技術(shù)支持
SUPPORT
技術(shù)研發(fā)的背景及意義
隨著半導(dǎo)體封裝/LED光電子/微電子/生物醫(yī)療/軍工/航天等領(lǐng)域更加注重各種器材，元器件，光學(xué)模組，半導(dǎo)體封裝工藝在儲(chǔ)存安全方面的拍切需求，【藍(lán)精靈公司】作為在小型密閉空間溫濕度管控行業(yè)深耕15載的專業(yè)技術(shù)公司于2019年初，組織研發(fā)團(tuán)隊(duì)，加大科技攻關(guān)投入，終于研發(fā)出新一代【智能物聯(lián)控濕柜】，并向國(guó)家專利部門申請(qǐng)相關(guān)實(shí)用新型專利及發(fā)明專利。隨著該項(xiàng)技術(shù)的在行業(yè)應(yīng)用的全面推開，將極大的改善廣大用戶在溫濕度管控及防氧化防護(hù)等安全智能儲(chǔ)存方面目前尚存欠缺和不足的被動(dòng)局面。
【藍(lán)精靈智能物聯(lián)控濕柜】跟傳統(tǒng)防潮柜相比較，除濕度下行控制的基本功能外，對(duì)柜內(nèi)溫濕度環(huán)境管控更加全面，增加了分子篩反向微加濕控制功能。當(dāng)儲(chǔ)存環(huán)境濕度偏低時(shí)，可實(shí)施加濕管控，在此基礎(chǔ)上，為提升產(chǎn)品管控的防氧化功能，還增加了氮氧濃度控摸模塊，讓柜內(nèi)的溫度/濕度/氮氧濃度三項(xiàng)儲(chǔ)存安全指標(biāo)得到全方位監(jiān)控。
為提高溫濕度及氮氧濃度管控的便捷性，開發(fā)了【藍(lán)精靈智能物聯(lián)溫濕度管控平臺(tái)】，讓儲(chǔ)存空間的安全監(jiān)控能通過(guò)手機(jī)APP及電腦WEB端實(shí)時(shí)雙向傳送，打破時(shí)空限制，讓儲(chǔ)存安全不僅智慧全面，而且觸目可及。
?。ㄒ唬﹤鹘y(tǒng)除濕機(jī)芯的弊端及劣勢(shì)
傳統(tǒng)分子篩除濕機(jī)芯采用13X/4A分子篩作為吸濕材料，吸濕材料的選擇是嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的。這種材料具備兩大特征：
?、僭偕δ?。在一定的溫度條件或壓力條件下，分子篩可以重新獲得對(duì)水分子選擇性吸附能力，因而可以通過(guò)加熱或加壓分子篩，迫使其再生，不斷重復(fù)使用，不用頻繁更換吸附材料，在確定的使用期內(nèi)，無(wú)明顯省耗，擁有良好循環(huán)使用價(jià)值。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)測(cè)試，以24小時(shí)為周期，每24小時(shí)再生4次，可以持續(xù)使用5年左右。5年后，其對(duì)水分子的吸附能力只剩下5%左右，失去了使用價(jià)值，需要更換新的吸濕材料。
?、趯?duì)水分子擁有有良好的吸附親和力。大部分分子篩對(duì)水分子都有吸附能力，以13X,4A分子篩尤為明顯。即使在極低濕度環(huán)境下，任然具備吸附水分子的可能性，所以可以用于獲取10%RH，甚至3%RH值以下的極低濕度的極度干燥環(huán)境。所以，在小型密閉空間的超低濕度環(huán)境控制方面，具備天然的不可替代的作為精密低濕除濕應(yīng)用的超高性價(jià)比使用價(jià)值。
劣勢(shì)方面
分子篩再生模式
