Wodoodporność jest kluczowym czynnikiem projektowym dla współczesnych projektantów elektroniki i mechaniki, którzy rozważają stosowanie swoich produktów w wilgotnych lub zewnętrznych warunkach. Elektronika użytkowa, sterowniki przemysłowe, zewnętrzne systemy LED, inteligentne czujniki, akcesoria śledzące, zasilacze, a także elektronika medyczna powinny być odporne na częste działanie wilgoci, opady deszczu, wahania wilgotności, zanurzanie pod wpływem ciśnienia oraz zachlapanie, nie ulegając uszkodzeniu. Test wodoodporności Potwierdza integralność uszczelnienia poprzez modelowanie w rzeczywistych warunkach w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych. Niezależnie od tego, czy kompresja obudowy opiera się na ściskaniu uszczelki, spawaniu ultradźwiękowym, uszczelnieniu typu O-ring, klejeniu czy formowanych barierach polimerowych, pomiary i identyfikacja ścieżek wycieku wskazują na wczesne oznaki zmęczenia uszczelnienia, zanim nastąpią nieodwracalne skutki.
Większości usterek uszczelnień nie da się natychmiast wykryć. Dyfuzja wilgoci zazwyczaj rozpoczyna się w mikroskopijnych porach otaczających śruby, punkty wlotowe kabli, membrany odpowietrzające i interfejsy złączy. Niewykryta wilgoć stopniowo przedostaje się do obwodów wewnętrznych, gdzie korozja rozpoczyna się, powodując trwały rozkład elektryczny. Regulowane testy wodoodporności umożliwiają LISUN w celu zidentyfikowania luk w zabezpieczeniach przed udostępnieniem produktów.

Zrozumienie celu walidacji wodoodporności

Ocena wodoodporności nie polega jedynie na umieszczeniu próbek w środowisku ciekłym, ale ma symulować warunki naprężeń, którym produkty są poddawane w trakcie swojego normalnego cyklu życia. W instalacjach znajdujących się na zewnątrz występują siły rozprysku deszczu i przenikania cieczy przez szwy spowodowane grawitacją, zróżnicowanie cykli temperaturowych oraz spowolnienie dyfuzji przez słabe uszczelnienia. Wpływy te są replikowane w teście wodoodporności, wykorzystującym przepływ kierunkowy, głębokość działania ciśnienia i długotrwały czas ekspozycji, a nie tylko zwilżanie powierzchni.
Produkty wodoodporne IPX8 poddawane są testom ciągłego zanurzenia, aby potwierdzić suchość komór wewnętrznych. Podczas gdy produkty odporne na zachlapanie są wystawione na krótkotrwałe działanie wody, produkty IPX8 wytrzymują dłuższe zanurzenie na określonych głębokościach.

Podstawowe procedury laboratoryjne stosowane podczas narażenia na działanie wody

Profesjonalne laboratoria projektują testy w trzech etapach: ekspozycji wstępnej, ekspozycji wytrzymałościowej i kontroli poekspozycyjnej. Podczas ekspozycji wstępnej przeprowadza się wstępne zwilżenie próbki na jej powierzchni w celu uwidocznienia widocznych obszarów słabego uszczelnienia.
W przypadku długotrwałego narażenia na działanie czynników zewnętrznych, ciśnienie i wartości czasu gwałtownie rosną. Przy dłuższych cyklach narażenia, uszczelki ściskają się w różny sposób, co wynika ze sprężystości materiału. Istnieją uszczelki, które pęcznieją i zamykają się w ten sposób, oraz takie, które kurczą się pod wpływem długotrwałej wilgoci.
Badanie po ekspozycji służy do sprawdzenia obecności kropel w wewnętrznych polach stykowych, ścieżkach PCB i metalowej obudowie, zaciskach akumulatora lub okienkach optycznych. W bardziej zaawansowanych procedurach weryfikacji pomiary ciągłości elektrycznej przeprowadza się natychmiast po zanurzeniu elementu i utrzymaniu go w stanie wilgotnym, aby zakodować rzeczywiste scenariusze użytkownika.

