Испытания на воздействие климатических факторов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1 Оборудование для климатических испытаний

2 Испытания на воздействие атмосферного, статического гидравлического давления и водонепроницаемость

2.1 Испытание на воздействие пониженного атмосферного давления

2.2 Испытание на воздействие повышенного атмосферного давления

2.3 Испытание на воздействие статического гидравлического давления

3. Испытание на статическое и динамическое воздействие пыли (песка)

4. Испытание на воздействие коррозии

4.1 Испытание на воздействие соляного тумана

4.1 Испытание на влагостойкость

5. Испытания на воздействие биологических факторов

5.1 Испытание на воздействие плесневых грибов

5.2 Испытание на устойчивость материалов к воздействию термитов

5.3 Испытание на устойчивость материалов к воздействию моли

5.4 Испытание на устойчивость материалов к воздействию грызунов

Список использованных источников

1. Оборудование для климатических испытаний

Испытания на воздействие климатических факторов проводят для проверки работоспособности и сохранения внешнего вида изделий в пределах, установленных в НТД, в условиях или после воздействия климатических факторов: температуры, влажности, атмосферного давления.

В реальных условиях эксплуатации на аппаратуру воздействуют одновременно многие климатические факторы, но создать их совокупность в лабораторных условиях очень трудно и дорого. Поэтому часто проводят разде6льные испытания на воздействие одного или нескольких климатических факторов. Программу и методику климатических испытаний составляют так, чтобы возможно полнее воспроизвести наиболее тяжелые условия эксплуатации данного изделия.

Изделия испытывают, как правило, в искусственно создаваемых условиях с помощью специального оборудования, а при невозможности создания требуемых условий изделия испытывают в реальных условиях эксплуатации - на полигонах, климатических станциях.

Если составные части изделия при эксплуатации находятся в неодинаковых условиях, их испытывают раздельно в соответствии с условиями эксплуатации каждой составной части.

Последовательность испытаний, значения климатических факторов, время их действия в процессе испытаний, а также интервалы времени между измерениями параметров определяются ТУ.

По условиям эксплуатации аппаратура делится на группы, и для каждой конкретной группы указываются время тех или иных испытаний и значения климатических факторов.

Большое значение имеет последовательность испытаний. Климатические испытания производятся, как правило, после механических испытаний, так как появление трещин и зазоров при воздействии механических перегрузок способствует разрушающему действию климатических факторов. При раздельных испытаниях разрушающее действие различных климатических факторов зависит от того, в какой последовательности проводятся климатические испытания.

В зависимости от воспроизводимых воздействующих факторов и вида функциональных испытаний испытательное оборудование для испытаний на воздействие климатических факторов можно классифицировать следующим образом:

- оборудование для испытаний на воздействие атмосферного давления: камеры избыточного атмосферного давления, камеры пониженного атмосферного давления, камеры бароудара;

- оборудование для испытаний на воздействие влажности, осадков: камеры повышенной относительной влажности, камеры пониженной относительной влажности, камеры влажности, камеры соляного тумана, камеры дождя;

- оборудование для испытаний на воздействие температур: камера тепла, камера холода, камера тепла и холода, камера термоциркулирования;

- оборудование для испытаний на воздействие песка, пыли: камеры песка и пыли;

- оборудование для комбинированных климатических испытаний: оборудование, воспроизводящее два и более климатических фактора.

Применяемые средства испытаний, контроля и измерений должны иметь характеристики, соответствующие требованиям НТД на изделие, испытательные режимы и необходимую точность измерения создаваемых режимов и контролируемых параметров изделия. Годность указанных средств должна быть подтверждена сопроводительными документами и клеммами. Они должны быть аттестованы или проверены в установленном порядке.

Средства испытаний должны быть снабжены устройствами, исключающими возможность выхода их из строя из-за ошибок операторов, а также защищающими испытуемое изделие от появления наводок и помех от внешней сети электропитания.

Камеры должны обеспечивать: создание и поддержание заданных режимов испытаний; запись (регистрацию) режимов, воспроизводимых камерой, и возможность подключения внешних записывающих устройств; возможность подключения внешних измерительных приборов или установок автоматического и ручного измерения контролируемых параметров испытуемых изделий без извлечения их из камер; свободный допуск к контрольно-измерительным приборам; безопасность при проведении монтажа, испытаний, демонтажа.