傳統(tǒng)除濕機(jī)芯采用熱力再生，靜態(tài)散熱。分子篩再生采用PTC半導(dǎo)體恒溫模塊，單片功耗為30W，單個(gè)機(jī)芯搭載2片，總功耗為60W，恒溫模塊表面溫度為200℃，持續(xù)加熱時(shí)間為30分鐘。由于采用靜態(tài)自然散熱方式，分子篩冷卻時(shí)長(zhǎng)達(dá)到35分鐘，也就是說(shuō)，分子篩啟動(dòng)再生后，需要65分鐘后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(fèi)時(shí)間，降低了除濕效率。
傳統(tǒng)除濕機(jī)芯采用鎳鈦記憶合金彈簧作為除濕/排濕閥門的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，鎳鈦記憶彈簧屬于熱力形變彈簧，熱態(tài)時(shí)會(huì)產(chǎn)生張力，冷卻后會(huì)恢復(fù)原來(lái)的形狀，在碳鋼彈簧的平衡作用下開啟或關(guān)閉除濕/排濕閥門。由于記憶彈簧需要熱力支持其形變，所以必須為記憶彈簧配裝獨(dú)立恒溫模組，記憶彈簧的牽引力隨恒溫模組的溫度變化而變化，當(dāng)恒溫模組升溫至80℃時(shí)，記憶彈簧牽引力達(dá)到最大值，彈簧形態(tài)達(dá)到最少值，碳鋼彈簧被拉伸，排濕閥門打開，機(jī)芯處于水分子往柜外散發(fā)狀態(tài)，完全排干分子篩中的水分子，需要30分鐘時(shí)間。在這30分鐘的排濕時(shí)間內(nèi)，記憶彈簧張力最大，閥門的關(guān)閉相對(duì)來(lái)說(shuō)還是比較嚴(yán)實(shí)，外界潮濕氣流進(jìn)入柜內(nèi)的幾率比較少。接下來(lái)的35分鐘的記憶彈簧的冷卻閥門關(guān)閉過(guò)程，一系列的弊端便顯現(xiàn)出來(lái)了。
由于記憶彈簧自身溫度隨恒溫模組溫度緩慢自然降低，其張力會(huì)緩慢衰退，由于碳鋼彈簧的拉力時(shí)恒定不變的，所以，閥門的關(guān)閉也是緩慢地漸次關(guān)閉，這個(gè)閥門關(guān)閉過(guò)程跟記憶彈簧的溫度下行相關(guān)聯(lián)，需要長(zhǎng)達(dá)35分鐘的關(guān)閉時(shí)間，此過(guò)程中，閥門基本上是一種半開半閉狀態(tài)，（檢查方法：打開柜門去觀察除濕機(jī)芯，會(huì)發(fā)現(xiàn)機(jī)芯有透光現(xiàn)象，外界光源會(huì)透過(guò)閥門進(jìn)入柜內(nèi)），帶來(lái)的不良后果有如下兩個(gè)方面：
?、俪凉駲C(jī)芯內(nèi)部的一部分熱量必然會(huì)無(wú)可避免地輻射到柜內(nèi)，引發(fā)柜內(nèi)溫度飆升，并帶來(lái)嚴(yán)重的溫度波動(dòng)，由于持續(xù)時(shí)間達(dá)半小時(shí)左右，最高可給柜內(nèi)帶來(lái)使用環(huán)境溫度3-5℃的正向波動(dòng)。這種由于柜內(nèi)溫升帶來(lái)的溫度方面的忽高忽低劇烈波動(dòng)，將給儲(chǔ)存在柜內(nèi)材料，器件，精密光學(xué)組件等，帶來(lái)不可忽視的安全隱患。
?、诠裢獬睗駳饬鳠o(wú)可避免地趁機(jī)進(jìn)入柜內(nèi)。潮濕氣流本身水分子含量高，質(zhì)量大，它隨時(shí)保持從高濕區(qū)域向低濕干燥區(qū)浸透轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)，閥門的半開半閉狀態(tài)，正好給它提供了這種入浸的機(jī)會(huì)。所以，柜內(nèi)濕度即使已經(jīng)達(dá)到設(shè)定目標(biāo)值，只要記憶彈簧開關(guān)閥門驅(qū)動(dòng)程序開啟，柜內(nèi)濕度上行就無(wú)法避免。