Testowanie oparte na immersji i modelowanie w warunkach rzeczywistych

Testy polegają na zanurzeniu w zbiornikach z wodą o regulowanej temperaturze, która nie może się rozszerzać ani przeciekać. Materiały uszczelniające poddawane są działaniu sił ściskających do wewnątrz w miarę wzrostu ciśnienia. W warunkach zewnętrznych ciśnienie hydrostatyczne zmienia się wraz z głębokością, ale nie z powierzchnią. Wodoodporność IPX8 wynika z ciśnienia hydrostatycznego, które zmienia się wraz z głębokością i czasem. Wartości wytrzymałości mogą wahać się od pół godziny do kilku godzin.
Technika zanurzeniowa pozwala na uszczelnienie słabych punktów przycisków, okienek, gniazd ładowania i pokryw złączy. Pęcherze powietrzne tworzące się w klejach są jedną z wielu przyczyn uszkodzeń obudów. Uwięzione kieszenie po zanurzeniu ulegają nieproporcjonalnej kompresji, co prowadzi do powstania mikrokanalików, przez które może przedostawać się woda.

Weryfikacja kierunkowego strumienia wody

Kierunkowy przepływ wody jest istotny, ponieważ obiekty nie gromadzą jednorodnej wody. Opady deszczu i rozpryski wody uderzają w powierzchnie pod różnym kątem, w zależności od miejsca instalacji. Na przykład, publiczne punkty ładowania mogą być zamontowane pionowo, z trajektorią skierowaną w dół. Zewnętrzne lampy pod okapem są narażone na ciśnienie rozprysku wody w wyniku odchylenia powierzchni.
Ekspozycja kierunkowa jest również stosowana w procedurach testowania wodoodporności poprzez zastosowanie dysz kątowych. Potwierdza to opór przepływu na podstawie pędu, a nie tylko nasiąkliwości ciśnieniowej. W zależności od rodzaju urządzenia, natężenie przepływu, odległość między dyszami i ciśnienie uderzenia różnią się.

Wpływ temperatury na analizę wodoodporności

Temperatura jest również bezpośrednim czynnikiem, ponieważ uszczelki puchną lub kurczą się pod wpływem zmian środowiskowych. Gdy maszyna ma rozgrzaną elektronikę wewnętrzną, następuje nagły spadek ciśnienia wewnętrznego, gdy maszyna jest wystawiona na działanie zimnej wody. Otaczająca woda z kolei próbuje wypełnić pociski powstałe podczas kurczenia. Efekt ten jest modelowany w teście, który polega na wstępnym nagrzaniu urządzeń.
Urządzenia chłodzące służą również do badania kondensacji wewnątrz obudów, gdy są one przechowywane w wilgotnym powietrzu. Kondensacja hydrauliczna zachodzi wzdłuż wewnętrznych granic i otwiera otwory wentylacyjne. Kontrola wodoszczelności nie kończy się na zanurzeniu, ale rozszerza się na dynamiczny parametr cykli temperaturowych.
Tabela: Wartości reprezentatywne stosowane w typowych cyklach testów wodoodporności

Ocena modułów komunikacyjnych i inteligentnej elektroniki zewnętrznej

W urządzeniach elektronicznych niskiego napięcia używanych na zewnątrz, takich jak słupy ładowania, sygnalizatory bezpieczeństwa, nadajniki czujników, skrzynki przyłączeniowe przy drogach i węzły zasilane energią słoneczną, uszczelnienie środowiskowe ma ogromne znaczenie. Wilgotność w portach danych lub obwodach RF powoduje zmiany impedancji strukturalnej i nieprzewidziane resety. Skondensowany metal szybko utlenia się, tworząc małe, metaliczne punkty. Analiza wodoodporności pozwala na stabilną komunikację danych przez cały okres użytkowania.
Już teraz akumulatory zamknięte w małych komorach wytwarzają ciepło, co nasila powstawanie pary. W przypadku kondensacji w akumulatorze, korozja zacisków jest mylona. Dlatego pomiary przewodności wykonane natychmiast po teście pozwalają na ocenę niezawodności zacisków akumulatora.