Камеры должны быть снабжены устройством аварийной сигнализации (звуковой и световой) и автоматического отклонения их при выходе и испытательных режимов за установленные пределы, световой сигнализацией, автоматически извещающей о подаче электрического напряжения, или специальной блокировкой, предотвращающей поражение электрическим током. Допускается при испытаниях применять камеры, не обеспеченные указанной аппаратурой и устройствами. В этом случае испытания проводят при непрерывном наблюдении обслуживающего персонала.

Кабельные соединения и отдельно выполненные устройства, входящие в качестве элементов электрических цепей в схемы измерения параметров изделий, не должны приводить к изменению заданного режима испытания (измерения) и влиять на результат измерения.

Если в НТД на изделия не указаны значения отклонений на воздействующие факторы при проведении климатических испытаний, то рекомендуется пользоваться значениями допускаемых отклонений, указанных в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Воздействующий фактор	Допустимые отклонения
Температура, 0С: от - 200 до - 85 от - 85 до + 100 включ. св. + 100 до + 200 включ. св. + 200 Скорость изменения температуры внешней среды, 0С/мин: от 1 до 5 св. 5 до 10 включ. Относительная влажность Пониженное давление: выше 1,4•102 Па (1 мм рт. ст.) от 1,4•102 Па (1 мм рт. ст.) до 1,4 Па (10-2 мм рт. ст.) включ. ниже 1,4 Па (10-2 мм рт. ст.) Повышенное избыточное давление, Па (кгс/см2) Солнечное излучение: интегральная плотность потока, Вт/м2 плотность потока ультрафиолетовой части спектра, Вт/м2 Интенсивность дождя Массовая концентрация пыли Скорость ветра, м/с Массовая концентрация (массовая доля) коррозионно-активных агентов среды	50С 30С 50С 100С 200С 500С 30С 50С или 1,4•102 Па (1 мм рт. ст.) в зависимости от того, что больше 600С 300С 200С 100С 250С 400С 250С 100С 100С

Климатические испытания состоят из следующих этапов:

- начальная стабилизация (если требуется);

- начальная проверка и начальные измерения;

- выдержка;

- промежуточная проверка и промежуточные измерения (при необходимости и если технически возможно);

- конечная стабилизация (если требуется);

- заключительная проверка и заключительные измерения.

2. Испытания на воздействие атмосферного, статического гидравлического давления и водонепроницаемость

2.1 Испытание на воздействие пониженного атмосферного давления

Испытание на воздействие пониженного атмосферного давления проводят с целью проверки способности изделий выполнять свои функции в условиях ухудшения теплоотдачи и возможности перегрева.

Зависимость давления от температуры окружающей среды имеет следующий вид:

аппаратура климатический проверка работоспособность

Р = Р0 (1+t/273),

где Р - давление газа при температуре 00С, Па; t - температура окружающей среды, 00С.

Испытания на воздействие пониженного атмосферного давления проводят либо при нормальной температуре испытаний, либо при верхнем значении температуры для испытываемых изделий, записанных в стандартах.

Испытанию при нормальной температуре подвергаются изделия, нагревающиеся при эксплуатации или не подверженные влиянию пониженного атмосферного давления. Испытанию при верхнем значении температуры подвергаются изделия, для которых нагрев при нагрузке, нормированной для пониженного атмосферного давления, является критичным. В этом случае изделия испытываются под электрической нагрузкой, вид и характер которой оговаривается в ТУ.

Продолжительность испытания, как правило, не превышает 30 мин. В отдельных случаях может устанавливаться длительное, более 2-3 ч, воздействие пониженного атмосферного давления.

Испытания на воздействие пониженного атмосферного давления производят в барокамерах или термобарокамерах. Барокамера представляет собой герметизированный шкаф, в который можно поместить испытываемое изделие через застекленную дверь 1, имеющую резиновое уплотнение (рис.2.1). Дверь герметично закрывается специальными болтами, которые плотно прижимают ее к шкафу.

