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電子設備的工作環境影響及其處置

欄目:技術專題 發布時間:2023-11-08
作者:周宏明

    眾所周知,電子設備所處的環境復雜多樣,但按其對設備的影響劃分,主要有三個方面:氣候因素、機械因素、電磁干擾(也稱噪聲干擾)

    ()氣候因素

氣候包括溫度、濕度、鹽霧、灰塵、霉菌等因素。
    1
、溫度:隨著電子技術日新月異的快速發展,電子設備內元器件的小型化、微型化和集成技術的應用,電子設備的組裝密度不斷提高,單位面積產生的熱量迅速增加。為保證機器在給定條件下可靠運行,進行有效的熱設計,控制元器件的環境溫度就顯得非常 必要。
    2
、濕度:大氣中含有水蒸氣的微粒,含水多少常用絕對濕度和相對濕度兩種方式表示。絕對濕度指在一定溫度下,單位體積(1dm3)空氣中的含水量,單位是g/dm3。相對濕度是指在一定溫度下空氣中實際含水量與飽和值之比,常使用百分率進行標識(我們日常生活中所說的濕度一般指相對濕度)。常溫(15-35)下正常的相對濕度為50%-80%。小于40%時,認為空氣是干燥的;大于80%時,認為空氣是潮濕的;當濕度高于90%時,濕度增加1%對電子設備的影響要比溫度增高1-2℃的影響大。高濕持續時間越長,產生的影響越大。潮濕會引起金屬腐蝕,降低介質材料的絕緣性能,嚴重時設備會失效或損壞。特別是當濕熱在一定范圍內交替變化時,會加速材料的吸潮和腐蝕,造成嚴重后果。
    3
、氣壓:在地球的大氣中,氣壓隨海拔的增高而減小,空氣密度降低,依靠空氣對流的散熱條件變差,從而使設備的溫升提高。據測試,在5000m高度以下,每升高100m,設備溫升將提高0.4%-0.5%。另外,隨著高度增加,氣壓降低,用空氣做介質的帶電體之間的抗電強度顯著下降。有實驗表明,在5000m以下,每升高100m擊穿電壓降低1%。低氣壓對電子設備的影響表現為:容易擊穿;飛弧、電暈現象增多;滅弧困難,燃弧時間延長,影響電接點壽命。
    4
、鹽霧:海水中含有鹽分,鹽霧是由于海水中的浪花涌動時噴散而形成的,顆粒直徑在1-5微米。鹽霧對設備的主要影響是對金屬材料和金屬鍍層的腐蝕,其對某些絕緣材料也有影響,使材料的表面電阻和抗電強度降低。
    5
、霉菌和灰塵:在溫度、濕度適宜的環境中霉菌很容易繁殖,會吸附水分并分泌有害物質,引起腐蝕的加強、有機物的損壞、性能的改變,同時阻塞活動部分;灰塵進入機器后,會引起活動部分加速磨損(如機芯)并影響電性能。
    6
、日光照射:太陽光除可見光外,紅外線占50%,紫外線占6%。紅外線和紫外線如直接照射到機器上,將產生光化學反應使有機物老化分解,油漆退色剝落,同時會引起溫升問題。

   ()機械因素

   電子設備在使用和運輸過程中,會受到各種類型的機械作用。這些機械作用分為2類:一類是正常的機械磨損,它是設備工作時所固有的,將使設備壽命縮短;另一類是在使用和運輸工具中所承受的外部機械力作用,這個作用是隨機的,主要有振動、碰撞、沖擊等,會對設備產生不可逆的損害。

   ()電磁干擾

   在電子設備的內部和外部存在著各種原因產生的電磁波,除設備所欲接收的信號外,其余電磁波均屬干擾。電磁干擾可分為外部干擾和內部干擾,其存在將使設備的性能參數發生變化,如工作失穩、噪聲增大等,嚴重時會造成電子設備無法正常工作。常見的干擾有:靜電放電干擾、射頻電磁場輻射干擾、切斷感性負載或繼電器觸點產生的瞬變干擾;由開關和雷電瞬變過電壓引起的單極性浪涌(沖擊)干擾;工頻磁場產生的干擾等。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         
   
為了防止以上環境因素對生產的設備造成影響,我司根據不同的環境因素分別配有相應的測試裝置,比如:高低溫交變濕熱箱、鹽霧試驗機等測試裝置,能模擬溫度、濕度、鹽霧等氣候因素;電磁吸合振動臺能模擬振動、沖擊等機械因素;電快速瞬變脈沖群發生器、靜電放電干擾模擬器、雷擊浪涌發生器、工頻磁場發生器等測試裝置能模擬各種電磁干擾。

我司的工程師在研發過程中能對現場使用可能出現的各種環境因素進行相應的預防,并使用相應的測試裝置進行驗證,盡可能降低環境因素對設備的影響;同時利用環境技術提高電子設備的品質和可靠性,以此提升產品的市場競爭力和品牌價值。