прапктика. Практическая работа 4. Исследование методов и средств испытаний рэс и ее элементов на воздействие влаги
 Скачать 0.67 Mb.
|
|
Практическая работа №4 ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ИСПЫТАНИЙ РЭС И ЕЕ ЭЛЕМЕНТОВ НА ВОЗДЕЙСТВИЕ ВЛАГИЦель работы Изучить методы испытаний РЭС и ее элементов на влагоустойчивость. Ознакомиться с принципом действия и устройством испытательного оборудования и контрольно-измерительной аппаратуры, применяемых при испытании. Общие сведения об испытании на воздействие повышенной влагиХарактер воздействия влаги на РЭС и ее элементы определяется свойствами воды в жидком, твердом и газообразном состояниях, наличием растворенных примесей и их свойствами. Возможны две основные формы взаимодействия воды с материалами. При первой влага проникает в трещины, зазоры, капилляры или находится на поверхности, удерживаясь на его мелкодисперсных частицах. Это ухудшает физико-химические, электрические и тепловые свойства, ускоряет процессы старения. При второй форме вода оказывается химически связанной с элементами вещества, что приводит к ускорению процессов коррозии металлов, к гидролизу и способствует распаду некоторых материалов, что нередко приводит к выходу из строя различных ЭРЭ. При ненадежной влагозащите в различных типах конденсаторов с твердым диэлектриком резко снижается сопротивление изоляции, растут емкость и потери, уменьшается допустимая величина рабочего напряжения. В керамических и герметизированных конденсаторах влага, хотя и не проникает внутрь, но, конденсируясь на поверхности, уменьшает поверхностное сопротивление изоляции. Наличие паров воды в воздухе вызывает изменение его диэлектрической проницаемости, что в свою очередь приводит к изменению емкости конденсаторов с воздушным диэлектриком и нарушению стабильности РЭА. Тем не менее, конденсаторы с воздушным диэлектриком и большими зазорами наиболее устойчивы против действия влажной атмосферы. На емкость конденсаторов с воздушным диэлектриком оказывает влияние также коррозия его металлических обкладок. Влага интенсивно влияет на сопротивление резисторов различных типов и конструкций. Периодическое действие влаги на тонкослойные пленочные резисторы типа ВС или МЛТ приводит к набуханию лакового покрытия и частичным отрывам проводящего слоя от основания, следствием чего является уменьшение сопротивления и поверхностный пробой, уменьшение надежности контактов. В проволочных резисторах наличие влаги приводит к коррозии и интенсивному окислению проводников и особенно поверхностей подвижных контактов, что способствует уменьшению фактического сечения проводников, росту их сопротивления и снижению надежности контактов. При воздействии влаги на высокочастотные катушки и дроссели увеличиваются собственные емкости, потери и соответственно снижается добротность. Более чувствительны к действию влаги катушки с каркасами из гигроскопических материалов, намотанные проводами в шелковой и хлопчатобумажной изоляции. Действие влаги снижает добротность таких катушек до 40 %. В трансформаторах и дросселях низкой частоты происходит не только рост потерь, но и увеличивается местный тепловой перегрев, что ухудшает коэффициент полезного действия трансформатора и изменяет индуктивность дросселя. Влага, проникая через трещины в заливке, уменьшает сопротивление межвитковой и межслойной изоляции, способствует развитию электрохимических процессов между витками, что увеличивает вероятность коротких замыканий. Различают два вида испытаний на влагоустойчивость: длительныеиускоренные. Ускоренные испытания проводят с целью оперативного выявления грубых технологических дефектов, которые могут возникнуть из-за нарушения технологии производства изделий и низкого качества применяемых в производстве материалов, а также с целью выявления дефектов, которые могут возникнуть в изделиях при других видах испытаний. Степени жесткости испытаний в зависимости от условий эксплуатации изделий в течение года приведены в таблице 1. Таблица 1 - Степени жесткости испытаний
Связь между степенями жесткости по влажности воздуха и исполнением изделий приведена в таблице 2. Таблица 2.– Связь между степенями жесткости и исполнением изделий
