ति तापमान है। परिणाम तरल में स्थानांतरित ऊष्मा है। कमरे के तापमान के निकट जल के लिए, सीपी को प्रारंभिक गणना के लिए अक्सर ४.१८ किलोजूल/किग्रा·°सी के रूप में अनुमानित किया जाता है; ग्लाइकॉल मिश्रण के लिए इसके वास्तविक सांद्रता- और तापमान-निर्भर गुणों की आवश्यकता होती है। यह एक प्रारंभिक गणना है, पूर्ण परीक्षण स्थिति के सत्यापन के लिए इसका प्रतिस्थापन नहीं है।
उदाहरण के लिए, मान लीजिए कि एक लूप १२ लीटर/मिनट जल को स्थानांतरित करता है और इसकी वापसी तापमान आपूर्ति तापमान से ३°सी अधिक गर्म है। प्रवाह लगभग ०.२ किग्रा/सेकंड है, अतः अनुमानित भार ०.२ × ४.१८ × ३ = २.५ किलोवाट है। यदि यह मापन सबसे अधिक स्थायी परीक्षण स्थिति को दर्शाता है, तो क्षमता चयन को अनिश्चितता, क्षणिक शिखरों, ऊष्मा रिसाव और लक्ष्य आपूर्ति तापमान पर चिलर की क्षमता को भी ध्यान में रखना चाहिए। इसका यह अर्थ नहीं है कि स्वतः ही २.५ किलोवाट की इकाई उपयुक्त है।
एक अनुमान के रूप में इसे नहीं लेकर मार्जिन लागू करें
ए तापमान नियंत्रण चिलर इसे आरक्षित क्षमता की आवश्यकता होती है, लेकिन मार्जिन को एक सार्वभौमिक प्रतिशत के बजाय ज्ञात अनिश्चितता के अनुरूप होना चाहिए। यदि प्रक्रिया ऊष्मा को सटीक रूप से मापा गया है और ड्यूटी साइकिल स्थिर है, तो एक संयमित इंजीनियरिंग अनुमति पर्याप्त हो सकती है। यदि शक्ति प्रोफाइल, परीक्षण तापमान, शीतलन-द्रव सांद्रता या कक्ष की स्थिति अभी भी अज्ञात हैं, तो जब तक उपकरण का चरित्रीकरण नहीं किया जा सकता, एक व्यापक अनुमति उचित है।
“अतिरिक्त क्षमता” के लिए नहीं, बल्कि यह पूछें कि यह किसके खिलाफ सुरक्षा प्रदान करता है। यह एक गर्म लैब, भविष्य के बहु-स्थल फिक्सचर, लंबे समय तक उच्च-शक्ति वाले अवधि, अतिमूल्यांकित होज़ हानि, या कम सेटपॉइंट पर क्षमता में कमी को शामिल कर सकता है। इस दृष्टिकोण से क्षमता पर चर्चा को परीक्षण इंजीनियर, सुविधा टीम और उपकरण एकीकरणकर्ता द्वारा समीक्षा किया जा सकता है।
किलोवाट के अतिरिक्त चार स्थितियों की जाँच करें
१. आपूर्ति तापमान और स्थिरता
द अर्धचालक शीतलक यह आवश्यक भार पर अभीष्ट आपूर्ति स्थिति उत्पन्न करने में सक्षम होना चाहिए, केवल थोड़े या शून्य भार पर उस निर्धारित मान तक पहुँचना पर्याप्त नहीं है। स्थिरता की आवश्यकताओं को परीक्षण आवश्यकता के रूप में व्यक्त किया जाना चाहिए, जिसमें मापन स्थान, सेंसर विधि और अनुमत निपटान समय शामिल हों। चिलर के निकास पर एक कड़ी सीमा ड्यूट इंटरफ़ेस पर स्थिरता के समान नहीं हो सकती है।
२. प्रवाह और दबाव गिरावट
ए प्रक्रिया शीतलक इसमें पर्याप्त शीतन क्षमता हो सकती है, फिर भी प्रवाह बहुत कम होने या पंप के फिक्सचर, होज़ और फ़िल्टर के दबाव गिरावट को पार करने में असमर्थ होने के कारण यह एक खराब प्रणाली मिलान हो सकता है। कॉन्फ़िगरेशन को मंज़ूरी देने से पहले आवश्यक प्रवाह सीमा, अनुमत दबाव, कूलेंट पथ प्रतिबंध और कनेक्शन विवरण प्राप्त कर लें।
३. क्षणिक प्रतिक्रिया
