Vodotěsnost je pro současné elektronické a mechanické konstruktéry klíčovým kritériem při návrhu, kteří zvažují použití svých produktů ve vlhkém nebo venkovním prostředí. Spotřební elektronika, průmyslové regulátory, venkovní LED systémy, inteligentní senzory, sledovací příslušenství, napájecí jednotky a také lékařská elektronika by měly být odolné vůči častému vystavení vlhkosti, dešti, proměnlivým vlhkostním vlivům, ponoření pod tlakem a postříkání, aniž by došlo k poruchám. Zkouška voděodolnosti potvrzuje integritu těsnění modelováním za reálných podmínek v kontrolovaných laboratorních podmínkách. Bez ohledu na to, zda je komprese pouzdra založena na stlačení těsnění, ultrazvukovém svařování, těsnění O-kroužky, lepení nebo vytvořených polymerních bariérách, probíhá měření cest úniku a identifikace cest úniku včasných známek únavy těsnění před nevratným zhoršením.
Většinu poruch těsnění nelze okamžitě odhalit. Difúze vlhkosti obvykle začíná v mikroskopických pórech obklopujících šrouby, vstupní body kabelů, větrací membrány a rozhraní konektorů. Pokud se vlhkost nezjistí, postupně se dostává do vnitřních obvodů, kde koroze začíná způsobovat trvalý elektrický rozklad. Regulované testování vodotěsnosti umožňuje LISUN identifikovat zranitelnosti před zavedením produktů.

Pochopení účelu validace vodotěsnosti

Hodnocení na vodní bázi není určeno pouze k umístění vzorků do kapalného prostředí, ale také k simulaci podmínek namáhání, kterým jsou výrobky běžně vystaveny během své běžné životnosti. V instalacích venku působí síly stříkajícího deště a pronikání proudění skrz spáry v důsledku gravitace, rozdíly v cyklických teplotách a pomalost difúze přes slabá těsnění. Tyto vlivy jsou replikovány v testu vodotěsnosti s využitím směrového proudění, hloubky tlaku a doby trvalé expozice namísto pouhého smáčení povrchu.
Voděodolné produkty s krytím IPX8 jsou podrobovány neustálému testu ponoření, aby se potvrdilo, že vnitřní komory jsou suché. Zatímco produkty odolné proti stříkající vodě jsou vystaveny pouze krátké době vystavení, produkty s krytím IPX8 vydrží delší expozici ve stanovených hloubkách.

Základní laboratorní postupy používané během expozice vodě

Profesionální laboratorní zařízení navrhují testy ve třech úrovních: předběžná expozice, expozice po expozici a kontrola po expozici. Během předběžné expozice se provádí předběžné navlhčení povrchu vzorku, aby se odhalily výrazné oblasti se slabým těsněním.
Při dlouhodobé expozici se enormně zvyšuje tlak a zároveň i časové hodnoty. Při delší době expozice způsobují cykly expozice rozdílné stlačování těsnění v důsledku elasticity materiálu. Existují těsnění, která bobtnají a uzavírají se, a existují těsnění, která se při delší vlhkosti smršťují.
Testování po expozici se používá ke kontrole přítomnosti kapiček ve vnitřních kontaktních ploškách, stopách desek plošných spojů a kovovém krytu, svorkách baterie nebo optických oknech. U pokročilejších ověřovacích postupů se měření elektrické kontinuity provádí, jakmile je součást ponořena a udržována vlhká, aby se kódovaly některé skutečné uživatelské scénáře.

Imerzní testování a modelování reálného světa

Zkoušky probíhají ponořením do nádrží s vodou s regulovanou teplotou, která se nesmí rozpínat a propouštět. Těsnicí materiály jsou při stoupajícím tlaku vystaveny tlakovým silám směrem dovnitř. Ve venkovním prostředí se hydrostatický tlak mění s hloubkou, nikoli však s povrchem. Stupeň vodotěsnosti IPX8 je připisován tomuto hydrostatickému tlaku, který ovlivňuje hloubku a čas. Hodnoty odolnosti se mohou pohybovat od půl hodiny do několika hodin.
Ponořovací technika odhaluje utěsnění slabých míst ovladačů tlačítek, skleněných okének, nabíjecích a spojovacích krytů. Vzduchové kapsy vytvořené v lepidlech jsou mnoha příčinami selhání krytů. Zachycené kapsy se při ponoření neúměrně stlačují a vedou ke vzniku mikrokanálíků, kterými může docházet k pronikání vody.

Ověření směrového proudu vody

Směrový tok je důležitý, protože objekty nemají rovnoměrné hromadění vody. Dešťová voda a stříkající voda dopadají na povrchy pod úhlem, který se liší v závislosti na místě instalace. Například lze uvést veřejné nabíjecí boxy, které jsou namontovány svisle s trajektorií směřující dolů. Venkovní světla pod okapy jsou vystavena tlaku stříkající vody v důsledku vychýlení povrchu.
Směrová expozice se také používá v postupech zkoušek vodotěsnosti pomocí šikmých trysek. To potvrzuje odpor vůči proudění na základě hybnosti, a nikoli pouze tlakové prosakování. Průtoky, vzdálenosti trysek a tlaky nárazu se liší v závislosti na typu zařízení.

