液晶電視機(jī)安全試驗(yàn)溫升測(cè)試技術(shù)解析

液晶電視機(jī)安全試驗(yàn)溫升測(cè)試技術(shù)解析lStandard,testing&equipment

i梅準(zhǔn)趨溷與儀器

文章編號(hào):1002—8692(2011)12—0090—03

液晶電視測(cè)試技術(shù)解析

(國(guó)家廣播電視產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心,北京100015)

【摘要】電視機(jī)生產(chǎn)商逐步實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線(xiàn)的轉(zhuǎn)型,產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊,多有溫度超標(biāo)引起人身傷害的事故.對(duì)液晶電視機(jī)按照

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行安全試驗(yàn)中的溫升測(cè)試技術(shù)進(jìn)行解析,詳細(xì)介紹了常見(jiàn)的熱電偶和電阻式溫度檢測(cè)器(RTD)測(cè)試方法,以

便生產(chǎn)商更好地認(rèn)識(shí)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求,同時(shí)幫助消費(fèi)者了解自己購(gòu)買(mǎi)產(chǎn)品的安全性.

【關(guān)鍵詞】溫升;熱電偶;電阻式溫度檢測(cè)器

【中圖分類(lèi)號(hào)】TN949.6【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

AnalysisofHeatingTestTechnologyinSafetyTestforLCDTV

HANZhengtao

(NationalTestingandInspectionCenterforRadio&TVProductsofChina,Beng100015,China)

【Abstract】TVmanufacturersgraduallyrealizethetransformationoftheirproductlines,butproductqualityisragged,therefore

manyaccidentsarehappenedbecausethetemperatureexceedsstandardlimitation.Inthispaper,allanalysisoftemperaturetest

technologyinsafetytestforLCDTVaccordingtonationalstandardsisgiven,whichintroducestestmethodsofthermocouple

andRTD,SOthatdesignerscanunderstandthenationalstandards,andconsumerscanhaveanordinaryconceptionofproducts

safetyperformance.

IKeywords]temperaturerise;thermocouple;RTD

0引言

為保證產(chǎn)品對(duì)于操作人員的使用安全,中國(guó)對(duì)液晶

電視機(jī)產(chǎn)品實(shí)行CCC認(rèn)證檢測(cè)的市場(chǎng)準(zhǔn)人制度.目前,

液晶電視機(jī)按照認(rèn)證規(guī)則要求劃歸入CCC認(rèn)證的0808

類(lèi)別,其安全性能的檢測(cè)依據(jù)GB8898--2001~音頻,視頻

及類(lèi)似電子設(shè)備安全要求》u.筆者將就液晶電視機(jī)在

CCC認(rèn)證檢測(cè)安全試驗(yàn)中的溫升測(cè)試技術(shù)進(jìn)行解析.

1液晶電視機(jī)溫升測(cè)試方法

1.1概述

按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB8898--2001要求,液晶電視機(jī)在

進(jìn)行溫升測(cè)試時(shí)[11,應(yīng)在溫度為l5—35℃,相對(duì)最大濕度

為75%的環(huán)境中進(jìn)行.測(cè)試時(shí),應(yīng)將樣品放置在有前開(kāi)

口的木制試驗(yàn)箱中,位于距試驗(yàn)箱前邊緣5cm處,而且

沿側(cè)面和頂面要有l(wèi)am的自由空間,在樣品后面要有

5am的深度空間.如果生產(chǎn)商提供的說(shuō)明書(shū)中規(guī)定了

樣品工作狀態(tài),也可以將樣品按照制造廠(chǎng)商的規(guī)定放

置.一般而言,為了給消費(fèi)者更明確的指導(dǎo),生產(chǎn)商都

附帶了詳盡的說(shuō)明書(shū),故在進(jìn)行液晶電視機(jī)的溫升測(cè)試

時(shí),應(yīng)按照說(shuō)明書(shū)要求,將樣品在規(guī)定的條件下豎立放

置,以保證樣品內(nèi)部實(shí)現(xiàn)正常的熱對(duì)流.液晶電視機(jī)溫

升測(cè)試點(diǎn)的選擇按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求主要考慮如下5個(gè)方

面:1)可觸及零部件的溫升;2)除繞組外提供電氣絕緣

901/電deo

視

Engi

技

nee

礞ring2011年第35卷第12期(總第362期)

的零部件;3)用做支架或機(jī)械隔板的零部件;4)繞組;

5)不受上述部件限值限制的零部件.