Рисунок 2.1 - Устройство барокамеры

Смотровое окно 2 двери предназначено для наблюдения за работой испытываемых изделий. Наблюдение через смотровое окно позволяет при необходимости своевременно прекратить испытание и облегчает обнаружение мест пробоев или перекрытий по поверхности диэлектриков. Для подключения к испытываемому изделию источников питания и измерительной аппаратуры предусмотрены герметизированные выходы 3. Воздух отсасывается из камеры вакуумным насосом, который приводится в действие электродвигателем. Насос и электродвигатель расположены в ящике 4. Требуемое атмосферное давление устанавливают по показателям измерителя атмосферного давления - вакуумметра 5. По окончании испытаний производят впуск воздуха в камеру специальным краном.

В ходе испытаний изделие находится во включенном состоянии при заданном атмосферном давлении и в течении заданного времени, и при этом не должны наблюдаться нарушения коммутации электрических цепей, перекрытие между токоведущими элементами и появление короны на поверхности деталей. после испытаний производят внешний осмотр и проверку основных параметров в нормальных условиях. При внешнем осмотре следует обращать особое внимание на состояние контактов реле и переключателей и трещины в изоляционных материалах.

В реальных условиях эксплуатации изделий на больших высотах понижение атмосферного давления сопровождается понижением температуры. Поэтому для более полного воспроизведения условий, имеющихся в верхних слоях атмосферы, применяют термобарокамеры.

В рабочем объеме термобарокамеры создаются заданное пониженное атмосферно давление и заданная температура. Для создания, контроля и автоматического регулирования температуры применяют также устройства, как и для камер холода: систему компрессоров для последовательного сжатия фреона, испаритель, автоматический регулятор температуры и др. Для создания нужного атмосферного давления применяют такие же устройства, как и для барокамер: вакуумные насосы, вакуумметры, автоматические регуляторы давления и др. Смотровое окно термобарокамер имеет электрообогрев для предотвращения обледенения стекла. Основные положения, относящиеся к последовательности проведения испытаний, такие же, как и при испытаниях в барокамерах.

2.2 Испытание на воздействие повышенного атмосферного давления

Испытание на воздействие повышенного давления воздуха или другого газа проводят в барокамерах с целью проверки устойчивости параметров и сохранения внешнего вида изделий в условиях повышенного атмосферного давления.

Камера выполнена в виде шкафа, в верхней части которого расположены испытательная камера, панели автоматики и управления, вентилятор, приборы контроля и регулирования. В нижней части на раме размещены холодильный агрегат и вакуумный насос.

2.3 Испытание на воздействие статического гидравлического давления

Целью испытаний на воздействие статического гидравлического давления является определение работоспособности аппаратуры в условиях пребывания под водой. Испытания на водонепроницаемость проводят с целью проверки сохранения параметров аппаратуры после пребывания ее в воде.

Испытание оборудования на воздействие статического гидравлического давления проводят, помещая аппаратуру в бак с водой, где создается давление, соответствующее предельной глубине погружения, установленной в стандартах и ТУ. Испытание проводят в два этапа: сначала в течение 15 мин аппаратуру выдерживают при давлении на 50% больше давления предельной глубины погружения, затем после снижения давления до нормального снова повышают давление до значения, соответствующего уже предельной глубине погружения, и выдерживают аппаратуру в этих условиях в течение 24 ч. По окончании испытаний давление снижают до нормального и, не извлекая аппаратуру из воды, проводят измерение выходных параметров, указанных в ТУ и программе испытания. Изделия считают выдержавшими испытание на воздействие статического гидравлического давления, если в процессе и после испытания они удовлетворяют требованиям, установленным в стандартах и ТУ на изделия и в программе испытания.

Испытание на водонепроницаемость проводят, погружая аппаратуру в нерабочем состоянии на 1 ч в ванну с водой. Глубина погружения от поверхности воды до верхней точки конструкции аппаратура должна быть 50 см, температура воды 20100С. Внешний осмотр и измерение параметров аппаратуры проводят после извлечения ее из ванной и удаления воды с поверхности.

