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IP防水等级的理解以及其气密检测标准和方法

IP防水等级的理解以及其气密检测标准和方法

发布日期:2023-05-08 浏览次数:6470

随着科技快速发展和人们日益高要求的生活品质,防水等级成为了人们购买各种电子产品时必须关注的一项指标。在IP防水等级中,数字越高代表防水性能越好,对应的测试压力也会不同。

IP54等级

IP54等级是较低的防水等级,要求产品在轻微的喷溅和灰尘下仍能正常操作。其测试压力相对比较低,一般在1-5kPa左右。这种防水等级适用于一些日常使用的产品,比如笔记本电脑等。而在汽车电子领域,一些必须防止雨水渗入的控制器、传感器等也会被要求达到IP54的防水等级。


IP67等级

IP67等级则是比较高的防水等级,要求产品能够在1米深的水中停留30分钟而不会出现问题。测试压力也随之提高,达到了10kPa左右。这种防水等级非常适用于智能手机等手持电子产品。此外,一些传感器、控制盒等电器产品也需要达到IP67等级,以确保其在恶劣的工作环境中依然能够正常工作。

电子产品,手机,手表对IP的要求已经具有普遍性,苹果,三星,以及国内的大部分品牌手机都会通过IP67的测试,

下面是一款手表的防水气密测试设备

手表气密检测机


针对防水手表,手机实际使用的环境一般在大气环境中,不受压力,提出要达到IP67的防水要求,主要是因为产品可以水洗,或者可以佩戴游泳,这样提高了产品本身的要求,实际洗手时承受的水压极小,但是成为了产品的卖点之一。

户外的摄像头,电表,控制箱也需要满足一定的防水等级,作为固定的设备,一般满足放喷溅的IP54等级即可,但是众多客户采用了IP67的标准,这是对产品质量的提高。

下图的一款户外摄像机采用的就是15kPa的测试压力进行测试,满足在5s泄漏值不大于30Pa的质量控制标准。

摄像机密封性测试


IP68等级


产品能在1米深的水中停留超过30分钟而不出现问题,超过30分钟,这个没有具体的规定,具体由用户或者制造商自己把握,并且具有防尘和耐撞击功能。测试压力更高,实际中,很多客户会咨询IP68使用多大的测试压力,这让很多客户犯难,因为IP68的规定达到了10kPa。这种防水等级适用于一些极端条件下的电子产品,比如潜水相机、救生器材等。

那么在实际中又如何知道或者确定采用什么样的测试条件了,我们举一个例子,下面是一款新能源使用的电子冷却泵。

新能源液冷泵

电子冷却泵的使用有水的环境中,而且是对液体是一个运输的过程,动态对冷却液体进行循环,对制造商来说,这也是IP67的要求,但是因为在实际的工况是带压工作,而且压力较大,液冷泵的工作就是讲冷却液在整个热管理的液冷板,电池冷却管路,或者电机的冷却管路进行循环,而在这些内部工作的液体压力达到了2bar,而本身电子液冷泵因为内部采用了电子控制,需要防止液体流入电子pcb或者芯片电路内部,避免造成更大的损失,一旦循环泵停止工作,就会造成整体热管理系统停止工作,而发生事故。

所以在客户的实际现场,远智自动化公司的工程师和客户进行了大量的实验,确定了测试的技术标准和参数。采用了D650气密检漏仪和A830检漏仪,这两款都是可以达到5bar 的工作压力。测试采用了较为严格的指标,15s的泄漏不能超过30Pa。

下图为远智自动化提高的液冷泵,新能源汽车电子水泵的气密检测设备。


新能源汽车电子水泵气密设备

尿素控制器的高压力气密测试

再看看下面的一款产品,实际客户也是要求的IP68测试,但是最后和客户沟通协商采用了1MPa的测试压力,泄漏值为5ML/min。与标准规定的水深1米又很大的差距的。

尿素控制器气密机


没有最高,只有更高

我们生活面对的IP67或者IP68一般到3-5bar就很大了,刚刚提到的1MPa就是很高的,但是在军工行业还是又更高的,某电子所一款用在雷达散热的零件,实际使用中采用了1.5MPa的测试压力,测试值是60s,泄漏值在100Pa。高压测试,小泄漏,这是非常严格的测试,目的是保证军工产品质量的过硬。

散热设备检漏机



新能源汽车驻车加热器及暖风散热器

汽车的加热器有电加热和通过液体水循环加热,电加热顾名思义是采用电的方式,不涉及到IP防护等级,采用液体循环,就同样需要进行漏水测试,加热或者常温液体不能泄漏出来,那会带来安全风险和隐患。和汽车散热器一样,通过水系统,汽车的散热水系统常规都在1.8bar-2bar。但是部分客户采用了4bar的压力进行测试,保证整个系统可以达到最高的测试效果。

驻车加热器



通过上面我们看到IP67和IP68的要求在《IP防水等级》中规定的水深是明确的,但是实际应用中是变化的,具体采用什么样的标准,以实际的情况进行,需要大量的实验工作。


IP防水测试时气密检漏仪的选择

在实现防水等级要求的过程中,气密测试是非常关键的一步。气密测试要求测试设备具有一定的压力控制和精度,以精确地测试产品的密封性能。测试压力也会根据产品类型和防水等级的要求进行相应的调整。

气密检漏仪

依据压力划分为直压型和差压型,直压型采用压力传感器或者压力变送器采集压力,并根据压力的释放,判断压力是否下降,这种方式精度低,目前国内的压力传感器准确度普遍在0.25%F.S,如果使用满量程100kPa,那么可以得到确定的准确度时100*0.025kpa,就是0.25kpa,也是250Pa.虽然众多检漏仪制造商通过软件算法进行了修正,但是无法突破传感器本身的限度,说明这里传感器只能测量大约250Pa的泄漏值,且线性和温度特性都受制于准确度。

差压型检漏仪

差压检漏仪基于差压传感器作为测量本体,常规的都是在0.07-0.2%F.S的准确度,采用1000Pa量程的传感器采集显示,物理准确度达到了0.7-2Pa,相对于直压法的仪器准确度提高了100-200倍。极大的测试的效率和准确,提高质量。选择气密仪器进行密封测试,为的是提高产品质量,不应该选择不符合要求的仪器,那反而会降低产品的质量。

远智自动化自成立10多年来,一直深耕于气密仪器的研发和应用,研制出符合气密仪使用的差压传感器,体积小,准确稳定,适合模块化的仪器装配。



最后需要注意的是,防水等级和气密测试虽然很重要,但并不能完全保证产品在水环境下使用的安全性。在实际使用中,用户也需要注意持续时间、水温、水质等因素,以免损坏产品和影响安全。

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