دستگاه تست نقطه برفک
دستگاه آزمون نقطه برفک (Frost Point Tester) یکی از تجهیزات کلیدی در کنترل کیفیت شیشه‌های دوجداره و چندجداره است که برای بررسی میزان رطوبت باقی‌مانده در فضای بین دو یا چند لایه شیشه به‌کار می‌رود. وجود رطوبت در این فضای میانی می‌تواند در دماهای پایین منجر به تشکیل شبنم یا برفک بر سطح داخلی شیشه شود؛ پدیده‌ای که در کاربری‌های ساختمانی، صنعتی و سرمایشی کاملاً نامطلوب است.
در فرآیند آزمون، پس از آغشته‌کردن سطح داخلی نمونه شیشه به الکل (جهت افزایش وضوح دید برفک)، نمونه روی یک سطح سردکننده فلزی با قطر ۲۵ میلی‌متر قرار می‌گیرد. دمای این سطح به‌صورت کنترل‌شده کاهش می‌یابد تا زمانی‌که پدیده‌ی برفک روی سطح الکلی پدیدار شود. دمایی که این پدیده در آن رخ می‌دهد، به‌عنوان نقطه برفک شیشه ثبت می‌گردد.
این آزمون مطابق با استانداردهای بین‌المللی نظیر EN 1279-2 انجام می‌شود و نقش بسیار مهمی در تضمین عملکرد عایق حرارتی و کیفیت نهایی شیشه‌های IGU دارد. نتایج این تست به تولیدکنندگان کمک می‌کند تا از آب‌بندی کامل، کیفیت جذب‌کننده رطوبت (Desiccant) و عملکرد کلی ساختار شیشه دوجداره اطمینان حاصل کنند.
عملکرد دستگاه تست نقطه برفک
نمونه‌ای که مورد آزمایش قرار می‌گیرد باید نماینده‌ای واقعی از واحدهایی باشد که قرار است ارزیابی شوند و باید قابلیت قرارگیری به‌صورت افقی را داشته باشد. پیش از شروع آزمون، نمونه آزمایش باید حداقل به‌مدت ۲۴ ساعت در دمای ۲۴ ± ۳ درجه سانتی‌گراد (۷۵ ± ۵ درجه فارنهایت) شرایط‌دهی شود.
دستگاه را با بیرون آوردن مخزن یخ خشک و فنر نگهدارنده باز کنید.
سطح اندازه‌گیری را با یک پارچه یا دستمال نرم به‌آرامی تمیز کنید. از ایجاد خط و خش روی این سطح اجتناب شود. در صورت وجود رطوبت یا شبنم روی سطوح و دیواره‌ها، آن‌ها را به‌خوبی خشک و پاک نمایید.
مخزن یخ خشک را مجدداً در جای خود قرار داده و با چرخاندن حلقه کنترلی، فاصله شکاف هوایی بین بلوک‌های فلزی بالا و پایین را حدود ۱۳ میلی‌متر (۰.۵ اینچ) تنظیم کنید. سپس دستگاه را روی یک پارچه نرم وارونه کنید.
با الکل یا استون (هشدار: هر دو ماده قابل اشتعال هستند) سطح خارجی مخزن یخ خشک را اسپری کنید تا تماس مناسبی با یخ خشک برقرار شود. مخزن را با یخ خشک خردشده یا پودر شده تا علامت "پر" پُر کرده و با استفاده از سیستم فنر، یخ خشک را فشرده کنید. درپوش را ببندید و قفل نمایید.
دستگاه را به وضعیت ایستاده بازگردانده و روی یک سطح افقی محکم کنید. زمان کافی برای رسیدن دمای بلوک فلزی پایین به دمای یخ خشک (حدود ۷۸- درجه سانتی‌گراد) در نظر بگیرید.
در طول انجام آزمون، هرگاه یخ خشک تمام شد، دستگاه را دوباره شارژ کنید. بدین ترتیب: آن را روی پارچه‌ای نرم وارونه کرده، درپوش را باز کرده، فنر نگهدارنده را بیرون بیاورید
یک تکه فیلم پلی‌استر آلومینیومی رنگ نقره‌ای با سطح بسیار براق، به ضخامت کمتر از ۰.۰۸ میلی‌متر (۰.۰۰۳ اینچ) و ابعاد ۲۵ میلی‌متر دایره‌ای یا ۲۵×۲۵ میلی‌متر مربعی را روی سطح اندازه‌گیری قرار دهید. برای چسباندن آن از الکل یا استون (هشدار: ماده اشتعال‌پذیر) استفاده کنید.