В зависимости от условий эксплуатации, в которых должны работать испытываемые изделия, их подвергают циклическимили непрерывнымиспытаниям с выпадениеми без выпаденияросы. Циклическим испытаниям подвергают изделия, предназначенные для работы на открытом воздухе и в открытых производственных помещениях, под навесами, а также в крытых транспортных средствах. Непрерывным испытаниям на влагоустойчивость подвергают изделия, предназначенные для работы в помещениях, где нет резких изменений температуры воздуха, солнечной радиации и осадков. Любому виду испытаний предшествует визуальный осмотр и измерение параметров изделия. Далее изделия помещают в камеру влажности, повышают температуру до 40±2 оС и выдерживают при этой температуре в течение времени, указанного в стандартах, ТУ на изделия и ПИ, но не менее 1ч. Затем, в зависимости от заданного режима испытаний устанавливают требуемую температуру и относительную влажность (обычно 95-98 %). При непрерывных испытаниях температуру и влажность в камере поддерживают постоянными в течение всего времени испытаний (от 2 до 10 суток при ускоренном и от 10 до 56 суток при длительном воздействии). Циклический режим испытания характеризуется воздействием повышенной влажности при циклическом изменении температуры воздуха в камере. В результате создаются условия для выпадения росы на наружных поверхностях изделий (при быстром снижении температуры) и последующего ее испарения, что способствует интенсивному развитию коррозии. В случае длительного испытания на влагоустойчивость при циклическом режиме общая продолжительность испытания в зависимости от степени жесткости условий эксплуатации выбирается из ряда 4, 9, 21 или 42 суточных цикла, а при ускоренном испытании - 4 или 9 циклов. Каждый цикл продолжительностью в 24 часа состоит из этапов, показанных на рисунке 2.1. Повышение температуры и влажности при проведении каждого цикла должно быть достаточно быстрым, чтобы обеспечить выпадение росы на изделиях. В случае длительного испытания на влагоустойчивость при циклическом режиме общую продолжительность испытаний в зависимости от степени жесткости выбирают по таблице 3. Рекомендуемая температура длительных испытаний 40±2 оС, при ускоренных 55±2 оС. Таблица 3 - Продолжительность испытаний ( сут.) на влагоустойчивость при циклическом режиме в зависимости от степени жесткости
В непрерывном режиме испытаний не предусматривается конденсация влаги на изделиях, поэтому непрерывное испытание проводят при постоянных значениях температуры и влажности камеры. Изделия помещают в камеру тепла и влаги и выдерживают при температуре, указанной в таблице 2.4. Время выдержки при заданной температуре определяется временем достижения изделиями теплового равновесия. Затем относительную влажность воздуха в камере повышают до 95±3 % и далее поддерживают это значение постоянным в течение всего времени испытаний. Методики проведения ускоренных испытаний изделий в непрерывном и циклическом режимах аналогичны. По окончании ускоренного режима испытаний изделия выдерживают в нормальных условиях в течение 1...2 ч, в то время как по окончании длительных испытаний - не менее 24 ч. Испытания изделий под электрической нагрузкой предусматривают в том случае, если в условиях эксплуатации у этих изделий при увлажнении под напряжением возможно проявление разрушающих действий электролиза или электрохимической коррозии. Таблица 4 - Продолжительность испытаний (сут.) на влагоустойчивость в непрерывном режиме в зависимости от степени жесткости
В процессе испытания рекомендуется периодически проверять параметры изделий, оговоренные в ПИ и ТУ. Перед измерением параметров изделия прогревают (выдерживают во включенном состоянии) в течение времени, указанного в ПИ или ТУ, но не более 15 мин. Длительность измерений не должна превышать 10-15 мин. При измерениях в камере в процессе испытаний необходимо учитывать тепловое излучение изделий, которое не должно вносить изменений в режим работы камеры. Измерение параметров следует производить при отсутствии росы на поверхности РЭС. Испытательное оборудованиеДля испытания РЭС и их элементов на воздействие влаги используют камеры влажности или комбинированные термовлагокамеры. Камеры должны обеспечивать получение воздуха с определенной температурой, влажностью и скоростью движения. При этом должен воспроизводиться постоянный или циклический режим испытаний. Испытательная камера, как правило, состоит из рабочего отсека, в котором размещают испытываемые изделия, осушительно-увлажнительного устройства, вентиляторов, измерителя влажности, вспомогательных устройств и электрооборудования. Для получения в камере заданного режима необходимо достаточно точно регулировать влаго- и теплосодержание воздуха, поскольку незначительные изменения температуры сопровождаются значительными колебаниями относительной влажности около точки росы. Для поддержания относительной влажности 95±3 % в диапазоне температур 40-70 оС требуется точность регулирования по сухому термометру ±0,3оС, а по мокрому до ±0,2оС.  