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GBT 2423.37-2006 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗 第2部分試驗方法 試驗L 沙法試驗.pdf
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在我們?nèi)粘I钪?,沙塵無處不在。無論是沙漠地區(qū)的狂風,還是城市道路上的揚塵,亦或是辦公室中靜靜飄落的細微灰塵,都可能對精密的電工電子產(chǎn)品造成危害。為了確保產(chǎn)品在含塵環(huán)境中依然能可靠工作,工程師們需要依據(jù)一套科學的標準對其進行嚴格的“沙塵考驗”。這套標準就是 GB/T 2423.37-2006。
GB/T 2423.37-2006是一項關(guān)于電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗的國家標準,它等同采用了國際標準IEC 60068-2-68:1994。該標準的核心目的是評估沙塵環(huán)境對產(chǎn)品性能的影響,主要關(guān)注以下幾個方面:
密封性能:產(chǎn)品外殼是否能有效防止沙塵侵入內(nèi)部。
功能影響:沙塵是否會導致活動部件卡死、電氣性能改變(如接觸不良、絕緣性能下降)。
物理影響:是否會造成表面磨損、光學部件污染、通風孔或過濾器堵塞等。
該標準并非單一方法,而是根據(jù)不同的環(huán)境場景和測試目的,將試驗分為三大類:試驗La(非磨蝕性細塵)、試驗Lb(自由降塵)和試驗Lc(吹沙塵)。
這套標準主要適用于所有可能暴露在含塵環(huán)境中的電工電子產(chǎn)品。根據(jù)模擬環(huán)境的不同,三種方法的適用范圍有明確區(qū)分:
試驗La(密封性測試):主要用于檢驗產(chǎn)品的防塵密封性能。它使用非常細的非磨蝕性滑石粉,模擬因溫度變化導致產(chǎn)品內(nèi)外氣壓差,從而吸入灰塵的情形。它不模擬真實的自然沙塵環(huán)境,而是純粹的密封性“體檢”。
試驗Lb(室內(nèi)落塵測試):模擬防護良好的室內(nèi)環(huán)境(如辦公室、實驗室、倉庫)中,灰塵在重力作用下緩慢沉降對產(chǎn)品的影響。它關(guān)注的是長期積塵帶來的問題。
試驗Lc(戶外吹塵測試):模擬戶外或車載環(huán)境,產(chǎn)品暴露在由風或運動攜帶的沙塵氣流中。這種方法不僅檢驗密封性,還能評估沙塵的磨蝕(腐蝕)效應(yīng)。其中Lc2方法更能模擬高速粒子的沖擊。
試驗的核心是在受控的試驗箱內(nèi)創(chuàng)造出符合要求的沙塵環(huán)境。
主要儀器:砂塵試驗箱。不同類型的試驗需要不同結(jié)構(gòu)的試驗箱。
La試驗箱:具備垂直氣流、塵攪拌和循環(huán)系統(tǒng),并能實現(xiàn)箱內(nèi)氣壓交變(La1)或連接真空泵對樣品內(nèi)部抽真空(La2)。
Lb試驗箱:空間需足夠高且平靜,能保證灰塵自由、均勻地沉降,并配有精確的塵注入系統(tǒng)。
Lc試驗箱:能產(chǎn)生可控速度的水平層流氣流,并持續(xù)監(jiān)測和控制氣流中的沙塵濃度。樣品架通??尚D(zhuǎn),以使各面均勻受試。
關(guān)鍵試驗條件:
La試驗:使用滑石粉或FE粉末(消防用粉),粒徑<75μm,性質(zhì)柔軟、非磨蝕。
Lb/Lc試驗:使用橄欖石、石英或長石,根據(jù)粒徑分為細塵(<75μm)、粗塵(<150μm)和沙(<850μm),具有磨蝕性。
沙塵類型:
