電玩具溫升測試方法淺析

摘 要：該文針對電玩具的溫升測試，介紹測試儀器的選用、測試方法和結(jié)果的判定方法。

關(guān)鍵詞：電玩具；溫升測試；熱電偶；溫度數(shù)據(jù)采集器

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 16-0000-01

玩具是伴隨兒童健康成長的“良師益友”。但玩具造成的兒童傷亡事故卻時有發(fā)生，“玩具安全”已成為一個焦點話題。其中，因為部分電動玩具由于電路設(shè)計、結(jié)構(gòu)或材料的缺陷，導(dǎo)致溫度過高或起燃，甚至造成燙傷或火災(zāi)等危害。因此，溫升測試是實際測試中的重點，下面我們將依據(jù)EN 62115：2005+A11：2012標(biāo)準(zhǔn)對溫升測試進(jìn)行講解。

一、溫升測試的概述

通常所說的“溫升”是指測量所得的溫度與外部環(huán)境空氣溫度的差值，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，要求在“正常使用”、“導(dǎo)體短路”、“溫控器短路”、“電機(jī)停轉(zhuǎn)”“電源錯誤連接”及“電子元件故障”等多種情況下測試電玩具可觸及表面的溫升。相對于電動玩具，引起發(fā)熱的主要因素是工作電流。以電動玩具車測試來舉例，將玩具車進(jìn)行正常使用，并監(jiān)測記錄其工作電流I正常，然后使用輔助設(shè)備模擬正常使用，并通過負(fù)載沙袋來調(diào)整車輪與輔助設(shè)備間的摩擦力使工作電流與之前測得的I正常一致，在玩具車易發(fā)熱表面粘貼熱電偶，持續(xù)監(jiān)測其發(fā)熱表面的溫度，直到最大值的出現(xiàn)為止。以此可以準(zhǔn)確測量出這類玩具在“正常使用”時的最大溫升值。

二、測試儀器的要求

可選用YOKOGAWA的DR230型溫度數(shù)據(jù)采集器及線徑不超過0.3mm的T型熱電偶；試驗角由兩面成直角的邊壁和底板組成，其材料為厚約20mm、涂有無光黑漆的膠合板；四層面積為500mm×500mm、質(zhì)量密度為40g/m2±8g/m2的漂白棉紗布。

三、玩具放置的位置及供電方式

玩具放置于玩耍過程中可能出現(xiàn)的最不利位置：手持式玩具自由懸掛在空中；其他玩具放在試驗角的底板上。玩具用四層漂白棉紗布覆蓋。對尺寸大于500mm的玩具，棉紗布放置于預(yù)期可能出現(xiàn)高溫和棉紗布被燒焦的部件表面。尺寸不超過500mm的玩具用棉紗布完全覆蓋。電池玩具以額定電壓供電，使用全新的不可充電電池（通常選用Duracell電池）或已充滿電的可充電電池供電，取較不利情況。變壓器玩具以0.94或1.06倍的額定電壓供電，二者取更不利的情況。

四、溫升測量方法

測量溫度的方法是使用熱電偶法。因為熱電偶法可用于測量環(huán)境溫度，也可用于測量樣品各部位的溫升，所以熱電偶法是測量玩具表面溫升最理想的方法。在進(jìn)行試驗前及試驗中，要確保試驗場所環(huán)境溫度為20±5℃且無強(qiáng)制對流空氣。在實際工作中，我們是將熱電偶連接到Y(jié)OKOGAWA-DR230型數(shù)據(jù)采集器，該儀器有30個通道，可同時連接30路熱電偶同時監(jiān)控30個發(fā)熱點，可看到各發(fā)熱點的即時溫度和溫度走勢圖。溫升試驗應(yīng)持續(xù)到電池耗完電為止，或者是建立起穩(wěn)定狀態(tài)為止，30分鐘內(nèi)溫度無明顯變化，認(rèn)為建立穩(wěn)定狀態(tài)。

電玩具需在以下幾種條件下進(jìn)行溫升測試：

（1）電玩具按正常使用狀態(tài)運作，如果電玩具在運行中自動關(guān)閉，需重新啟動。

（2）如果電玩具可觸及的不同極性部件間（電池室內(nèi)除外）絕緣能被直鋼針短路，或能被通過外殼上深度不超過100mm孔的細(xì)鋼棒短路，用軟線依次短路上述不同部件間絕緣。

（3）如果電玩具有使用限制溫度的控制器，則依次短路限制溫度的控制器。

（4）對于含有電機(jī)的玩具，在進(jìn)行堵轉(zhuǎn)條件下溫升測試時，需要堵住玩具外部可運動部位，對于由手或腳保持通電的電玩具，堵住30s后終止試驗，如果電玩具30s內(nèi)停止轉(zhuǎn)動，則重新啟動電玩具，直到運行30s為止。如果電玩具超過30s才自動停止運轉(zhuǎn)，則電玩具運轉(zhuǎn)到自動停止。

（5）變壓器玩具和帶電池盒的玩具除連接到說明書推薦使用的電源外，如果還可以串聯(lián)或并聯(lián)的方式再接到一個與玩具推薦的同樣的電源上，取較不利的情況進(jìn)行溫升測試。

（6）如果電玩具含有高功率電路（大于15W），則對高功率電路依次施加下述故障，每次施加一個故障條件：1）當(dāng)不同極性部件間的爬電距離和電氣間隙小于0.5mm時（電路板上功能絕緣為0.2mm），則使之短路，除非部件有足夠密封；2）任一元件接線端開路；3）電容器短路，除非符合IEC 60384-14或為制造商規(guī)定參數(shù)內(nèi)的陶瓷電容；4）非集成電路的電子元件的任兩個端子之間短路；5）三端雙向可控硅以二極管方式工作；6）集成電路的故障，如果集成電路故障條件下不可能產(chǎn)生一個特殊的信號，則不考慮其故障。

五、判定結(jié)果

根據(jù)玩具可觸及表面的不同部位及材質(zhì)，在溫升限值上有所不同，具體限值見表1和表2。此外，在試驗期間：密封劑不應(yīng)流出；玩具不應(yīng)產(chǎn)生火焰或熔融金屬；不應(yīng)產(chǎn)生危險物質(zhì)，如危險數(shù)量的有毒氣體或可燃性氣體；蒸汽不應(yīng)在玩具內(nèi)積聚；外殼變形不應(yīng)達(dá)到有損本標(biāo)準(zhǔn)符合性的程度；電池不應(yīng)泄漏有害危險物質(zhì)或爆裂；材料（包括棉紗布）不應(yīng)燒焦。電池表面（電池室需用工具打開或同時兩個獨立動作打開的情況下）的限值為45K。

參考文獻(xiàn)：

[1]歐盟標(biāo)準(zhǔn).電玩具的安全[Z].EN 62115：2005+A11，2012.

[2]王新.玩具安全測試及法規(guī)[M].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007.

[3]吳勁梅.玩具安全檢測技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.