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技術創新
- 分類·✘•◕✘：技術支援
- 釋出時間·✘•◕✘：2020-04-22 00:00:00
- 訪問量·✘•◕✘：0
概要:
詳情
技術研發的背景及意義
隨著半導體封裝/LED光電子/微電子/生物醫療/軍工/航天等領域更加註重各種器材╃₪✘│₪，元器件╃₪✘│₪，光學模組╃₪✘│₪，半導體封裝工藝在儲存安全方面的拍切需求╃₪✘│₪，【藍精靈公司】作為在小型密閉空間溫溼度管控行業深耕15載的專業技術公司於2019年初╃₪✘│₪，組織研發團隊╃₪✘│₪，加大科技攻關投入╃₪✘│₪，終於研發出新一代【智慧物聯控溼櫃】╃₪✘│₪，並向國家專利部門申請相關實用新型專利及發明專利▩₪│☁✘。隨著該項技術的在行業應用的全面推開╃₪✘│₪，將極大的改善廣大使用者在溫溼度管控及防氧化防護等安全智慧儲存方面目前尚存欠缺和不足的被動局面▩₪│☁✘。
【藍精靈智慧物聯控溼櫃】跟傳統防潮櫃相比較╃₪✘│₪，除溼度下行控制的基本功能外╃₪✘│₪，對櫃內溫溼度環境管控更加全面╃₪✘│₪，增加了分子篩反向微加溼控制功能▩₪│☁✘。當儲存環境溼度偏低時╃₪✘│₪，可實施加溼管控╃₪✘│₪，在此基礎上╃₪✘│₪，為提升產品管控的防氧化功能╃₪✘│₪，還增加了氮氧濃度控摸模組╃₪✘│₪，讓櫃內的溫度/溼度/氮氧濃度三項儲存安全指標得到全方位監控▩₪│☁✘。
為提高溫溼度及氮氧濃度管控的便捷性╃₪✘│₪，開發了【藍精靈智慧物聯溫溼度管控平臺】╃₪✘│₪，讓儲存空間的安全監控能透過手機APP及電腦WEB端實時雙向傳送╃₪✘│₪，打破時空限制╃₪✘│₪，讓儲存安全不僅智慧全面╃₪✘│₪，而且觸目可及▩₪│☁✘。
（一）傳統除溼機芯的弊端及劣勢
傳統分子篩除溼機芯採用13X/4A分子篩作為吸溼材料╃₪✘│₪，吸溼材料的選擇是嚴謹科學的▩₪│☁✘。這種材料具備兩大特徵·✘•◕✘：
①再生功能▩₪│☁✘。在一定的溫度條件或壓力條件下╃₪✘│₪，分子篩可以重新獲得對水分子選擇性吸附能力╃₪✘│₪，因而可以透過加熱或加壓分子篩╃₪✘│₪，迫使其再生╃₪✘│₪，不斷重複使用╃₪✘│₪，不用頻繁更換吸附材料╃₪✘│₪，在確定的使用期內╃₪✘│₪，無明顯省耗╃₪✘│₪，擁有良好迴圈使用價值▩₪│☁✘。經過試驗測試╃₪✘│₪，以24小時為週期╃₪✘│₪，每24小時再生4次╃₪✘│₪，可以持續使用5年左右▩₪│☁✘。5年後╃₪✘│₪，其對水分子的吸附能力只剩下5%左右╃₪✘│₪，失去了使用價值╃₪✘│₪，需要更換新的吸溼材料▩₪│☁✘。
②對水分子擁有有良好的吸附親和力▩₪│☁✘。大部分分子篩對水分子都有吸附能力╃₪✘│₪，以13X,4A分子篩尤為明顯▩₪│☁✘。即使在極低溼度環境下╃₪✘│₪，任然具備吸附水分子的可能性╃₪✘│₪，所以可以用於獲取10%RH╃₪✘│₪，甚至3%RH值以下的極低溼度的極度乾燥環境▩₪│☁✘。所以╃₪✘│₪，在小型密閉空間的超低溼度環境控制方面╃₪✘│₪，具備天然的不可替代的作為精密低溼除溼應用的超高性價比使用價值▩₪│☁✘。
