电子设备的工作环境影响及其处置

栏目:技术专题 发布时间:2023-11-08
作者:周宏明

    众所周知,电子设备所处的环境复杂多样,但按其对设备的影响划分,主要有三个方面:气候因素、机械因素、电磁干扰(也称噪声干扰)

    ()气候因素

气候包括温度、湿度、盐雾、灰尘、霉菌等因素。
    1
、温度:随着电子技术日新月异的快速发展,电子设备内元器件的小型化、微型化和集成技术的应用,电子设备的组装密度不断提高,单位面积产生的热量迅速增加。为保证机器在给定条件下可靠运行,进行有效的热设计,控制元器件的环境温度就显得非常 必要。
    2
、湿度:大气中含有水蒸气的微粒,含水多少常用绝对湿度和相对湿度两种方式表示。绝对湿度指在一定温度下,单位体积(1dm3)空气中的含水量,单位是g/dm3。相对湿度是指在一定温度下空气中实际含水量与饱和值之比,常使用百分率进行标识(我们日常生活中所说的湿度一般指相对湿度)。常温(15-35)下正常的相对湿度为50%-80%。小于40%时,认为空气是干燥的;大于80%时,认为空气是潮湿的;当湿度高于90%时,湿度增加1%对电子设备的影响要比温度增高1-2℃的影响大。高湿持续时间越长,产生的影响越大。潮湿会引起金属腐蚀,降低介质材料的绝缘性能,严重时设备会失效或损坏。特别是当湿热在一定范围内交替变化时,会加速材料的吸潮和腐蚀,造成严重后果。
    3
、气压:在地球的大气中,气压随海拔的增高而减小,空气密度降低,依靠空气对流的散热条件变差,从而使设备的温升提高。据测试,在5000m高度以下,每升高100m,设备温升将提高0.4%-0.5%。另外,随着高度增加,气压降低,用空气做介质的带电体之间的抗电强度显著下降。有实验表明,在5000m以下,每升高100m击穿电压降低1%。低气压对电子设备的影响表现为:容易击穿;飞弧、电晕现象增多;灭弧困难,燃弧时间延长,影响电接点寿命。
    4
、盐雾:海水中含有盐分,盐雾是由于海水中的浪花涌动时喷散而形成的,颗粒直径在1-5微米。盐雾对设备的主要影响是对金属材料和金属镀层的腐蚀,其对某些绝缘材料也有影响,使材料的表面电阻和抗电强度降低。
    5
、霉菌和灰尘:在温度、湿度适宜的环境中霉菌很容易繁殖,会吸附水分并分泌有害物质,引起腐蚀的加强、有机物的损坏、性能的改变,同时阻塞活动部分;灰尘进入机器后,会引起活动部分加速磨损(如机芯)并影响电性能。
    6
、日光照射:太阳光除可见光外,红外线占50%,紫外线占6%。红外线和紫外线如直接照射到机器上,将产生光化学反应使有机物老化分解,油漆退色剥落,同时会引起温升问题。

   ()机械因素

   电子设备在使用和运输过程中,会受到各种类型的机械作用。这些机械作用分为2类:一类是正常的机械磨损,它是设备工作时所固有的,将使设备寿命缩短;另一类是在使用和运输工具中所承受的外部机械力作用,这个作用是随机的,主要有振动、碰撞、冲击等,会对设备产生不可逆的损害。

   ()电磁干扰

   在电子设备的内部和外部存在着各种原因产生的电磁波,除设备所欲接收的信号外,其余电磁波均属干扰。电磁干扰可分为外部干扰和内部干扰,其存在将使设备的性能参数发生变化,如工作失稳、噪声增大等,严重时会造成电子设备无法正常工作。常见的干扰有:静电放电干扰、射频电磁场辐射干扰、切断感性负载或继电器触点产生的瞬变干扰;由开关和雷电瞬变过电压引起的单极性浪涌(冲击)干扰;工频磁场产生的干扰等。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         
   
为了防止以上环境因素对生产的设备造成影响,我司根据不同的环境因素分别配有相应的测试装置,比如:高低温交变湿热箱、盐雾试验机等测试装置,能模拟温度、湿度、盐雾等气候因素;电磁吸合振动台能模拟振动、冲击等机械因素;电快速瞬变脉冲群发生器、静电放电干扰模拟器、雷击浪涌发生器、工频磁场发生器等测试装置能模拟各种电磁干扰。

我司的工程师在研发过程中能对现场使用可能出现的各种环境因素进行相应的预防,并使用相应的测试装置进行验证,尽可能降低环境因素对设备的影响;同时利用环境技术提高电子设备的品质和可靠性,以此提升产品的市场竞争力和品牌价值。