這種種由于除濕/排濕閥門以記憶彈簧作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶來(lái)的濕度正向波動(dòng)，俗稱返潮。最高可達(dá)15%RH。由此可見，在如此大的返潮內(nèi)耗作用下，傳統(tǒng)除濕機(jī)芯的除濕效率是非常低下的。柜內(nèi)濕度波動(dòng)是非常顯著的。很多國(guó)內(nèi)國(guó)外品牌用這樣的傳統(tǒng)除濕技術(shù)，卻自稱可以實(shí)現(xiàn)所謂的精密定點(diǎn)控濕，實(shí)在是沒(méi)有任何專業(yè)技術(shù)素養(yǎng)的睜眼說(shuō)瞎話，信口開河！
《藍(lán)精靈大面陣智能濕度控制機(jī)芯》與《分子篩+記憶彈簧除濕機(jī)芯》性能對(duì)比
?。ㄒ唬?/span>《藍(lán)精靈大面陣智能濕度控制機(jī)芯》
技術(shù)參數(shù)
濕度設(shè)定范圍〉01~99%RH
①濕度控制范圍 01~99%RH（±3%RH）
核心技術(shù)說(shuō)明〉
1）新一代大面陣智能濕度控制機(jī)芯具備分子篩反向加濕功能，系行業(yè)首創(chuàng)。搭載新機(jī)芯的產(chǎn)品不再是傳統(tǒng)意義上的防潮柜。在上述濕度區(qū)間全程可測(cè)可控。每一臺(tái)搭載新機(jī)芯的產(chǎn)品，皆具備分子篩反向加濕功能。所出售的每一臺(tái)智能電子控濕柜都可以達(dá)到10%RH值以下的超低濕度目標(biāo)值！
2）返潮量控制
新一代大面陣智能機(jī)芯采用鋁合金閥門+微電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，開啟關(guān)閉閥門的時(shí)間為3秒以內(nèi)，由于閥門在除濕及吸濕的切換時(shí)間達(dá)到秒級(jí)，隔離了外界潮濕空氣同柜內(nèi)干燥空氣的水分子交換干涉，從根本上解決了濕度漂移及返潮問(wèn)題。
3）溫度抑制
為何要對(duì)柜內(nèi)溫度進(jìn)行抑制？
由于分子篩在再生過(guò)程中有一定的熱量產(chǎn)生，大部分熱量都會(huì)隨水分子輻射到柜外空間，但仍有極少部分余熱會(huì)擴(kuò)散到柜內(nèi)，導(dǎo)致柜內(nèi)溫度產(chǎn)生一定幅度的波動(dòng)。傳統(tǒng)的分子篩除濕機(jī)芯采用鎳鈦記憶彈簧作為除濕閥門的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，記憶彈簧閥門切換時(shí)間跟記憶彈簧溫度相關(guān)聯(lián)，需要30~40分鐘時(shí)間，閥門才能完全關(guān)閉嚴(yán)實(shí)，切換過(guò)程中閥門存在半開半閉狀態(tài)，熱量容易向柜內(nèi)輻射，導(dǎo)致柜內(nèi)溫度偏高，溫度偏離環(huán)境溫度值會(huì)達(dá)到3-5℃。給儲(chǔ)存空間帶來(lái)嚴(yán)重溫度波動(dòng)干撓。
《藍(lán)精靈大面陣智能除濕機(jī)芯》溫度抑制技術(shù)創(chuàng)新舉措如下：
?、俨捎昧诵袠I(yè)領(lǐng)先的無(wú)熱智能電動(dòng)閥門驅(qū)動(dòng)技術(shù)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)機(jī)芯的熱力記憶彈簧驅(qū)動(dòng)技術(shù)。刪減了一片PTC加熱模塊，在分子篩再生期間的熱輻射源比傳統(tǒng)機(jī)芯減少1/3。