Для обеспечения требуемой влажности воздуха в испытательных камерах применяется ряд способов .Наиболее простым является открытый способ, воспроизводящий природные условия увлажнения. Его недостатком является трудность поддержания необходимого режима. Характерной особенностью закрытых способов увлажнения являетсяРисунок 1 – Этапы изменения относительной влажности ζ и температуры tокружающей среды в циклическом режиме ускоренного испытания изделий: I – конец подъема температуры; II – начало падения температуры; τ – 1/4 ч. – время, в течения которого не допускается конденсация влаги в изделиях.  Рисунок 2 – Способы увлажнения воздухарециркуляция воздуха из рабочего объема камеры через увлажнительное устройство. В увлажнителе воздух либо продувается через слой подогретой воды ( рисунок 2.2б ), либо смешивается с распыленной водой ( рисунок 2.2в ). Иногда для имитации быстрых суточных изменений температуры и влажности воздуха в испытательный объем вводится водяной пар. Управление, сигнализация и контроль режима испытания выполняются вручную или автоматически. Автоматическое поддержание режима работы тепловлагокамеры основано на совместном действии датчиков температуры и влажности с программными устройствами и исполнительными механизмами. Для измерения влажности воздуха в испытательных камерах применяют гигрометры, в которых используется психрометрический или сорбционный метод измерения влажности. Психрометрический метод основан на принципе сравнения температуры воздуха и температуры тела, с поверхности которого происходит испарение воды. Сорбционный метод основан на использовании гигроскопических тел, свойства которых изменяются в зависимости от количества поглощенной влаги. В зависимости от свойства материала, использованного для измерения, различают деформационные, весовые, цветовые и другие сорбционные гигрометры. В системах автоматического регулирования температуры и влажности в качестве датчиков наиболее часто используются ртутные контактные термометры, терморезисторы, термопары и деформационные гигрометры. .  1 - сухой термометр; 2 - мокрый термометр; 3 - чехол; 4,10 –вентиляторы; 5,6,18,25 - платиновые термометры сопротивления; 7,15 - нагреватели; 8 – змеевик; 9 - заслонка; 11,12,19 - соленоидные вентили; 13,14 –датчики уровня воды, 16 – паровой увлажнитель; 17,20,27,28 – электронные мосты; 21 - полезный обьем камеры; 22 – пространство для циркуляции воздуха; 23 – пароотвод; 24 – стакан подпитки; 26 – емкость с дистиллированной водой. ЗаданиеИзучить виды и методы проведения испытаний, способы достижения, измерения и поддержания режимов повышенной температуры и влажности при испытаниях на влагоустойчивость. Ознакомиться с назначением, устройством, принципом работы и основными техническими характеристиками испытательного оборудования, используемого при испытаниях. Подготовить ответы на контрольные вопросы. Содержание отчетаКраткие сведения о видах и методах испытаний на воздействие влаги и применяемыми на кафедре испытательном оборудовании и контрольноизмерительной аппаратуре. Структурная схема измерений, эскиз испытательной установки, поясняющей принцип ее работы. Контрольные вопросы. Назовите механизмы воздействия повышенной влажности на изделия РЭС Как и почему изменяются параметры материалов, применяемых в производстве РЭС и ЭРЭ при воздействии повышенной влажности? Как классифицируются испытания на воздействие влаги? Какова цель кратковременных испытаний на влагоустойчивость? Какие способы создания влажности используются в термовлагокамерах? Как осуществляется измерение и регулирование влажности в термовлагокамерах? Как скорость увлажнения воздуха в испытательной камере зависит от температуры? Как определяется влагоустойчивость испытываемого изделия? Изобразите структурную схему термовлагокамеры и объясните принцип ее действия. ЛитератураГлудкин О.П. Методы и устройства испытаний РЭС и ЭВС. - М.: Высш. шк., 1991.-335 с. Испытание радиоэлектронной, электронно-вычислительной аппаратуры и испытательное оборудование /Под ред. А.И. Коробова. - М.: Радио и связь, 1987.-275 с. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||