以上要求具體到液晶電視機(jī),在進(jìn)行溫升測(cè)試時(shí),

需要進(jìn)行考核的溫度測(cè)試點(diǎn)基本包括:1)機(jī)殼;2)機(jī)外

電源線(xiàn);3)機(jī)內(nèi)電源線(xiàn);4)可觸及按鈕及把手;5)初級(jí)

濾波電感器繞組和骨架;6)初級(jí)整流橋堆或其下PCB;

7)初級(jí)整流電路后濾波電容外殼或其下PCB;8)初級(jí)

功率三極管或其下PCB;9)變壓器繞組,骨架及鐵芯;

10)次級(jí)輸出整流二極管,整流橋堆或其下PCB;11)次級(jí)

輸出電路中濾波電容器外殼或其下PCB;12)逆變器變壓

器繞組,骨架,鐵芯或其下PCB;13)其他有懷疑的地方.

目前在溫度測(cè)試領(lǐng)域,常見(jiàn)的測(cè)試傳感方式一般可

分為4種:熱電偶法,電阻式溫度檢測(cè)器(ResistanceTern.

DeratureDetectot,RTD),熱敏電阻,積體電路式的感測(cè)

器.在這4種傳感方式里面,以熱電偶法最為簡(jiǎn)便,并且

成本較低.RTD法具有準(zhǔn)確度高,穩(wěn)定度高的特點(diǎn),其

他2種則由于可測(cè)試溫度范圍有限,成本較高等原因不

適用于電子電器領(lǐng)域的溫度測(cè)試,故熱電偶法廣泛應(yīng)用

于工作狀態(tài)下的溫升測(cè)試.對(duì)于繞組的測(cè)試,由于熱電

偶一般不能接觸過(guò)高電壓,并且為了保證測(cè)試的精確

性,繞組的溫升測(cè)試一般采用RTD法.

1.2熱電偶法

中國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)型熱電偶可分為S,B,E,K,R,J,T這7

Standard,testing&el_ClU~ment

——標(biāo)準(zhǔn),艟潮與儀器1

種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶,用于電子電器產(chǎn)品溫升測(cè)試的主要為

J,T,K型.

1)鐵/銅鎳(康銅)熱電偶(J型).測(cè)溫范圍為一40～

+750oC,具有穩(wěn)定性好,熱電動(dòng)勢(shì)高,靈敏度高,價(jià)格低

廉等優(yōu)點(diǎn),曾被UL標(biāo)準(zhǔn)體系優(yōu)先推薦.

2)銅腺銅熱電偶(T型).測(cè)溫范圍為一200～+350℃,

具有熱電性好,熱電動(dòng)勢(shì)與溫度關(guān)系近似線(xiàn)性,熱電動(dòng)勢(shì)

高,靈敏度高,數(shù)據(jù)重復(fù)性高等優(yōu)點(diǎn).

3)鎳鉻腺硅熱電偶(K型).測(cè)溫范圍為0～1300℃,

它具有熱電動(dòng)勢(shì)與溫度關(guān)系近似線(xiàn)性,熱電動(dòng)勢(shì)高,適用

于高溫測(cè)量等優(yōu)點(diǎn).

在用于試驗(yàn)室檢測(cè)時(shí),如圖

1所示,熱電偶應(yīng)按照CTL—OP108

《關(guān)于熱電偶的制備,安裝,延伸

和使用的實(shí)驗(yàn)室程序》j中推薦做

法制備:圖1熱電偶制備示意圖

1)剝?nèi)?nèi)絕緣層直至距離頂端約1.5mm處.