3. Испытание на статическое и динамическое воздействие пыли (песка)

Испытания на воздействие пыли подразделяются на динамические и статические. Целью первого вида испытаний является проверка устойчивости изделий к разрушающему (абразивному) воздействию пыли. Второй вид испытаний проводят с целью проверки способности изделий работать в среде с повышенной концентрацией пыли. В обоих случаях изделия помещают в камеру пыли и располагают так, чтобы воздействие пыли было наиболее эффективным и соответствовало возможному воздействию пыли при эксплуатации. Максимальное расстояние от изделия до стенок камеры и между изделиями должно быть не менее 0,1 м. Рабочие значения параметров, характеризующие воздействие пыли в период эксплуатации изделий (по ГОСТ 15150-69), приведены в табл. 3.1. Температура воздуха в камере должна быть 550С при относительной влажности не более 50%.

Таблица 3.1

Параметр	Воздействие пыли
	динамическое	статическое	на проницаемость
Размер частиц, мкм Состав пылевой смеси Концентрация, г/м3 (% от полезного объема камеры) Скорость, м/с	? 200 Кварцевый песок 70%, мел 15%, каолин 15% 0,1% 10 - 15	? 50 Кварцевый песок 60%, мел 20%, каолин 20% 21 (0,1%)+ 0,5 - 1	? 50 Не нормируется, добавляется 10% флюоресцирующего порошка Не нормируется 0,5 - 1

Испытания проводят обдуванием изделий в течение 2 ч. Затем вентилятор отключают, и в течение 2 ч происходит оседание пыли без циркуляции воздуха. при испытании на работоспособность изделия могут находиться в рабочем состоянии, и необходимо предусмотреть измерение их электрических параметров. При испытании на пыленепроницаемость, в случае использования флюоресцирующего порошка для выявления пыли, проникающей внутрь изделия, их переносят в затемненное помещение, вскрывают и подвергают ультрафиолетовому облучению.

Изделия считают выдержавшими испытание, если в процессе и (или) после испытания они удовлетворяют требованиям, установленным в стандартах и ТУ на изделия и программе для данного вида испытаний. При этом:

а) в случае проверки устойчивости к абразивному действию пыли изделия считают выдержавшими испытания, если их внешний вид удовлетворяет требованиям, оговоренным в стандартах и ТУ на изделия и ПИ;

б) в случае проверки пыленепроницаемости браковочным признаком служит наличие пыли, проникшей внутрь изделия.

Конструкция камеры типа КП для испытаний на воздействие пыли представлена на рис. 3.1. Опыление изделий происходит следующим образом.

Вентилятор 2 прогоняет воздух с пылевой смесью, скорость воздушного потока регулируется наклоном шибера (заслонки) 3. В нижней части испытательной камеры расположен вращающийся в горизонтальной плоскости стол 5, предназначенный для установки испытуемого изделия и позволяющий проводить опыление равномерно со всех сторон с частотой вращения 9 мин-1.



Рис. 3.1. Конструкция камеры для испытаний на воздействие пыли:

1 -- каркас установки; 2 -- вентилятор осевой; 3 -- шибер изменения скорости воздушного потока; 4 -- воздухопровод; 5 -- стол; 6 -- направляющий щит; 7 -- испытательная камера; S -- редуктор; 9 -- электродвигатель вентилятора; 10 -- электродвигатель вращения стола

4. Испытание на воздействие коррозии

4.1 Испытание на воздействие соляного тумана

Испытание на воздействие соляного тумана проводят с целью определения коррозионной стойкости изделий в атмосфере, содержащей водные растворы солей.

Изделия помещают в камеру и располагают так, чтобы в процессе испытания брызги раствора соли из пульверизатора или аэрозольного аппарата, а также капли с потолка, стен и системы подвесов не попали на изделия. Температура в камере устанавливается 2720С, изделия подвергаются воздействию соляного тумана, создаваемого распылением раствора соли, который приготавливают путем растворения в дистиллированной воде хлористого натрия (333 г/л).

Распыление раствора производят с помощью пульверизатора или центрифуги аэрозольного аппарата в течение 15 мин каждого часа испытания. Общее время испытания составляет 2,7 или 10 сут. и оговаривается в ТУ в зависимости от степени жесткости. Время испытания изделия отсчитывают с момента выхода камеры на испытательный режим. По окончании испытания изделия промывают в дистиллированной воде, если это указано в стандартах, после чего просушивают.