劣勢方面
分子篩再生模式
傳統除溼機芯採用熱力再生╃₪✘│₪，靜態散熱▩₪│☁✘。分子篩再生採用PTC半導體恆溫模組╃₪✘│₪，單片功耗為30W╃₪✘│₪，單個機芯搭載2片╃₪✘│₪，總功耗為60W╃₪✘│₪，恆溫模組表面溫度為200℃╃₪✘│₪，持續加熱時間為30分鐘▩₪│☁✘。由於採用靜態自然散熱方式╃₪✘│₪，分子篩冷卻時長達到35分鐘╃₪✘│₪，也就是說╃₪✘│₪，分子篩啟動再生後╃₪✘│₪，需要65分鐘後才能重新具備吸附水分子的能力▩₪│☁✘。所以這種再生模式非常浪費時間╃₪✘│₪，降低了除溼效率▩₪│☁✘。
傳統除溼機芯採用鎳鈦記憶合金彈簧作為除溼/排溼閥門的執行機構╃₪✘│₪，鎳鈦記憶彈簧屬於熱力形變彈簧╃₪✘│₪，熱態時會產生張力╃₪✘│₪，冷卻後會恢復原來的形狀╃₪✘│₪，在碳鋼彈簧的平衡作用下開啟或關閉除溼/排溼閥門▩₪│☁✘。由於記憶彈簧需要熱力支援其形變╃₪✘│₪，所以必須為記憶彈簧配裝獨立恆溫模組╃₪✘│₪，記憶彈簧的牽引力隨恆溫模組的溫度變化而變化╃₪✘│₪，當恆溫模組升溫至80℃時╃₪✘│₪，記憶彈簧牽引力達到最大值╃₪✘│₪，彈簧形態達到最少值╃₪✘│₪，碳鋼彈簧被拉伸╃₪✘│₪，排溼閥門開啟╃₪✘│₪，機芯處於水分子往櫃外散發狀態╃₪✘│₪，完全排幹分子篩中的水分子╃₪✘│₪，需要30分鐘時間▩₪│☁✘。在這30分鐘的排溼時間內╃₪✘│₪，記憶彈簧張力最大╃₪✘│₪，閥門的關閉相對來說還是比較嚴實╃₪✘│₪，外界潮溼氣流進入櫃內的機率比較少▩₪│☁✘。接下來的35分鐘的記憶彈簧的冷卻閥門關閉過程╃₪✘│₪，一系列的弊端便顯現出來了▩₪│☁✘。
由於記憶彈簧自身溫度隨恆溫模組溫度緩慢自然降低╃₪✘│₪，其張力會緩慢衰退╃₪✘│₪，由於碳鋼彈簧的拉力時恆定不變的╃₪✘│₪，所以╃₪✘│₪，閥門的關閉也是緩慢地漸次關閉╃₪✘│₪，這個閥門關閉過程跟記憶彈簧的溫度下行相關聯╃₪✘│₪，需要長達35分鐘的關閉時間╃₪✘│₪，此過程中╃₪✘│₪，閥門基本上是一種半開半閉狀態╃₪✘│₪，（檢查方法·✘•◕✘：開啟櫃門去觀察除溼機芯╃₪✘│₪，會發現機芯有透光現象╃₪✘│₪，外界光源會透過閥門進入櫃內）╃₪✘│₪，帶來的不良後果有如下兩個方面·✘•◕✘：
①除溼機芯內部的一部分熱量必然會無可避免地輻射到櫃內╃₪✘│₪，引發櫃內溫度飆升╃₪✘│₪，並帶來嚴重的溫度波動╃₪✘│₪，由於持續時間達半小時左右╃₪✘│₪，最高可給櫃內帶來使用環境溫度3-5℃的正向波動▩₪│☁✘。這種由於櫃內溫升帶來的溫度方面的忽高忽低劇烈波動╃₪✘│₪，將給儲存在櫃內材料╃₪✘│₪，器件╃₪✘│₪，精密光學元件等╃₪✘│₪，帶來不可忽視的安全隱患▩₪│☁✘。