沙塵濃度:不同方法濃度差異巨大。例如La2要求箱內(nèi)塵濃度高達2kg/m3,而Lb的沉降速率僅為6g/m2/天。
氣流速度:Lc試驗的關(guān)鍵參數(shù),從1.5 m/s到高達30 m/s(Lc2甚至可達100m/s)不等,模擬從微風到強風的不同條件。
溫濕度:所有試驗都要求嚴格控制相對濕度低于25%,通常通過加熱試驗箱來實現(xiàn),以防止沙塵結(jié)塊。
氣壓差:對于密封類產(chǎn)品(類型1),會通過真空泵或改變箱壓,在樣品內(nèi)外制造壓差(如2kPa, 5kPa),以驅(qū)動沙塵侵入。
一個完整的沙塵試驗通常包含以下步驟:
預(yù)處理:根據(jù)產(chǎn)品規(guī)范,可能需要對樣品進行一些預(yù)處理。
初始檢測:對樣品進行外觀、尺寸和功能的全面檢查,記錄初始狀態(tài)。
條件試驗(核心步驟):
將樣品以正常使用姿態(tài)放入試驗箱。
啟動設(shè)備,營造規(guī)定的沙塵濃度、氣流速度、溫度和氣壓差等條件。
試驗持續(xù)時間為關(guān)鍵參數(shù),從2小時到數(shù)十天不等,取決于方法的嚴酷等級。
試驗期間,產(chǎn)品可根據(jù)要求通電工作或保持靜止。
中間檢測:根據(jù)需要,可在試驗過程中或結(jié)束時(樣品仍在箱內(nèi))進行檢測。
恢復(fù):試驗結(jié)束后,樣品需在標準大氣條件(如溫度15℃-35℃,濕度25%-75%)下放置至少2小時,以穩(wěn)定其狀態(tài)。
清潔:允許小心地清除樣品外表面的積塵,但內(nèi)部灰塵通常保留以供分析。
最終檢測:再次進行與初始檢測相同的外觀、尺寸和功能檢查,并與初始數(shù)據(jù)對比,判斷沙塵是否對產(chǎn)品造成了有害影響。
為了保證試驗的準確性和可重復(fù)性,對試驗設(shè)備有嚴格要求:
尺寸:樣品體積不能超過試驗箱工作空間的25%,底座面積不超過50%,以確保沙塵環(huán)境均勻。
密封與耐腐蝕:設(shè)備本身需密封良好,且內(nèi)部材料應(yīng)耐沙塵磨損和腐蝕。
均勻性:設(shè)備必須能保證沙塵在試驗空間內(nèi)均勻分布。
控制精度:對氣流速度、沙塵濃度、溫度等參數(shù)需有精確的監(jiān)測和控制系統(tǒng)。
安全性:設(shè)備應(yīng)具備良好的接地,防止靜電積累。
安全防護是第一要務(wù):
健康危害:試驗用塵(尤其是石英粉)吸入后對人體肺部有嚴重危害(如硅肺?。2僮鲿r必須佩戴防塵面具、護目鏡和防護服。
爆炸風險:某些可燃性粉塵在空氣中達到一定濃度(如>20g/m3)時有爆炸風險,需格外警惕。
打開試驗箱門前,必須確保內(nèi)部沙塵完全沉降。
結(jié)果解釋需謹慎:發(fā)現(xiàn)沙塵侵入后,需要評估其實際危害。例如,灰塵是否引起了電氣短路、機構(gòu)卡死、過濾器堵塞或加速了腐蝕等。這需要結(jié)合產(chǎn)品的具體功能進行專業(yè)判斷。
標準的選擇性:本標準提供了多種方法,產(chǎn)品設(shè)計者和測試者需要根據(jù)產(chǎn)品的實際使用環(huán)境,在相關(guān)規(guī)范中明確選擇哪一種試驗方法(La1, La2, Lb, Lc1, Lc2)及其具體的嚴酷等級(如持續(xù)時間、風速、塵濃度)。
通過GB/T 2423.37這套科學、嚴謹?shù)脑囼烍w系,制造商能夠充分暴露產(chǎn)品在沙塵環(huán)境下的潛在缺陷,從而改進設(shè)計,確保我們使用的電子產(chǎn)品無論是在家中、辦公室,還是在條件嚴苛的戶外,都能具備可靠的“抗塵”能力。
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