Изделия считаю выдержавшими испытание, если они по внешнему виду удовлетворяют требованиям, установленным в стандартах для данного вида испытаний.

Камера соляного тумана должна обеспечивать надежность испытания в заданном режиме с автоматическим введением раствора соли в объем камеры. Туман, полученный в камере, должен обладать дисперсностью 1-10 мкм (95% капель) и концентрацией воды 2-3 г/м3.

Дисперсность тумана определяют методом микрофотографирования. Пробу тумана берут путем естественного осаждения капелек на предметное стекло, помещенное в середине камеры. Для того чтобы сохранить капли от испарения, придать им сферическую форму и некоторое время удержать капли в сферическом состоянии, на поверхность стекла наносят смесь трансформаторного масла с вазелином. Стекла выдерживают в камере около 0,5 мин при работающем аэрозольном аппарате. Стекло с осевшими на него капельками тумана фотографируют через микроскоп, причем делают 3-5 снимков в разных местах пробы. Сфотографированные на пленку капли увеличивают при помощи проекционного аппарата и подсчитывают общее число заснятых капель данной пробы и число капель каждого размера. при нормальном соляно тумане 95% поверхности стекла будет покрыто каплями размером от 1 до 10 мкм. Концентрацию определяют прибором Зайцева, работающим по принципу инерционного оседания капель на специальную фильтровальную бумагу, покрытую красителем и помещенную в специальную кассету. Прибор Зайцева через специальное отверстие в боковой стенке помещают в камеру (при работающем аэрозольном аппарате) в конце периода распыления и производят несколько резких движений поршня ручного насоса. При просасывании определенного объема воздуха, содержащего туман, на фильтрованной бумаге образуется пятно, по размеру которого на основании переводных градуировочных таблиц определяют содержание капельно-жидкой влаги в единице объема. Объем воздуха, прошедшего через отверстие в кассете, измеряют по числу ходов поршня, с помощью которого засасывается воздух в кассету.

Важным требованием, предъявляемым к камере соляного тумана, является ее коррозионная стойкость. Поэтому целесообразно для изготовления камер применять материалы, не подвергающиеся коррозии.

4.2 Испытание на влагостойкость

Влага в атмосфере содержит не только пары воды, но и растворы солей и кислот. Осаждаясь на поверхности металла, влага образует пленку электролита, вступающего в химическое взаимодействие с металлом. Происходит быстрое разрушение поверхности металла -- коррозия. Коррозия вызывает нарушение контакта, обрыв тонких проводов. В местах соприкосновения металлов могут получаться гальванические пары, разделенные пленкой электролита, и коррозия происходит особенно быстро.

Различают два вида испытания на влагоустончивость: длительное и кратковременное. Длительное проводится с целью определения способности изделий сохранять свои параметры в условиях и после длительного воздействия влажности. Кратковременное проводится с целью оперативного выявления грубых технологических дефектов в серийном производстве и дефектов, которые могли возникнуть в предшествующих испытаниях.

Оба вида испытаний на влагоустойчивость могут проводиться в циклическом (с конденсацией влаги) или непрерывном (без конденсации влаги) режимах. Конкретный метод испытания устанавливается в зависимости от назначения и условий эксплуатации изделий в соответствии с таблицей 4.2.1

Таблица 4.2.1 Степени жесткости испытаний на влагоустойчнвость в зависимости от условий эксплуатации изделий

Степень жесткости	Относительная влажность
	Верхнее значение	Среднемесячные значения в наиболее теплый и влажный период и продолжительность их воздействия в течение года при эксплуатации изделий
		Значения	Продолжи тельность. мес
I	80% при 25°С * и более низких температурах без конденсации влаги	65% при 20°С	12
II, III	98% при 25°С* и более при низких темпера-турах без конденсации влаги	80% при 20°С	2
IV	100% при 25°С* и более при низких темпера-турах без конденсации влаги	80% при 20°С	6
V	100% при 25°С* и более при низких темпера-турах с конденсацией влаги	90% при 20'С	12
VI	98% при 35°С * и более при низких темпера- турах без конденсации влаги	80% при 27°С	3
VII			12
VIII	100% при 35°С * и более при низких темпера-турах с конденсацией влаги	90% при 27°С	12

* При более высоких температурах относительная влажность ниже.

