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试验 Db:湿热循环 12h+12h,根据 IEC 60068-2-30

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如果说稳定湿热试验回答了“产品能否承受持续潮湿?”的问题,那么根据 IEC 60068-2-30 的 Db 试验则回答了另一个问题:“产品能否承受随昼夜循环变化的湿热环境,表面是否有凝露,是吗?”。这是一项密切模拟潮湿热带环境和气候调节工厂的试验。

本文解释了 24 小时 Db 循环的工作原理、为什么冷凝是试验的有意组成部分,以及需要进行哪些记录才能使结果有效。

1. Db 试验回答什么问题?

Db 为湿热、循环试验。样品经历多个 24 小时循环,每个循环由一段高温高相对湿度阶段和一段低温阶段组成。在温度上升阶段,水分在样品表面凝结 — 这是有意设计的效果,因为这正是现实中发生的情况。

  • 冷凝水可能会渗入间隙,穿过垫圈,进入外壳并导致漏电。
  • 干湿循环引起的电偶腐蚀比稳定湿度快得多,尤其是在存在电压时。
  • 由于不同的弹性,连接材料、涂层和粘合剂会受到反复的应力。
  • 标签、墨水和电线连接是常见的早期劣化点。

因此,当需要模拟越南和热带地区的实际操作环境,或者当产品安装在非气候调节的工厂时,Db 是比 Cab 更合适的试验。

2. 24 小时循环是如何运作的?

Db 循环有两个阶段:保持极高湿度的高温阶段和较低温度阶段。关键不在于温度值,而在于过程的动力学:

周期中的阶段 样品会发生什么情况? 技术含义
高温高湿搅拌 样品升温,材料吸收水分,表面保留一层水分 为表面腐蚀和导电创造有利条件
调低热量 相对湿度随温度降低而增加;水分可能会凝结 冷凝水可能进入样品内部的槽和毛细管
低温酿造 样品冷却,材料收缩 对移植材料施加重复的机械应力
转至高温 在某些情况下,样品的升温速度比环境快;水分凝结在表面 受控凝结相 — Db 的特性

Db 和 Cab 的区别不仅仅在于“是否有循环”,而在于是否有凝结。循环次数是主要的严重性变量,还有高相温度和样本功率状态。

循环湿度试验箱,组件排列在机架上
Db 实验室需要有足够的能力来控制温度转变期间的湿度,以根据所述标准产生冷凝。

3. 实施顺序

  1. 初始稳定性和基准试验:测量绝缘电阻、漏电流、功能;从多个角度拍摄粘合照片。
  2. 将样品以指定状态插入试验箱中:有电源或无电源;如果供电,请记录功耗,因为自加热会改变结果。
  3. 运行周期:执行所需的循环次数,将两个阶段的温度和湿度保持在公差范围内。
  4. 过程检验:只遵循计划;优先考虑稳态阶段结束时的功能试验,以避免循环干扰。
  5. 恢复:在最后一个循环结束时,将样品恢复到标准条件并干燥,然后再次测量。
  6. 评级:根据商定的标准比较初始里程碑;记录外观和电气参数。

大型程序中的试验顺序也会影响结果:如果 Db 在振动或冲击后运行,机械损伤可能会导致湿气的进入,并使结果比独立运行时的结果差得多。文章中介绍了排序的原则试验的顺序。

4. 严重程度和循环次数

IEC 60068-2-30 规定了高相温度和低相温度、高相湿度以及可供选择的循环次数。在实践中,试验程序通常使用大约 40°C 且相对湿度非常高的高温阶段,低于约 15°C 的低温阶段,以及根据所需的严重程度从几个到几十个循环的循环次数。具体数值和允许公差需要逐字与标准进行比较。

需要记录的因素 原因决定结果
高相温度和低相温度 确定空气可携带的湿气量及其凝结可能性
混合湿度高 直接影响腐蚀速率和表面漏电流
循环次数 关键的粗糙度变量;增加循环次数意味着增加冷凝次数
温度传递率 确定冷凝程度以及样品湿润的时间
电源状态 随着电压的增加,出现电化学腐蚀和闪络
周期之间检查 指示损伤是随时间累积还是突然出现
监测仪定期监试验验室的温度和湿度
必须充分记录每个周期,以证明高相位、低相位和过渡都在公差范围内。