?、跈C(jī)芯采用微型風(fēng)機(jī)主動(dòng)散熱機(jī)動(dòng)態(tài)除濕技術(shù)，效率是傳統(tǒng)機(jī)芯的3倍以上。主動(dòng)散熱技術(shù)：分子篩加熱30分鐘完成去除水分子后，在散熱風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下。15分鐘即可轉(zhuǎn)為除濕狀態(tài)，比傳統(tǒng)機(jī)芯減少了30分鐘時(shí)間。
動(dòng)態(tài)除濕技術(shù)：采用微型軸流風(fēng)機(jī)動(dòng)態(tài)除濕，可以以少勝多（標(biāo)準(zhǔn)款智能控濕柜只需裝載一只機(jī)芯，在80-90%RH高濕環(huán)境下，都可達(dá)標(biāo)10%RH以下的低濕）。
一方面可將再生熱源數(shù)量減少到傳統(tǒng)機(jī)芯的1/3。由于再生熱源數(shù)量的減少，加上除濕/排濕電控閥門關(guān)閉相當(dāng)嚴(yán)實(shí)迅速，機(jī)芯內(nèi)部再生熱源無(wú)法形成對(duì)柜內(nèi)的熱量輻射，對(duì)柜內(nèi)溫度抑制起到了良好的輔助作用。實(shí)測(cè)驗(yàn)證，柜內(nèi)溫度正向波動(dòng)小于1℃。經(jīng)查驗(yàn)，系藍(lán)精靈公司首創(chuàng)，國(guó)內(nèi)無(wú)先例。
?、酃耖T開啟時(shí)，濕度自恢復(fù)速度極快。當(dāng)柜門打開時(shí)，柜內(nèi)濕度會(huì)因外界潮濕氣流的浸入而迅速升高，新機(jī)芯此時(shí)會(huì)由原來(lái)的平衡狀態(tài)迅即轉(zhuǎn)為吸濕狀態(tài)，而此時(shí)分子篩不用加熱再生，機(jī)芯直接進(jìn)入單一的動(dòng)態(tài)除濕狀態(tài)。讓柜內(nèi)濕度值快速恢復(fù)至設(shè)定值誤差范圍內(nèi)的平衡狀態(tài)，視開門時(shí)間長(zhǎng)短機(jī)設(shè)備無(wú)再生狀態(tài)時(shí)間長(zhǎng)短，通常只需30分鐘~60分鐘時(shí)間即可完成濕度自恢復(fù)平衡態(tài)。由于分子篩無(wú)加熱再生，柜內(nèi)溫度無(wú)任何正向波動(dòng)。
而傳統(tǒng)的除濕機(jī)芯，在柜門開啟后，立即轉(zhuǎn)入分子篩再生狀態(tài)，一個(gè)再生流程下來(lái)，需要1個(gè)小時(shí)，再生過(guò)程中，又會(huì)引發(fā)柜內(nèi)溫度升高3℃-5℃左右，濕度正向波動(dòng)會(huì)達(dá)到10%-15%RH，加上靜態(tài)除濕的固定模式，濕度自恢復(fù)至平衡態(tài)，需要5-6個(gè)小時(shí)。由此可見，傳統(tǒng)機(jī)芯在整個(gè)溫濕度自恢復(fù)的過(guò)程中，帶來(lái)柜內(nèi)非常明顯的溫濕度波動(dòng)，除濕過(guò)程曲折緩慢而且耗時(shí)極長(zhǎng)。經(jīng)測(cè)試，新機(jī)芯在開啟關(guān)閉柜門的取拿物料過(guò)程中，濕度自恢復(fù)效率是傳統(tǒng)機(jī)芯的5倍以上，而且無(wú)任何溫度正向波動(dòng)干擾。
3）能耗