2)剝?nèi)ネ饨^緣層(如有)直至距離頂端約15mill處.

3)頂端通過(guò)點(diǎn)焊連接.

在對(duì)液晶電視機(jī)的溫升測(cè)試中,應(yīng)供給樣品額定電

壓的0.9倍或1.1倍的電源電壓,為樣品輸入標(biāo)準(zhǔn)的音視

頻信號(hào),保證樣品為正常額定并且最不利的工作狀態(tài).

一

般電源端采用穩(wěn)壓電源供電輸出至輸人參數(shù)監(jiān)測(cè)設(shè)

備,再連接至被試樣品,與此同時(shí),供以標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源,如圖

2和圖3所示.

圖2標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源(照片)

圖3被試樣品在標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)下的工作狀況圖(照片)

測(cè)試之初,應(yīng)根據(jù)電路圖結(jié)合被試樣品進(jìn)行線(xiàn)路分

析,預(yù)估溫度偏高位置并做記錄.按照上述條件使樣品

工作約4h后,斷開(kāi)其供電電源,迅速拆開(kāi)外殼,用紅外

測(cè)溫儀進(jìn)行溫度排查,找出溫度偏高點(diǎn),結(jié)合線(xiàn)路分析得

出預(yù)估測(cè)試點(diǎn),確定溫升測(cè)試點(diǎn).

確定溫升測(cè)試點(diǎn)之后,將溫度記錄儀的熱電偶布置

在相應(yīng)的測(cè)試點(diǎn)處,熱電偶的固定方法有綁扎,粘接,噴

射,焊接和錫焊.

1)綁扎.用細(xì)線(xiàn)綁扎,主要用于圓形物體的表面溫

度測(cè)量,比如導(dǎo)線(xiàn)絕緣,需要注意的是,在測(cè)量導(dǎo)線(xiàn)絕緣

時(shí),需要切開(kāi)絕緣層,但不可接觸導(dǎo)體,然后將熱電偶埋

置于絕緣層中測(cè)試.

2)粘接.這種方法是最通用的,根據(jù)粘接用膠的性

質(zhì)可粘接在許多物質(zhì)表面,適用性很廣,一般采用膠水加

催化劑的形式達(dá)到快速粘接的目的,這種方法操作快速,

另外,為了保證粘接的牢固性,粘接之前應(yīng)將熱電偶先固

定在位.

3)焊接和錫焊.對(duì)于可焊性表面,可采用焊接的方

式,這種方法具有極好的導(dǎo)熱性.

4)噴射.熱電偶通常布置在測(cè)試點(diǎn)表面的微凹處,

以保證測(cè)試的準(zhǔn)確性,在這種情況下,熱電偶的接點(diǎn)可處

于凹陷處,其上噴射金屬粉末.

1-3RTD法

除上述可以用熱電偶法監(jiān)測(cè)的位置外,還需要對(duì)變

壓器的繞組溫升進(jìn)行測(cè)試,由于變壓器繞組在樣品工作

時(shí)一般屬于危險(xiǎn)帶電零部件,所以不適宜于用熱電偶直

接測(cè)量.變壓器繞組的溫升測(cè)試一般采用RTD,即電阻

法測(cè)量,如圖4所示.用焊接法將變壓器的繞組引出至

方便測(cè)試的位置,在斷電狀態(tài)下測(cè)試?yán)@組的電阻R(冷

阻,常溫狀態(tài)下的阻值),(熱阻,樣品工作至溫度恒定

時(shí)的阻值).基于電阻的阻值隨溫度變化而變化的原理,

測(cè)試時(shí)由于溫度恒定,可直接測(cè)得,而:由于斷電瞬間

繞組溫度立即開(kāi)始下降,導(dǎo)致阻值也開(kāi)始變化,所以R

的測(cè)量一般是用四線(xiàn)法測(cè)出,通過(guò)線(xiàn)性回歸法計(jì)算得

出.繞組的溫升值應(yīng)當(dāng)按下列公式進(jìn)行計(jì)算

△=(234.5K+T1)一(T2一Tx)(1)

