儀表的環境試驗和環境條件對儀表的影響
儀表從生產、調試、貯存、運輸直到現場工作,可能遇到各種各樣的環境條件,為了考核儀表對環境的適應性,需要進行儀表耐環境條件影響的試驗,通常簡稱為環境試驗。環境試驗屬于可靠性試驗的范疇。按照我國有關規定:自動化儀表的技術標準規定,儀表在出廠時均應進行出廠檢驗(亦稱交收檢驗);當新產品定型鑒定或批量生產中產品結構或重要材料、元器件變更時,以及批錄生產中每一定時期(如2-3年一次>的周期檢驗時,則應進行型式試驗(亦稱定型檢驗)。出廠檢驗一般只進行儀表的主要技術指標的測試和溫度影響、電氣安全性(絕緣性能)的試驗,而型式試驗則必須對儀表的全部技術指標及各種環境影響進行試驗。出廠檢驗不合格的產品,不能出廠;型式試驗如果*次不合格,允許再次抽樣進行試驗,如仍不合格則不能進行批量生產,應重新改進,直到合格后方能投入或繼續批量生產。出廠檢驗及型式試驗的要求和方法,在儀表的技術條件中都有詳細的規定。儀表的技術條件,根據其應用范圍、生產成熟情況等可以采用標準(如標準)、國家標準、專業標準、企業標準等。
儀表遇到的環境大致可以分為四大類:
1.工業環境工業儀表一般需要安裝在工業生產現場工作,經常遇到的是高溫與低溫環境,如冶金廠、動力廠的高溫環境,冷凍廠的低溫環境;高氣壓與低氣壓環境,如氨管道的高壓環境,真空中的低氣壓環境;髙濕度環境,如造紙廠車間的潮濕環境;腐蝕性介質及粉塵環境,如二氧化硫…(SO2)、硫化氫(H2S)及各種磨損粉塵環境;石油化工廠的可燃、爆炸性氣體環境等。盡管有一部分儀表是安裝在控制室內,工作條件較好,但也很難*避免工業現場環境條件的影響,只是現場環堍條件的影響適當降低了一些。但大多數檢測儀表、變送器及執行器均需裝于現場,受環境影響很大。
2.自然環境自然環境可以分為氣候環境、機械環境、生物環境、輻射環境及電磁環境等。自然環境包括的內容很多,其分類見下表表所示。
自然環境 氣候環境--溫度、濕度、氣壓、風、雪、冰、露、沙塵、油霧、鹽霧、游離氣體。
機械環境--振動、沖擊、離心、碰撞、跌落、搖擺、靜力負荷、失重、聲振、爆炸、沖擊波。
輻射環境--太陽輻射、核輻射、紫外線輻射、宇宙射線輻射。
生物環境--毘蟲、霉菌、嚙齒動物。
電磁環境--電場、磁場、閃電、雷擊.電暈,放電。
3.人為環境人為環境有使用、維護、包裝運輸及貯存等。
4.特殊使用環境這是指特殊要求的使用環境,如宇宙航行環境、飛機、車船環堍及作戰環境和原子輻射環境、爆炸性氣體環境等。
環境條件對儀器的影響
1.溫度環境:高低溫試驗箱 高低溫濕熱試驗箱 鹽霧試驗箱 恒溫恒濕試驗箱
在高溫條件下,蠟脂膏及防護化合物可能產生熔化,影響設備的工作性能;高溫會加速高分子材料分解老化,縮短電子元器件壽命,并使元器件的參數發生變化(如晶體管、電阻、電容參數的溫度漂移),直接影響儀表的性能。儀表過熱還可能使元器件損壞,低熔點焊縫開裂或焊點脫開。高溫可以使油的粘度降低、造成潤滑變差、軸承損壞及結構強度減同時由于膨脹不同,可能使活動部分出現松動或卡死、接觸不良等;并可加速金屬氧化,使接點接觸電阻增大,這些都直接影響儀表的性能。
在低溫條件下,有可能使元器件性能改變,如石英晶體序振,蓄電池容顯降低,鋁電解電容損壞,材料變脆,電纜損壞、蠟變硬,橡皮開裂及結構強度減弱;油和潤滑脂在低溫時坫度變大,造成軸承、開關的“粘滯’現象。在低溫時,由于儀表機構的各部分收縮不同,同樣可能使活動部分被卡死及開關、插頭插座接觸不良,氣密性設備的泄漏增大;戶外儀表結霜結冰卡死等。
在高、低溫循環變化下,劇烈的交替膨脹及收縮會產生附加的內應力,使機械部分配合不好;交替地凝露、凍結與烘烤等都會加速元器件、材料的機械損傷和電性能變壞。因此,溫度變化對儀表的正常工作是很不利的,必須首先予以足夠的重視。
2.濕度環境
潮濕條件下、元器件、材料表面電阻、體電阻均會下降,致便發生漏也、短路、擊穿等故障。在高濕度情況下,金屬材料腐蝕加劇,結構強度減弱,電參數漂移,有些材料還會發生溶解和變質等。反之,有些壞境過分干燥,則會使木材、皮革和纖維織物之類的材料變脆.使電解液蒸發過速等。在濕熱的同時作用下,會使材料的毛細管“呼吸”作用加劇.加速材料的受潮和腐蝕過程。
3.氣壓環境
周圍的氣候環境變化,會使氣密性設備的應力變化,有可能使外殼變形,氣密性變差。
4.機械環境
機械環境的振動、碰撞,沖擊、離心加速、聲振、搖擺,都可能使儀表產生振動和附加的機械伋力。儀表在振動情況下,內部元器件可能*損壞及其電參數發生變化,如元件引線斷裂,電纜損壞等。