控制軟件系我司自主研發(fā)，采用獨(dú)創(chuàng)的智能模糊算法，大大降低了分子篩活化再生次數(shù)?？梢詫⒎肿雍Y一次再生的吸濕性能發(fā)揮到極限。目標(biāo)設(shè)定值為3%RH，環(huán)境濕度為90%RH，柜體容積1點(diǎn)5立方，空箱不開啟柜門條件下測(cè)試，分子篩再生周期為20小時(shí)。較原來(lái)傳統(tǒng)的分子篩除濕技術(shù)相比較，分子篩的使用壽命，延長(zhǎng)4倍之多。由于分子篩再生次數(shù)減少，PTC加熱模組加熱次數(shù)相應(yīng)減少，從而大大降低了電能消耗，單只機(jī)芯的24時(shí)標(biāo)準(zhǔn)能耗為0.24千瓦時(shí)，不到1/4度電，為行業(yè)內(nèi)最節(jié)能的產(chǎn)品。
4）分子篩使用壽命
由于分子篩再生次數(shù)的減少，相應(yīng)會(huì)大大提高機(jī)芯的使用壽命，預(yù)估壽命可達(dá)10~12年。
?。ǘ秱鹘y(tǒng)分子篩+記憶彈簧驅(qū)動(dòng)機(jī)芯》
技術(shù)參數(shù)
濕度設(shè)定范圍〉3%~99%RH
?、贊穸瓤刂品秶?/span>
5%RH-當(dāng)前環(huán)境濕度（±3%RH）（三只機(jī)芯）
《分子篩+記憶合金彈簧除濕機(jī)芯》技術(shù)盲點(diǎn)〉
采用鎳鈦記憶合金彈簧+PTC發(fā)熱模快作為驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，開啟關(guān)閉閥門的時(shí)間為45分鐘，為何需要45分鐘時(shí)間呢？這是記憶彈簧本身的工作特性所決定的！記憶彈簧產(chǎn)生張力需要PTC加熱?？焯峁崃χС郑挥挟?dāng)記憶彈簧本身溫度升至80℃時(shí)，彈簧才能產(chǎn)生張力，當(dāng)溫度降至40℃時(shí)，彈簧會(huì)回復(fù)到初始狀態(tài)，并失去張力。而這個(gè)散熱過(guò)程需要45分鐘時(shí)間，導(dǎo)致開關(guān)閥門的時(shí)間無(wú)法解藕，由于用來(lái)平衡記憶彈簧的鋼質(zhì)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(jí)減少，在45分鐘的閥門切換過(guò)程中，就必然會(huì)存在機(jī)芯閥門的半開半閉的非嚴(yán)實(shí)密封狀態(tài)，目視可見機(jī)芯有漏光現(xiàn)象，導(dǎo)致外界潮濕空氣吸入柜內(nèi)，從而產(chǎn)生返潮現(xiàn)象。
這種由于記憶彈簧本身的特性帶來(lái)的熱力延時(shí)關(guān)閉閥門的缺陷是目前分子篩除濕技術(shù)行業(yè)通病，帶來(lái)的不利后果有
?、俜党绷看蟆；緯?huì)達(dá)到10%^15%RH的返朝量。因機(jī)芯返潮原因會(huì)大大降低機(jī)芯的除濕效率。從實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)中驗(yàn)證得知，由于返潮引起的除濕內(nèi)耗時(shí)間達(dá)到90分鐘。也就是說(shuō)，這90分鐘是無(wú)用功，白白浪費(fèi)了除濕時(shí)間。
?、诠駜?nèi)相對(duì)濕度狀態(tài)極不穩(wěn)定。當(dāng)柜門開啟，取拿物品時(shí)，由于外界潮濕空氣浸入柜內(nèi)，PCT加熱模塊會(huì)加熱記憶彈簧，以便讓機(jī)芯處于排濕狀態(tài)。PTC加熱模塊在加熱過(guò)程中的熱輻射會(huì)導(dǎo)致柜內(nèi)溫度迅速上升，而溫度的上升又會(huì)導(dǎo)致柜內(nèi)的相對(duì)濕度平衡被打破，產(chǎn)生濕度波動(dòng)。