②櫃外潮溼氣流無可避免地趁機進入櫃內▩₪│☁✘。潮溼氣流本身水分子含量高╃₪✘│₪，質量大╃₪✘│₪，它隨時保持從高溼區域向低溼乾燥區浸透轉移的趨勢╃₪✘│₪，閥門的半開半閉狀態╃₪✘│₪，正好給它提供了這種入浸的機會▩₪│☁✘。所以╃₪✘│₪，櫃內溼度即使已經達到設定目標值╃₪✘│₪，只要記憶彈簧開關閥門驅動程式開啟╃₪✘│₪，櫃內溼度上行就無法避免▩₪│☁✘。這種種由於除溼/排溼閥門以記憶彈簧作為執行機構帶來的溼度正向波動╃₪✘│₪，俗稱返潮▩₪│☁✘。最高可達15%RH▩₪│☁✘。由此可見╃₪✘│₪，在如此大的返潮內耗作用下╃₪✘│₪，傳統除溼機芯的除溼效率是非常低下的▩₪│☁✘。櫃內溼度波動是非常顯著的▩₪│☁✘。很多國內國外品牌用這樣的傳統除溼技術╃₪✘│₪，卻自稱可以實現所謂的精密定點控溼╃₪✘│₪，實在是沒有任何專業技術素養的睜眼說瞎話╃₪✘│₪，信口開河╃·！
《藍精靈大面陣智慧溼度控制機芯》與《分子篩+記憶彈簧除溼機芯》效能對比
（一）
《藍精靈大面陣智慧溼度控制機芯》
技術引數
溼度設定範圍〉01~99%RH
①溼度控制範圍 01~99%RH（±3%RH）
核心技術說明〉
1）新一代大面陣智慧溼度控制機芯具備分子篩反向加溼功能╃₪✘│₪，系行業首創▩₪│☁✘。搭載新機芯的產品不再是傳統意義上的防潮櫃▩₪│☁✘。在上述溼度區間全程可測可控▩₪│☁✘。每一臺搭載新機芯的產品╃₪✘│₪，皆具備分子篩反向加溼功能▩₪│☁✘。所出售的每一臺智慧電子控溼櫃都可以達到10%RH值以下的超低溼度目標值╃·！
2）返潮量控制
新一代大面陣智慧機芯採用鋁合金閥門+微電機作為驅動執行機構╃₪✘│₪，開啟關閉閥門的時間為3秒以內╃₪✘│₪，由於閥門在除溼及吸溼的切換時間達到秒級╃₪✘│₪，隔離了外界潮溼空氣同櫃內乾燥空氣的水分子交換干涉╃₪✘│₪，從根本上解決了溼度漂移及返潮問題▩₪│☁✘。
3）溫度抑制
為何要對櫃內溫度進行抑制│✘▩│▩？
由於分子篩在再生過程中有一定的熱量產生╃₪✘│₪，大部分熱量都會隨水分子輻射到櫃外空間╃₪✘│₪，但仍有極少部分餘熱會擴散到櫃內╃₪✘│₪，導致櫃內溫度產生一定幅度的波動▩₪│☁✘。傳統的分子篩除溼機芯採用鎳鈦記憶彈簧作為除溼閥門的執行機構╃₪✘│₪，記憶彈簧閥門切換時間跟記憶彈簧溫度相關聯╃₪✘│₪，需要30~40分鐘時間╃₪✘│₪，閥門才能完全關閉嚴實╃₪✘│₪，切換過程中閥門存在半開半閉狀態╃₪✘│₪，熱量容易向櫃內輻射╃₪✘│₪，導致櫃內溫度偏高╃₪✘│₪，溫度偏離環境溫度值會達到3-5℃▩₪│☁✘。給儲存空間帶來嚴重溫度波動干撓▩₪│☁✘。
《藍精靈大面陣智慧除溼機芯》溫度抑制技術創新舉措如下·✘•◕✘：
①採用了行業領先的無熱智慧電動閥門驅動技術╃₪✘│₪，代替傳統機芯的熱力記憶彈簧驅動技術▩₪│☁✘。刪減了一片PTC加熱模組╃₪✘│₪，在分子篩再生期間的熱輻射源比傳統機芯減少1/3▩₪│☁✘。