Vliv teploty na vodotěsnou analýzu

Teplota je také přímým faktorem, protože těsnění bobtná nebo smršťuje v souvislosti se změnou prostředí. Když má stroj horkou vnitřní elektroniku a pak najednou dochází k poklesu vnitřního tlaku, protože je stroj vystaven studené vodě. Okolní voda se zase snaží naplnit střely vyrobené během smršťování. Tento efekt je modelován testem, který předehřívá zařízení.
Chladicí zařízení se také používají k testování kondenzace uvnitř rozváděčů, pokud jsou uloženy ve vlhkém vzduchu. Hydraulická kondenzace probíhá podél vnitřních hranic a otevírá větrací otvory. Kontrola vodotěsnosti se neomezuje pouze na ponoření, ale rozšiřuje se i na dynamický parametr teplotních cyklů.
Tabulka: Reprezentativní hodnoty použité v běžných zkušebních cyklech hydroizolace

Hodnocení komunikačních modulů a inteligentní venkovní elektroniky

V nízkonapěťové elektronice používané venku, jako jsou nabíjecí sloupy, bezpečnostní majáky, senzorové vysílače, silniční propojovací boxy a solární uzly, je utěsnění vlivů prostředí velmi důležité. Vlhkost v datových portech nebo RF obvodech vede ke změně strukturální impedance a nepředvídaným resetům. Kondenzovaný kov rychle oxiduje na malé kovové skvrny. Vodotěsná analýza umožňuje, aby datová komunikace zůstala stabilní po celou dobu životnosti.
Baterie uzavřené v malých přihrádkách produkují teplo, čímž zvyšují tvorbu páry. Pokud kondenzace v baterii pokračuje, dochází ke korozi pólů. Proto měření vodivosti provedená ihned po testu umožňují zjistit spolehlivost a životnost pólů baterie.

Aplikace v kompaktní spotřební elektronice

Zákazníci hledají menší, přenosné typy elektroniky s velmi dlouhou životností, které lze snadno používat na pláži, upustit do vody nebo dokonce v dešti. Chytré hodinky, bezdrátová nabíjecí pouzdra do uší, ruční zařízení s čárovými kódy a nositelné ovladače jsou plně testovány ponořením do vody.
Přestože tato zařízení obsahují miniaturní těsnicí rozhraní, jejich povrchy jsou citlivější na tlak. V případě selhání odvzdušňovacích ventilů pro vyrovnávání tlaku způsobí nepředvídané ponoření neopravitelné selhání. Slabé stránky odvzdušňovacího systému jsou přesně detekovány předběžnou kondicionací zařízení při vysokých teplotách a jeho co nejrychlejším zatížením.
Jiné mají hydrofobní odvětrávací membránu, která propouští vzduch, ale zabraňuje vniknutí kapaliny. Programy zkoušek voděodolnosti prokazují integritu membrán po dokončení ohybového zatížení, vibrací nebo opakovaného otevírání výklopných krytů.

Obrázek: Zkušební zařízení pro voděodolnost

Vyhodnocení těsnění v průmyslových součástkách

Zkoušky vodotěsnosti průmyslových sestav se neprovádějí na úrovni malého stříknutí vody, ale spíše s intenzivním využitím velkého množství vody, která se hromadí kolem pouzder. Silikonové těsnicí systémy, vícevrstvé systémy O-kroužků nebo kompresně utěsněná pouzdra jsou těžké těsnicí struktury, které se zpočátku zdají být velmi pevné, ale v průběhu času vykazují změnu výkonu. Neustálé stlačování snižuje elasticitu těsnicích povrchů, zejména při vystavení tepelným cyklům.
Únava těsnění se projevuje dlouhodobým namáčením vodou. Na základě výsledků testů výrobci upravují hloubku drážky, utahovací moment, tvrdost těsnění nebo tloušťku montážních desek. Když se plastové pouzdra roztahují vlivem chemické absorpce vody, rozměrové odchylky narušují vyrovnání těsnění a voda začíná unikat bočními částmi.

Závěr

Organizovaný zkouška voděodolnosti neznamená, ale vědecky potvrzuje těsnicí výkon. Reálná expozice zahrnuje směrové vystavení, dlouhodobé vystavení, teplotu, deformaci vyvolanou tlakem a netěsnost způsobenou kondenzací. Teprve v laboratorně řízené simulaci se projeví slabiny, které by se projevily příliš pozdě, až bude pole v provozu.
Pokud se vývojáři produktů zajímají o certifikaci vodotěsnosti IPX8, stává se z ponorného testování odolnost vůči působení vody test kontinuity na rozdíl od testu smáčení povrchu. Díky kombinaci vystavení statické nádrži, analýzy směrového proudění, předběžné úpravy tepelným šokem a následné inspekční diagnostiky se studie vodotěsnosti stává spíše technickou kontrolou, ale již ne formalitou prokazující shodu s předpisy.
Díky přesné rekonstrukci namáhání prostředí zajišťuje testování vodotěsnosti dlouhodobý spolehlivý provoz, ochranu elektroniky proti korozi, větší bezpečnost spotřebitelů a zabraňuje poruchám v provozu způsobeným vodou, které se obvykle projevují po provozu.

Lisun Instruments Limited byl nalezen LISUN GROUP v 2003. LISUN systém jakosti je přísně certifikován podle ISO9001:2015. Jako členství v CIE LISUN produkty jsou navrženy na základě CIE, IEC a dalších mezinárodních nebo národních norem. Všechny produkty prošly certifikátem CE a byly ověřeny laboratoří třetí strany.

Naše hlavní produkty jsou Goniofotometr, Integrace koule, Spektroradiometr, Generátor přepětí, Simulátorové zbraně ESD, Přijímač EMI, Testovací zařízení EMC, Elektrický bezpečnostní tester, Environmentální komora, teplotní komora, Klimatická komora, Tepelná komora, Test na solný postřik, Zkušební komora na prach, Vodotěsný test, Test RoHS (EDXRF), Test žárového drátu a Test s plamenem jehly.

Pokud potřebujete podporu, neváhejte nás kontaktovat.
Technické oddělení: Service@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8615317907381
Obchodní oddělení: Sales@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8618117273997