Zastosowania w kompaktowej elektronice użytkowej

Klienci poszukują mniejszych, przenośnych urządzeń elektronicznych o bardzo długiej żywotności, które można z łatwością używać na plaży, w wodzie, a nawet w deszczu. Inteligentne zegarki, bezprzewodowe etui ładujące do słuchawek, przenośne czytniki kodów kreskowych i kontrolery do noszenia są w pełni testowane pod kątem zanurzenia.
Chociaż urządzenia te zawierają miniaturowe interfejsy uszczelniające, ich powierzchnie są bardziej wrażliwe na ciśnienie. W przypadku awarii odpowietrzników wyrównujących ciśnienie, nieprzewidziane zanurzenie powoduje nieodwracalną awarię. Słabości układu odpowietrzającego są precyzyjnie wykrywane poprzez wstępne kondycjonowanie urządzenia w wysokich temperaturach i jak najszybsze obciążenie.
Inne posiadają hydrofobową membranę odpowietrzającą, która przepuszcza powietrze, ale zapobiega przedostawaniu się cieczy. Programy testów wodoodporności wskazują integralność membran po zakończeniu obciążeń zginających, wibracji lub wielokrotnym otwieraniu pokryw zawiasowych.

Rysunek: Aparat do testowania wodoodporności

Ocena uszczelnień w komponentach przemysłowych

Testy wodoszczelności zespołów przemysłowych nie polegają na spryskaniu ich niewielką ilością wody, lecz na intensywnym użyciu dużych ilości wody gromadzącej się wokół obudów. Silikonowe systemy uszczelek, wielowarstwowe systemy O-ringów czy obudowy z uszczelnieniem kompresyjnym to ciężkie konstrukcje uszczelniające, które na pierwszy rzut oka wydają się bardzo wytrzymałe, ale z czasem ich właściwości ulegają zmianie. Stałe ściskanie obniża elastyczność powierzchni uszczelek, szczególnie pod wpływem cykli temperaturowych.
Zmęczenie uszczelek jest widoczne w wyniku długotrwałego nasiąkania wodą. Na podstawie wyników testów producenci modyfikują głębokość rowka, siłę dokręcania, twardość uszczelek lub grubość płyt montażowych. Gdy obudowy z tworzyw sztucznych rozszerzają się pod wpływem chemicznej absorpcji wody, zmiany wymiarów zaburzają ustawienie uszczelek, a woda zaczyna wydostawać się przez części boczne.

Wniosek

Zorganizowany test wodoodporności Nie oznacza to, że uszczelnienie jest skuteczne, ale naukowo potwierdza jego skuteczność. Rzeczywiste warunki narażenia obejmują ekspozycję kierunkową, długie okresy narażenia, odkształcenia wywołane temperaturą, ciśnieniem oraz nieszczelności spowodowane kondensacją. Słabości, które ujawniłyby się zbyt późno w warunkach rzeczywistych, ujawniają się dopiero w symulacji kontrolowanej w laboratorium.
Test zanurzeniowy staje się testem wytrzymałościowym ciągłości, a nie testem zwilżania powierzchni, gdy twórcy produktów są zainteresowani certyfikacją wodoodporności IPX8. Połączenie ekspozycji na statyczny zbiornik, analizy strumienia kierunkowego, wstępnego przygotowania do szoku cieplnego i późniejszej diagnostyki inspekcyjnej sprawia, że ​​badanie wodoodporności ma charakter kontroli inżynieryjnej, a nie formalności.
Testy wodoodporności opierają się na dokładnej rekonstrukcji obciążeń środowiskowych, co pozwala na długotrwałą niezawodną pracę urządzeń, ochronę elektroniki przed korozją, zwiększa bezpieczeństwo konsumenta i zapobiega awariom spowodowanym działaniem wody, które zwykle ujawniają się po zakończeniu eksploatacji.

Lisun Firma Instruments Limited została znaleziona przez LISUN GROUP w 2003 roku. LISUN system jakości został ściśle certyfikowany przez ISO9001: 2015. Jako członek CIE, LISUN produkty są projektowane w oparciu o normy CIE, IEC i inne normy międzynarodowe lub krajowe. Wszystkie produkty przeszły certyfikat CE i zostały uwierzytelnione przez zewnętrzne laboratorium.

Naszymi głównymi produktami są Goniofotometr, Integracja Kuli, Spektroradiometr, Generator przepięć, Pistolety do symulatorów ESD, Odbiornik EMI, Sprzęt testowy EMC, Tester bezpieczeństwa elektrycznego, izba środowiska, izba Temperatura, Komora klimatyczna, Komora termiczna, Test w komorze solnej, Komora do badania pyłu, Wodoodporny test, Test RoHS (EDXRF), Test świecącego drutu oraz Test płomienia igłowego.

Skontaktuj się z nami, jeśli potrzebujesz wsparcia.
Dział techniczny: Service@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8615317907381
Dział sprzedaży: Sales@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8618117273997