Impermeabilizarea este o considerație critică de design pentru proiectanții electronici și mecanici actuali care iau în considerare utilizarea produselor lor în medii umede sau exterioare. Electronicele de larg consum, controlerele industriale, sistemele LED pentru exterior, senzorii inteligenți, accesoriile de urmărire, unitățile de alimentare, precum și electronicele medicale ar trebui să fie rezistente la expunerea frecventă la umiditate, ploaie, variabilitatea umidității, imersiune bazată pe presiune și stropire, fără a se deteriora. Test de rezistență la apă confirmă integritatea etanșării prin modelare în condiții reale, în condiții controlate de laborator. Indiferent dacă compresia carcasei se bazează pe compresia garniturii, sudarea cu ultrasunete, etanșarea cu inele O, lipirea adezivă sau barierele polimerice formate, măsurătorile traseului de scurgere și identificarea traseului de scurgere pentru a identifica semnele timpurii de oboseală a etanșării apar înainte de ireversibil.
Majoritatea defecțiunilor de etanșare nu pot fi detectate instantaneu. Difuzia umezelii începe de obicei la porii microscopici care înconjoară șuruburile, punctele de intrare ale cablurilor, membranele de ventilație și interfețele conectorilor. Dacă nu este detectată, umezeala ajunge treptat în circuitele interne, unde coroziunea începe să creeze descompunere electrică permanentă. Testarea reglementată a etanșeității permite... LISUN pentru a identifica vulnerabilitățile înainte de lansarea produselor.

Înțelegerea scopului validării impermeabilității

Evaluarea pe bază de apă nu are ca scop doar plasarea probelor într-un mediu lichid; cu toate acestea, este menită să simuleze condițiile de stres pe care produsele le experimentează în mod normal în timpul duratei lor de viață convenționale. În instalațiile care sunt în aer liber, există forțe de ploi stropite și de penetrare a fluxului prin îmbinări din cauza gravitației, diferențierea temperaturilor ciclului, încetinirea difuziei prin etanșări slabe. Aceste influențe sunt reproduse într-un test de rezistență la apă folosind fluxul direcțional, adâncimea presurizată și timpii de expunere susținută în loc să se ude doar suprafața.
Produsele impermeabile cu grad de protecție IPX8 sunt supuse unui test constant de submersie pentru a confirma că în camerele interne este uscat. În timp ce produsele rezistente la stropire sunt supuse unor perioade scurte de expunere, produsele cu grad de protecție IPX8 rezistă la expuneri mai lungi la adâncimi specificate.

Proceduri de laborator de bază aplicate în timpul expunerii la apă

Laboratoarele profesionale proiectează teste pe trei niveluri: expunere preliminară, expunere de anduranță și inspecție post-expunere. În timpul expunerii preliminare, se efectuează o umezire preliminară a probei pe suprafața acesteia pentru a evidenția zonele proeminente de etanșare slabă.
Când se induce o expunere de anduranță, presiunea crește, iar valorile de timp cresc enorm. La cicluri de expunere mai lungi, ciclurile de expunere determină comprimarea diferită a etanșărilor ca urmare a elasticității materialului. Există garnituri care se umflă și se închid astfel și există garnituri care se contractă în timpul umezelii prelungite.
Testarea după expunere este utilizată pentru a verifica prezența picăturilor în plăcuțele de contact interne, traseele PCB și carcasa metalică, bornele bateriei sau ferestrele optice. În procedurile de verificare mai avansate, măsurătorile de continuitate electrică sunt efectuate imediat ce piesa este imersată și menținută umedă pentru a codifica anumite scenarii reale de utilizare.