②機芯採用微型風機主動散熱機動態除溼技術╃₪✘│₪，效率是傳統機芯的3倍以上▩₪│☁✘。主動散熱技術·✘•◕✘：分子篩加熱30分鐘完成去除水分子後╃₪✘│₪，在散熱風機的驅動下▩₪│☁✘。15分鐘即可轉為除溼狀態╃₪✘│₪，比傳統機芯減少了30分鐘時間▩₪│☁✘。
動態除溼技術·✘•◕✘：採用微型軸流風機動態除溼╃₪✘│₪，可以以少勝多（標準款智慧控溼櫃只需裝載一隻機芯╃₪✘│₪，在80-90%RH高溼環境下╃₪✘│₪，都可達標10%RH以下的低溼）▩₪│☁✘。
一方面可將再生熱源數量減少到傳統機芯的1/3▩₪│☁✘。由於再生熱源數量的減少╃₪✘│₪，加上除溼/排溼電控閥門關閉相當嚴實迅速╃₪✘│₪，機芯內部再生熱源無法形成對櫃內的熱量輻射╃₪✘│₪，對櫃內溫度抑制起到了良好的輔助作用▩₪│☁✘。實測驗證╃₪✘│₪，櫃內溫度正向波動小於1℃▩₪│☁✘。經查驗╃₪✘│₪，系藍精靈公司首創╃₪✘│₪，國內無先例▩₪│☁✘。
③櫃門開啟時╃₪✘│₪，溼度自恢復速度極快▩₪│☁✘。當櫃門開啟時╃₪✘│₪，櫃內溼度會因外界潮溼氣流的浸入而迅速升高╃₪✘│₪，新機芯此時會由原來的平衡狀態迅即轉為吸溼狀態╃₪✘│₪，而此時分子篩不用加熱再生╃₪✘│₪，機芯直接進入單一的動態除溼狀態▩₪│☁✘。讓櫃內溼度值快速恢復至設定值誤差範圍內的平衡狀態╃₪✘│₪，視開門時間長短機裝置無再生狀態時間長短╃₪✘│₪，通常只需30分鐘~60分鐘時間即可完成溼度自恢復平衡態▩₪│☁✘。由於分子篩無加熱再生╃₪✘│₪，櫃內溫度無任何正向波動▩₪│☁✘。
而傳統的除溼機芯╃₪✘│₪，在櫃門開啟後╃₪✘│₪，立即轉入分子篩再生狀態╃₪✘│₪，一個再生流程下來╃₪✘│₪，需要1個小時╃₪✘│₪，再生過程中╃₪✘│₪，又會引發櫃內溫度升高3℃-5℃左右╃₪✘│₪，溼度正向波動會達到10%-15%RH╃₪✘│₪，加上靜態除溼的固定模式╃₪✘│₪，溼度自恢復至平衡態╃₪✘│₪，需要5-6個小時▩₪│☁✘。由此可見╃₪✘│₪，傳統機芯在整個溫溼度自恢復的過程中╃₪✘│₪，帶來櫃內非常明顯的溫溼度波動╃₪✘│₪，除溼過程曲折緩慢而且耗時極長▩₪│☁✘。經測試╃₪✘│₪，新機芯在開啟關閉櫃門的取拿物料過程中╃₪✘│₪，溼度自恢復效率是傳統機芯的5倍以上╃₪✘│₪，而且無任何溫度正向波動干擾▩₪│☁✘。
3）能耗
控制軟體系我司自主研發╃₪✘│₪，採用獨創的智慧模糊演算法╃₪✘│₪，大大降低了分子篩活化再生次數▩₪│☁✘。可以將分子篩一次再生的吸溼效能發揮到極限▩₪│☁✘。目標設定值為3%RH╃₪✘│₪，環境溼度為90%RH╃₪✘│₪，櫃體容積1點5立方╃₪✘│₪，空箱不開啟櫃門條件下測試╃₪✘│₪，分子篩再生週期為20小時▩₪│☁✘。較原來傳統的分子篩除溼技術相比較╃₪✘│₪，分子篩的使用壽命╃₪✘│₪，延長4倍之多▩₪│☁✘。由於分子篩再生次數減少╃₪✘│₪，PTC加熱模組加熱次數相應減少╃₪✘│₪，從而大大降低了電能消耗╃₪✘│₪，單隻機芯的24時標準能耗為0.24千瓦時╃₪✘│₪，不到1/4度電╃₪✘│₪，為行業內最節能的產品▩₪│☁✘。