سپس نمونه را در مرکز دستگاه قرار دهید. سطح شیشه‌ای داخلی (سمت فضای گازدار) را در ناحیه‌ای که قرار است برفک تشکیل شود بررسی کنید تا از عدم وجود گرد و غبار یا ذرات خارجی اطمینان حاصل نمایید. البته وجود یک ذره کوچک خارجی می‌تواند در فوکوس کردن روی ناحیه هدف برای تشکیل برفک کمک‌کننده باشد
به‌آرامی حلقه کنترل را بچرخانید تا فاصله شکاف هوایی بین بلوک‌های فلزی کاهش یابد و همزمان دمای بلوک بالایی را مشاهده کنید.
دمای بلوک فلزی بالا را به دمایی که قصد بررسی آن برای تشکیل برفک دارید برسانید و با تنظیم دقیق حلقه کنترلی، دما را پایدار نمایید.
نوسان دمای بلوک بالایی نباید از (±۱ درجه سانتی‌گراد ۲°F )بیشتر باشد.
اجزای دستگاه تست نقطه برفک
شامل بلوک‌های فلزی استوانه‌ای بالا و پایین است که در بلوک بالایی، سنسور دما مانند ترموکوپل، دماسنج بی‌فلزی یا سایر سنسورهای مناسب قرار داده شده است. دستگاه دارای یک حلقه کنترلی و یک استوانه عایق حرارتی با مکانیزم فنری نگهدارنده نیز می‌باشد.
بین دو بلوک فلزی، یک شکاف هوایی کوچک وجود دارد که فاصله آن توسط حلقه کنترلی قابل تنظیم است. سطح دایره‌ای صافِ نمایان بلوک بالایی دارای قطر ۲۵ میلی‌متر (۱ اینچ) است، دارای سطح پرداخت‌شده (ساب‌خورده یا لپ‌کاری شده) بوده و هنگام تماس با نمونه شیشه‌ای، سطح اندازه‌گیری نقطه برفک/شبنم را تشکیل می‌دهد.
بلوک پایین توسط بسته یخ خشک (dry ice) خنک می‌شود که با کمک فنر نگهدارنده در تماس کامل باقی می‌ماند. این امر دما را نزدیک به دمای تصعید یخ خشک (حدود ۷۸- درجه سلسیوس یا ۱۰۹- درجه فارنهایت) حفظ می‌کند. به دلیل رسانایی بالای فلزات استفاده‌شده، دمای هر دو بلوک تقریباً یکنواخت باقی می‌ماند.
تنظیم حلقه کنترل اجازه می‌دهد فاصله بین دو بلوک و در نتیجه مقاومت حرارتی هوای بین آن‌ها تنظیم شود. این ویژگی، امکان کنترل دقیق دمای سطح اندازه‌گیری در تماس با نمونه شیشه را فراهم می‌کند. قطر ۲۵ میلی‌متری سطح اندازه‌گیری برای نمونه‌های شیشه‌ای تا ضخامت ۶.۰ میلی‌متر (¼ اینچ) مناسب است.
بلوک‌های فلزی بالا و پایین
ساخته‌شده از آلیاژ آلومینیوم (قابل آنودایز)، مطابق با ابعاد ارائه‌شده در شکل مرجع. سایر بخش‌های دستگاه می‌توانند از هر جنس مناسب دیگری ساخته شوند.
ابزار اندازه‌گیری دما (کالیبره‌شده)
مانند ترموکوپل، ترمیستور یا دماسنج بی‌فلزی، با محدوده مناسب و دقت 0.5± درجه سانتی‌گراد (یا 1± درجه فارنهایت) در کل مقیاس. این ابزار باید با درجه‌بندی 1°C یا کمتر باشند. روش پیشنهادی برای کالیبراسیون دماسنج بی‌فلزی در ضمیمه X1 آورده شده است.
ویژگی های فنی دستگاه تست نقطه برفک
- پایه و محفظه یکپارچه
- سنسورهای دما و سیستم دیجیتال اندازه‌گیری با دقت ±1 درجه سلسیوس
- استراکچر ویژه برای قرارگیری نمونه شیشه روی دیسک سرد (مجهز به قطعات الکترونیکی با کیفیت ساخت کره جنوبی)
- سیستم تولید و تنظیم حرارت سطح سرد تا دمای ۵۰- درجه سلسیوس با نمو ۵ درجه‌ای، با بهره‌گیری از سیستم تبرید تراکمی پیشرفته و مبرد مخصوص سرمایش عمیق
- اواپراتور تخصصی و دیسک سرد با روکش عایق حرارتی ویژه برای حفظ یکنواختی و پایداری دما