n1

△=(225K+T1)一(T2一T1)(2)

n1

式中:式(1)表示對(duì)銅導(dǎo)線(xiàn)繞組,式(2)表示對(duì)鋁導(dǎo)線(xiàn)繞

組.△為溫升值,

為試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)繞

組的電阻值,:為

試驗(yàn)結(jié)束時(shí)繞組

的電阻值,為試

驗(yàn)開(kāi)始時(shí)的室溫,

為試驗(yàn)結(jié)束時(shí)的

室溫.圖4電阻法測(cè)試焊接示意圖

2011年第35卷第12期(總第362期)”V,Qwltl,91ideii『

lStandard,testing&equipment

I稼準(zhǔn),趨舅與儀器——

2液晶電視機(jī)溫升測(cè)試過(guò)程

測(cè)試開(kāi)始后,將變壓器繞組通過(guò)焊接引線(xiàn)引至方便

測(cè)試的位置,測(cè)試?yán)渥枥ゲ⒆鲇涗?按照確定的溫升測(cè)

試點(diǎn)進(jìn)行布置,為減小測(cè)試手法對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響,應(yīng)

將熱電偶的接點(diǎn)盡量垂直并觸及測(cè)試面,如圖5所示.

圖5熱電偶布置圖

布置完成后,應(yīng)將樣品外殼按照原設(shè)計(jì)安裝,恢復(fù)裝

配狀態(tài).調(diào)節(jié)供電電源輸出電壓至額定電壓的1.1倍,供

給標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),使樣品處于正常工作狀態(tài)下,用溫度記錄儀

通過(guò)熱電偶監(jiān)測(cè)溫度變化.工作至4h或溫度達(dá)到穩(wěn)定

后,斷開(kāi)樣品電源,用電橋阻值測(cè)試儀測(cè)得在斷電瞬間之

后的等時(shí)間段的多個(gè)阻值并做記錄,通過(guò)線(xiàn)性回歸法計(jì)

算出斷電瞬間的阻值.測(cè)試結(jié)束后,使樣品冷卻至室

溫,調(diào)節(jié)供電電源輸出電壓至額定電壓的0.9倍,重復(fù)以

上操作.通過(guò)溫度記錄儀獲得熱電偶法測(cè)試的結(jié)果,通

過(guò)線(xiàn)性回歸法計(jì)算獲得變壓器繞組溫升測(cè)試的結(jié)果,圖

64圖7分別為溫度記錄儀和電阻法測(cè)試結(jié)果示例.

溫升測(cè)試結(jié)束后,應(yīng)根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

GB8898--2001要求對(duì)相應(yīng)溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫升值進(jìn)行判

定,例如絕緣材料機(jī)殼溫升限值應(yīng)為60K,而金屬機(jī)殼

溫升限值應(yīng)為4OK,從而得出樣品溫升測(cè)試結(jié)果是否符

合要求.

3小結(jié)

溫升測(cè)試作為液晶電視機(jī)CCC認(rèn)證檢測(cè)中的重大

一一

鹺鼬矗一一皋一薄

…_一llll’-0:皂,

‘

.

,

圖6溫度記錄儀曲線(xiàn)圖(截圖)

矗掛■盧

一匿雪墨登玉圈

圖7電阻法測(cè)試結(jié)果圖(截圖)

項(xiàng)目,是液晶電視機(jī)本身安全性能優(yōu)劣的最大體現(xiàn).筆

者詳細(xì)介紹了熱電偶法和RTD法測(cè)試液晶電視機(jī)溫升

的方法,希望對(duì)廣大液晶電視機(jī)生產(chǎn)商的設(shè)計(jì)者有所幫

助,不斷優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì),提高產(chǎn)品的安全性能,為消費(fèi)者

提供更加有力的安全保障.

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責(zé)任編輯:孫卓收稿日期:2011—04—15

(上接第83頁(yè))

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