4）分子篩使用壽命
由於分子篩再生次數的減少╃₪✘│₪，相應會大大提高機芯的使用壽命╃₪✘│₪，預估壽命可達10~12年▩₪│☁✘。
（二）《傳統分子篩+記憶彈簧驅動機芯》
技術引數
溼度設定範圍〉3%~99%RH
①溼度控制範圍〉
5%RH-當前環境溼度（±3%RH）（三隻機芯）
《分子篩+記憶合金彈簧除溼機芯》技術盲點〉
採用鎳鈦記憶合金彈簧+PTC發熱模快作為驅動執行機構╃₪✘│₪，開啟關閉閥門的時間為45分鐘╃₪✘│₪，為何需要45分鐘時間呢│✘▩│▩？這是記憶彈簧本身的工作特性所決定的╃·！記憶彈簧產生張力需要PTC加熱模快提供熱力支援╃₪✘│₪，只有當記憶彈簧本身溫度升至80℃時╃₪✘│₪，彈簧才能產生張力╃₪✘│₪，當溫度降至40℃時╃₪✘│₪，彈簧會回覆到初始狀態╃₪✘│₪，並失去張力▩₪│☁✘。而這個散熱過程需要45分鐘時間╃₪✘│₪，導致開關閥門的時間無法解藕╃₪✘│₪，由於用來平衡記憶彈簧的鋼質彈簧的張力是衡定不變的╃₪✘│₪，記憶彈簧的張力是隨著自身溫度的降低而逐級減少╃₪✘│₪，在45分鐘的閥門切換過程中╃₪✘│₪，就必然會存在機芯閥門的半開半閉的非嚴實密封狀態╃₪✘│₪，目視可見機芯有漏光現象╃₪✘│₪，導致外界潮溼空氣吸入櫃內╃₪✘│₪，從而產生返潮現象▩₪│☁✘。
這種由於記憶彈簧本身的特性帶來的熱力延時關閉閥門的缺陷是目前分子篩除溼技術行業通病╃₪✘│₪，帶來的不利後果有
①返潮量大▩₪│☁✘。基本會達到10%^15%RH的返朝量▩₪│☁✘。因機芯返潮原因會大大降低機芯的除溼效率▩₪│☁✘。從實測資料中驗證得知╃₪✘│₪，由於返潮引起的除溼內耗時間達到90分鐘▩₪│☁✘。也就是說╃₪✘│₪，這90分鐘是無用功╃₪✘│₪，白白浪費了除溼時間▩₪│☁✘。
②櫃內相對溼度狀態極不穩定▩₪│☁✘。當櫃門開啟╃₪✘│₪，取拿物品時╃₪✘│₪，由於外界潮溼空氣浸入櫃內╃₪✘│₪，PCT加熱模組會加熱記憶彈簧╃₪✘│₪，以便讓機芯處於排溼狀態▩₪│☁✘。PTC加熱模組在加熱過程中的熱輻射會導致櫃內溫度迅速上升╃₪✘│₪，而溫度的上升又會導致櫃內的相對溼度平衡被打破╃₪✘│₪，產生溼度波動▩₪│☁✘。
所以╃₪✘│₪，採用這種（分析子篩除溼）+（記憶彈簧執行）技術╃₪✘│₪，不可能實現櫃內溼度精確控制╃₪✘│₪，溼度波動極大╃₪✘│₪，同時溫度波動幅度會達到3~4℃左右▩₪│☁✘。可以預見╃₪✘│₪，在溫溼度環境如此大的波動狀態下╃₪✘│₪，會對被儲存物品/器材等帶來嚴重的溫度失控方面的安全隱患▩₪│☁✘。
3）除溼速度慢╃₪✘│₪，達不到低溼狀態▩₪│☁✘。