Testarea bazată pe imersiune și modelarea în lumea reală

Testele sunt teste de imersie în care submersiunea este simulată în rezervoare de apă cu apă cu temperatură reglată, căreia nu i se permite să se dilate și să curgă. Materialele de etanșare sunt supuse unor forțe de compresie spre interior atunci când presiunea crește. În mediul exterior, presiunea hidrostatică se modifică odată cu adâncimea, dar nu și cu suprafața. Gradul de impermeabilitate IPX8 este atribuit acestei presiuni hidrostatice care atribuie adâncimea și timpul. Valorile de rezistență pot varia între o jumătate de oră și câteva ore.
Tehnica de imersie prezintă etanșarea punctelor slabe ale actuatoarelor butoanelor, ferestrelor de sticlă, capacelor de încărcare și îmbinărilor. Buzunarele de aer create în adezivi sunt multe dintre cauzele defecțiunilor carcasei. Buzunarele blocate, atunci când sunt imersate, se comprimă disproporționat și duc la crearea de micro-canale prin care poate avea loc pătrunderea apei.

Verificarea direcțională a fluxului de apă

Curgerea direcțională este importantă, deoarece obiectele nu au o acumulare omogenă de apă. Ploaia și stropii de apă lovesc suprafețele la unghiuri care variază în funcție de locul de instalare. De exemplu, se pot avea cutii de încărcare cu acces public, montate în poziție verticală, cu traiectoriile orientate în jos. Luminile exterioare de sub streașină au o presiune de stropire frontală ca urmare a deformării suprafeței.
Expunerea direcțională este implementată și în procedurile de testare a rezistenței la apă prin administrarea de duze înclinate. Aceasta confirmă rezistența la curgere pe baza impulsului și nu doar a presiunii de impregnare. În funcție de tipul de echipament, debitele, distanțele dintre duze și presiunile de impact variază.

Influența temperaturii în analiza impermeabilității

Temperatura este, de asemenea, un factor direct, deoarece garniturile se umflă sau se contractă în funcție de schimbările de mediu. Atunci când o mașină are componente electronice interne fierbinți, dintr-o dată există o scădere a presiunii interne, deoarece mașina este expusă la apă rece. Apa din jur, la rândul său, încearcă să umple gloanțele formate în timpul contracției. Acest efect este modelat de test, care preîncălzește dispozitivele.
Dispozitivele de răcire sunt folosite și pentru a testa condensul în interiorul incintelor atunci când acestea sunt ținute în aer umed. Condensarea hidraulică are loc de-a lungul perimetrelor interioare și deschide orificii de ventilație. Verificarea etanșeității nu se oprește doar la imersie, ci se extinde la parametrii dinamici ai ciclului de temperatură.
Tabel: Valori reprezentative utilizate în ciclurile comune de testare a impermeabilității

Evaluare pentru module de comunicare și electronică inteligentă pentru exterior

În electronicele de joasă tensiune utilizate în exterior, cum ar fi stâlpii de încărcare, balizele de siguranță, emițătoarele de senzori, cutiile de conectivitate rutieră și nodurile alimentate cu energie solară, etanșarea la mediu este de mare importanță. Umiditatea la porturile de date sau circuitele RF duce la modificări ale impedanței structurale și resetări neprevăzute. Metalul condensat se oxidează rapid în mici pete metalice. Analiza impermeabilității permite comunicarea datelor să rămână stabilă pe parcursul vieții.
Bateriile închise în compartimente mici produc deja căldură, sporind astfel formarea de vapori. În cazul în care condensul continuă în pachet, se produce o coroziune a terminalelor. Astfel, măsurătorile conductivității efectuate imediat după testare permit stabilirea fiabilității duratei de viață a terminalelor bateriei.

Aplicații în electronica compactă de larg consum

Clienții caută dispozitive electronice mai mici, portabile, cu cicluri de viață foarte lungi și care pot fi folosite cu ușurință pe plajă, aruncate în apă sau chiar folosite în timpul ploii. Ceasurile inteligente, carcasele de încărcare pentru căști wireless, dispozitivele portabile cu coduri de bare și controlerele portabile sunt testate complet prin imersiune.
Deși aceste dispozitive încorporează interfețe miniaturale de etanșare, suprafețele lor sunt mai sensibile la presiune. În cazul defectării orificiilor de ventilație pentru egalizarea presiunii, imersiunea neprevăzută provoacă defecțiuni ireparabile. Punctele slabe ale sistemului de ventilație sunt detectate cu precizie prin precondiționarea dispozitivului la temperaturi ridicate și încărcarea acestuia cât mai curând posibil.
Altele au o membrană de ventilație hidrofobă care permite trecerea aerului, dar împiedică pătrunderea lichidului. Programele de testare a rezistenței la apă indică integritatea membranelor după finalizarea sarcinilor de îndoire, vibrații sau deschideri repetate ale capacelor cu balamale.