परीक्षण उपकरण आमतौर पर शीतन सर्किट की तुलना में तेज़ी से शक्ति बदलते हैं। बफ़र आयतन, नियंत्रण तर्क, लूप आयतन और तापीय द्रव्यमान सभी तापमान उतार-चढ़ाव को प्रभावित कर सकते हैं। एक अर्धचालक शीतलक , अधिकतम शक्ति के प्रतिनिधि अनुक्रम का उपयोग करें ओवरशूट, पुनर्प्राप्ति समय और वापसी-तापमान के प्रवृत्ति का मूल्यांकन करने के लिए, केवल औसत भार पर निर्भर न रहें।
4. कूलेंट संगतता और संघनन नियंत्रण
द्रव चयन Cp, श्यानता, पंप की मांग, संक्षारण नियंत्रण और क्षमता गणनाओं को प्रभावित करता है। कम आपूर्ति तापमान पर, ऊष्मा-रोधन, वाष्प सीलिंग और ओस-बिंदु प्रबंधन प्रणाली की आवश्यकताएँ बन जाती हैं। एक परिशुद्ध शीतलक चयन इसलिए द्रव, सांद्रता, संचालन सीमा और संघनन-नियंत्रण की ज़िम्मेदारी के बारे में दस्तावेज़ीकरण करना चाहिए।
अर्धचालक परीक्षण के लिए एक व्यावहारिक आकार निर्धारण कार्यप्रवाह
- प्रत्येक शीतलित घटक की सूची बनाएँ और पहचानें कि उसकी गर्मी स्थिर, चक्रीय या क्षणिक है या नहीं।
- लक्ष्य आपूर्ति तापमान, अनुमत वापसी तापमान, आवश्यक प्रवाह, कूलेंट प्रकार और अपेक्षित कमरे की स्थिति को रिकॉर्ड करें।
- प्रतिनिधि परीक्षण अवस्थाओं के दौरान प्रवाह, द्रव गुणों और आपूर्ति-वापसी ΔT से Q को मापें या अनुमानित करें।
- अनिश्चितता और भविष्य की संचालन स्थितियों के लिए ट्रेस करने योग्य अनुमति जोड़ें।
- आवश्यक क्षमता की तुलना वास्तविक सेटपॉइंट और वातावरणीय स्थिति में प्रदर्शन से करें। अर्धचालक शीतलक वास्तविक सेटपॉइंट और वातावरणीय स्थिति में प्रदर्शन से करें।
- एक चालू करने की प्रक्रिया के माध्यम से हाइड्रोलिक प्रदर्शन, इंटरफ़ेस पर तापमान स्थिरता, अलार्म और पुनर्प्राप्ति की पुष्टि करें।
परिणाम एक आवश्यकता होनी चाहिए, जैसे — “घोषित आपूर्ति तापमान और प्रवाह के साथ पुष्टि की गई शिखर ऊष्मीय भार को हटाना”, जिसमें स्थिरता और पुनर्प्राप्ति के मापदंड स्पष्ट रूप से परिभाषित हों, बजाय केवल एक कच्ची क्षमता आवश्यकता के। यह शब्दावली आपूर्तिकर्ता को ड्यूटी चक्र के पूरे दायरे के आधार पर मूल्यांकन करने में सहायता करती है। तापमान नियंत्रण चिलर ड्यूटी चक्र के पूरे दायरे के आधार पर मूल्यांकन करने में सहायता करती है।
अंतिम चयन से पहले हल करने के लिए प्रश्न
- निर्धारित कार्यक्रम के दौरान अधिकतम स्थायी DUT और फिक्सचर ऊष्मा क्या है?
- सबसे छोटा, उच्चतम-शक्ति अस्थायी आवेश क्या है और कितना तापमान विचलन स्वीकार्य है?
- आपूर्ति और वापसी तापमान कहाँ मापे जाते हैं?
- कौन सा कूलेंट, सांद्रता, प्रवाह और दाब-पात सीमाएँ लागू होती हैं?
- क्या भविष्य की परीक्षण योजना में साइटों, चैनलों या कम संचालन तापमान को जोड़ा जा रहा है?
उचित रूप से आकारित अर्धचालक शीतलक यह केवल सबसे बड़ी उपलब्ध इकाई नहीं है। अत्यधिक आकार की इकाई नियंत्रण व्यवहार और संचालन लागत को जटिल बना सकती है, जबकि कम आकार की इकाई तापमान में अस्थिरता, धीमी पुनर्प्राप्ति और परीक्षण अंतराय का कारण बन सकती है। बेहतर निर्णय एक दस्तावेज़ित तापीय संतुलन है, जिसे एक प्रतिनिधित्वपूर्ण परीक्षण अनुक्रम के तहत सत्यापित किया गया हो, फिर उसे एक प्रक्रिया शीतलक विन्यास के साथ मिलाया जाना चाहिए जिसमें आवश्यक क्षमता, प्रवाह, नियंत्रण प्रदर्शन और स्थापना सुरक्षा उपाय शामिल हों।
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