所以，采用這種（分析子篩除濕）+（記憶彈簧執(zhí)行）技術(shù)，不可能實(shí)現(xiàn)柜內(nèi)濕度精確控制，濕度波動(dòng)極大，同時(shí)溫度波動(dòng)幅度會(huì)達(dá)到3~4℃左右?？梢灶A(yù)見，在溫濕度環(huán)境如此大的波動(dòng)狀態(tài)下，會(huì)對(duì)被儲(chǔ)存物品/器材等帶來(lái)嚴(yán)重的溫度失控方面的安全隱患。
3）除濕速度慢，達(dá)不到低濕狀態(tài)。
由于該項(xiàng)技術(shù)采用了自然吸附式的被動(dòng)除濕方式，除濕速度非常緩慢。設(shè)定濕度在常濕20%RH，環(huán)境濕度在65%狀態(tài)下，達(dá)到目標(biāo)值需要6小時(shí)左右。開啟一次柜門，取拿時(shí)間為1分鐘，再一次回復(fù)到目標(biāo)值需要3~4小時(shí)。目標(biāo)濕度只能達(dá)到20%RH
，如要達(dá)到10%RH以下的低濕環(huán)境，通常采用增加機(jī)芯數(shù)量的方式來(lái)提高除濕速度及除濕效率，增加機(jī)芯數(shù)量后，低濕指標(biāo)是可以實(shí)現(xiàn)了，但由于增加了再生熱源數(shù)量（某臺(tái)資品牌搭載機(jī)芯數(shù)量達(dá)到6只），柜內(nèi)返潮量控制又無(wú)法實(shí)現(xiàn)，溫升更是大得驚人！所以在低濕控制方面，10%RH低濕狀態(tài)根本就無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間得以穩(wěn)定。于是就采取一種機(jī)械辦法來(lái)彌補(bǔ)這種傳統(tǒng)除濕技術(shù)帶來(lái)的缺陷。濕度設(shè)定只能在1-10%RH值之間進(jìn)行，超過(guò)10%RH，就不能設(shè)定了！至于為何要如此這般，就只有其自己清楚了，叫做：沒(méi)有辦法的辦法！死馬當(dāng)作活馬醫(yī)嘛！
4）能耗高，分子篩使用壽命縮減。
以單機(jī)芯為例，每個(gè)機(jī)芯包括3個(gè)PTC加熱模塊，其中一只模塊為記憶彈簧提供熱力支持，二只用來(lái)再生分子篩，功率為30瓦/只，總功率為90瓦。以4小時(shí)/次為周期，每天（24小時(shí)）分子篩固定再生次數(shù)為6次，加上因開啟柜門引發(fā)的分子篩觸發(fā)性再生，再生次數(shù)會(huì)相應(yīng)增加。導(dǎo)致的結(jié)果是，徒增了能耗，同時(shí)縮減了分子篩的使用壽命?？蛻魧?shí)測(cè)驗(yàn)證分子篩使用壽命在4~5年。
5）功能單一
只能除濕，不能加濕。只能往環(huán)境濕度以下的區(qū)間設(shè)置目標(biāo)濕度值。
總結(jié)
綜上所述，由于《大面陣智能濕度控制機(jī)芯》創(chuàng)新采用動(dòng)態(tài)除濕技術(shù)，效率極高，減少了機(jī)芯裝載數(shù)量，熱交換幾率減少，溫度因熱輻射帶來(lái)的波動(dòng)相應(yīng)減少，加上采用機(jī)電一體化的鋁合金智能無(wú)熱電動(dòng)閥門及優(yōu)良的智能模糊算法溫濕度管控軟件。
《藍(lán)精靈新一代大面陣智能濕度控制機(jī)芯》在溫濕度控制的穩(wěn)定性，可靠性，精準(zhǔn)性，使用壽命四個(gè)主要方面，都遠(yuǎn)超同行。
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