Figura: Aparat de testare a rezistenței la apă

Evaluarea etanșării în componente industriale

Testarea etanșeității ansamblurilor industriale nu se efectuează la nivelul unei mici jeturi de apă, ci mai degrabă prin utilizarea intensă a unor volume mari de apă care se acumulează în jurul carcasei. Sistemele de etanșare din silicon, sistemele O-ring multistrat sau carcasele etanșate prin compresie sunt structuri de etanșare grele care par foarte rezistente la început, dar prezintă o modificare a performanței în timp. Compresia constantă reduce elasticitatea suprafețelor garniturilor, în special atunci când sunt supuse ciclurilor termice.
Oboseala garniturii este expusă la îmbibarea în apă pe o perioadă lungă de timp. Pe baza rezultatelor testelor, producătorii reproiectează adâncimea canelurii, presiunea de strângere, duritatea etanșării sau grosimea plăcilor de montare. Când carcasele din plastic se dilată sub influența absorbției chimice a apei, variațiile dimensionale distorsionează alinierea garniturilor, iar apa începe să se scurgă prin porțiunile laterale.

Concluzie

Un organizat testul de rezistență la apă nu va implica, ci va certifica științific performanța etanșării. Expunerea în viața reală implică expunere direcțională, perioade lungi de expunere, temperatură, deformare indusă de presiune și scurgeri cauzate de condens. Numai în simularea controlată în laborator se manifestă punctele slabe care s-ar realiza prea târziu când terenul este operațional.
Testarea prin imersie devine un test de continuitate și anduranță, spre deosebire de un test de umectare a suprafeței, atunci când dezvoltatorii de produse sunt interesați de certificarea de impermeabilitate IPX8. Cu o combinație de expunere la rezervorul static, analiza direcțională a fluxului, precondiționarea prin șoc termic și diagnosticarea ulterioară a inspecției, studiul de impermeabilitate tinde să fie o verificare inginerească, dar nu mai este o formalitate de conformitate.
Folosind o reconstrucție precisă a solicitărilor din mediu, testarea impermeabilității oferă o funcționare fiabilă pe termen lung, protecție împotriva coroziunii a componentelor electronice, o siguranță sporită a consumatorilor și previne defecțiunile de teren induse de apă, care se manifestă de obicei după funcționare.

Lisun Instruments Limited a fost găsit de LISUN GROUP în 2003. LISUN sistemul de calitate a fost strict certificat de ISO9001:2015. Ca membru CIE, LISUN produsele sunt proiectate pe baza CIE, IEC și a altor standarde internaționale sau naționale. Toate produsele au trecut certificatul CE și au fost autentificate de către un laborator terț.

Principalele noastre produse sunt Goniofotometru, Integrarea sferei, Spectroradiometru, Generator de supratensiuni, Pistoale simulatoare ESD, Receptor EMI, Echipamente de testare EMC, Tester de siguranță electric, Camera de Mediu, Camera de temperatură, Camera climatică, Camera termica, Test de pulverizare de sare, Camera de testare a prafului, Rezistență la apă, Test RoHS (EDXRF), Test Glow Wire și Test cu flacără cu ac.

Vă rugăm să nu ezitați să ne contactați dacă aveți nevoie de asistență.
Departament tehnic: Service@Lisungroup.com, Cell/WhatsApp:+8615317907381
Departamentul de vânzări: Sales@Lisungroup.com, Cell/WhatsApp:+8618117273997