5. 凝结:是一种需要控制的效果,不是问题

在 Db 中,样品上的冷凝物是试验的一部分。因此,凝结不应被视为试验箱的技术错误。相反,需要控制三点:

  • 凝结时间——标准描述了样品在什么阶段是湿的;需要数据来证明这件事发生了。
  • 样品中的水含量——水平放置的样品与垂直放置的样品具有不同的水体积;安装方法必须模拟使用条件。
  • 离开试验箱后的处理— 冷凝水可能残留在设备内部,并在恢复供电时导致漏电。在功能试验之前需要明确的回收和干燥程序。

6. 常见错误以及如何避免

  • 编写“循环湿度试验”,不记录循环次数和温度水平— 结果无法与标准进行比较。
  • 在转移阶段关闭湿度控制系统“让它干燥”——失去了 Db 的特性。
  • 打开室门定期观察样品— 更改收到的实际冷凝循环数。
  • 取出样品后立即重新通电当内部仍有水时 — 造成试验未涵盖的损伤。
  • 未记录样本位置— 冷凝条件取决于位置,特别是靠近冷凝器或室门。
  • 使用 Db 结果替换 Cab 或 Cy— 具有不同的、不可互换的应力的三个试验。
检查多次湿热循环后电子样品的外观
具有明显凝结区域、腐蚀斑和样品位置的粘合图像是 Db 试验的重要证据。

7. 常见问题

DB 和 Cab 之间最重要的区别是什么?

凝结。Cab 保持湿度稳定,避免结露; Db 在样品上形成冷凝的干湿循环。正是凝露让这次试验更接近实际的热带环境。

我应该选取多少个周期?

没有通用的号码。循环次数必须由处方者根据使用环境和期望的寿命从标准给出的选项中选择。结果仅在试验的循环次数内才有意义。

Db 试验需要给样品供电吗?

如果目标是评估漏电和电偶腐蚀的风险,则应该有。断电试验对于评估结构、材料和密封性仍然有价值,但不能完全代表产品工作的风险。

腔体内是否有冷热两个腔体用于转移样品?

在两个试验箱之间转移样品是工业上的常见做法,但必须确保热湿动力学相当于标准描述的条件,并且必须有测量数据来证明。否则,试验之间的结果很难进行比较。

是否可以将 Db 与同一程序中的其他试验结合起来?

是的,通常应该这样做,例如先运行振动,然后再进行 Db,或者 Db 然后在高温下试验功能。试验前需要商定顺序,因为顺序会影响最终的结果。

对生锈的螺丝槽样品进行试验后,结论是什么?

需要区分功能性损伤和不影响使用的视觉损伤,并且必须预先确定此标准。如果合同没有规定,应在试验前书面同意,以免日后发生纠纷。

八、结论

Db 试验模拟了带有冷凝的周期性湿热环境 — 热带地区和非气候调节工厂的真实条件。试验的价值在于样品经历的冷凝次数,因此循环次数、温度转变率和电源状态是试验请求中必须记录的三个强制性信息。

要做三件事:记录整个周期随时间变化的温湿度数据;指定重新通电前的恢复程序;并创建一个视觉记录来记录样品在室内的位置。

参考资料

  • IEC 60068-2-30 — 试验 Db:热湿循环(12 小时 + 12 小时)。
  • IEC 60068-2-78 — Cab 试验:稳定的热量和湿度。
  • IEC 60068-2-38 — Z/AD 试验:热湿联合循环。
  • IEC 60068-1 — 关于恢复程序和条件的一般规定和指南。
  • IEC 60068-3-6 和 60068-3-11 — 气候室承受能力和不确定性的确认。
  • TCVN 7699-2-30 — 相应的国家版本(如果已发布)。

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