由於該項技術採用了自然吸附式的被動除溼方式╃₪✘│₪，除溼速度非常緩慢▩₪│☁✘。設定溼度在常溼20%RH╃₪✘│₪，環境溼度在65%狀態下╃₪✘│₪，達到目標值需要6小時左右▩₪│☁✘。開啟一次櫃門╃₪✘│₪，取拿時間為1分鐘╃₪✘│₪，再一次回覆到目標值需要3~4小時▩₪│☁✘。目標溼度只能達到20%RH
╃₪✘│₪，如要達到10%RH以下的低溼環境╃₪✘│₪，通常採用增加機芯數量的方式來提高除溼速度及除溼效率╃₪✘│₪，增加機芯數量後╃₪✘│₪，低溼指標是可以實現了╃₪✘│₪，但由於增加了再生熱源數量（某臺資品牌搭載機芯數量達到6只）╃₪✘│₪，櫃內返潮量控制又無法實現╃₪✘│₪，溫升更是大得驚人╃·！所以在低溼控制方面╃₪✘│₪，10%RH低溼狀態根本就無法長時間得以穩定▩₪│☁✘。於是就採取一種機械辦法來彌補這種傳統除溼技術帶來的缺陷▩₪│☁✘。溼度設定只能在1-10%RH值之間進行╃₪✘│₪，超過10%RH╃₪✘│₪，就不能設定了╃·！至於為何要如此這般╃₪✘│₪，就只有其自己清楚了╃₪✘│₪，叫做·✘•◕✘：沒有辦法的辦法╃·！死馬當作活馬醫嘛╃·！
4）能耗高╃₪✘│₪，分子篩使用壽命縮減▩₪│☁✘。
以單機芯為例╃₪✘│₪，每個機芯包括3個PTC加熱模組╃₪✘│₪，其中一隻模組為記憶彈簧提供熱力支援╃₪✘│₪，二隻用來再生分子篩╃₪✘│₪，功率為30瓦/只╃₪✘│₪，總功率為90瓦▩₪│☁✘。以4小時/次為週期╃₪✘│₪，每天（24小時）分子篩固定再生次數為6次╃₪✘│₪，加上因開啟櫃門引發的分子篩觸發性再生╃₪✘│₪，再生次數會相應增加▩₪│☁✘。導致的結果是╃₪✘│₪，徒增了能耗╃₪✘│₪，同時縮減了分子篩的使用壽命▩₪│☁✘。客戶實測驗證分子篩使用壽命在4~5年▩₪│☁✘。
5）功能單一
只能除溼╃₪✘│₪，不能加溼▩₪│☁✘。只能往環境溼度以下的區間設定目標溼度值▩₪│☁✘。
總結
綜上所述╃₪✘│₪，由於《大面陣智慧溼度控制機芯》創新採用動態除溼技術╃₪✘│₪，效率極高╃₪✘│₪，減少了機芯裝載數量╃₪✘│₪，熱交換機率減少╃₪✘│₪，溫度因熱輻射帶來的波動相應減少╃₪✘│₪，加上採用機電一體化的鋁合金智慧無熱電動閥門及優良的智慧模糊演算法溫溼度管控軟體▩₪│☁✘。
《藍精靈新一代大面陣智慧溼度控制機芯》在溫溼度控制的穩定性╃₪✘│₪，可靠性╃₪✘│₪，精準性╃₪✘│₪，使用壽命四個主要方面╃₪✘│₪，都遠超同行▩₪│☁✘。
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目前我司的主要產品有·✘•◕✘：智慧物聯電子控溼櫃╃₪✘│₪，智慧物聯恆溫恆溼櫃╃₪✘│₪，智慧物聯氮氣櫃╃₪✘│₪，防潮保險櫃╃₪✘│₪，防磁防潮櫃╃₪✘│₪，LED光電烤箱╃₪✘│₪，無氧烤箱╃₪✘│₪，氮氣發生器......▩₪│☁✘。
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