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 (в период повышения температуры), что способствует интенсивному развитию процессов коррозии. При снижении температуры в камере влага может проникать внутрь изделий через различные микроканалы в сварных, паяных швах, местах соединения материалов с различными ТКЛР. Физический механизм этого явления заключается в следующем. При снижении температуры в камере воздух во внутренней полости испытываемого изделия охлаждается и давление уменьшается. За счет возникающего перепада давлений в окружающем объеме и внутри полости влага диффундирует по капиллярам внутрь этой полости (корпуса). Учитывая эти особенности, испытание на влагоустойчивость в циклическом режиме следует рекомендовать в первую очередь для изделии, имеющих свободные внутренние полости, например для изделий в пластмассовых корпусах со свободным внутренним объемом, в металлостеклянных и ме-таллокерамических корпусах со свободным объемом и т. п.

В случае длительного испытания на влагоустойчивость при циклическом режиме общая продолжительность испытания в зависимости от степени жесткости выбирается из таблице 4.2.2.

Таблица 4.2.2 Продолжительность испытаний, сут, на влагоустойчивость при циклическом . режиме в зависимости от степени жесткости

Температура воздуха, °С	Степень жесткости
	Длительное испытание	Ускоренное испытание
	III, IV, VI	V, VII	VIII	V, VII	VIII
402 552	4 -	9 -	21 -	- 4	- 9

В условиях кратковременных испытаний на влагоустойчивость при циклическом режиме изделия подвергаются воздействию двух или шести циклов, продолжительность каждого из которых составляет 24 ч. Число циклов устанавливается по ТУ в зависимости от конструкции и назначения изделия. Каждый цикл состоит из этапов, указанных на рисунке 4.2.1 Повышение температуры и влажности при проведении каждого цикла должно быть достаточно быстрым, чтобы обеспечить конденсацию влаги (выпадение росы) на изделиях.

Если имеющиеся на предприятии камеры не обеспечивают быстрого изменения температуры, то тот же самый эффект можно достигнуть за счет быстрого переноса изделий из камеры, где проводились испытания изделий при верхнем значении температуры, в другую -- с пониженной температурой.

В непрерывном режиме испытаний не предусматривается конденсации влаги на изделиях, поэтому непрерывные испытания проводят при постоянных значениях температуры и влажности в камере. Изделия помещают в камеру влажности и выдерживают при температуре, указанной в таблице 4.2.3. Время выдержки изделий при заданной температуре определяется необходимостью достижения изделием теплового равновесия. Затем относительную влажность воздуха в камере повышают до 95±3% и далее поддерживают ее и температуру постоянными в течение всего времени испытания.

Рисунок 4.2.1 - Этапы изменения относительной влажности и температуры при циклическом режиме кратковременного испытания изделий (т -- время, в течение которого на изделиях не должна конденсироваться влага; t = 40, 55, 70 или 85° С)

Методика проведения кратковременных испытаний изделий при непрерывном режиме аналогична методике испытаний в циклическом режиме. Продолжительность испытаний составляет 2, 4, 6 или 10 сут и устанавливается в ТУ.

Таблица 4.2.3 Продолжительность испытаний, сут, на влагоустойчнвость при непрерывном режиме в зависимости от степени жесткости

	Степень жесткости
Температура воздуха, °С	Длительное испытание	Ускоренное испытание
	II	III, IV, VI	V, VII	VIII	III, IV	V, VIII	VIII
252	2	-	-	-	-	-	-
402	-	10	21	56	-	-	-
552	-	-	-	-	4	7	14

Время выдержки изделий в нормальных условиях после окончания кратковременных испытаний составляет обычно 1--2 ч, в то время как по окончании длительных испытаний это время должно быть не менее 24 ч.

Испытание изделий под электрической нагрузкой предусматривают в том случае, если в условиях эксплуатации у этих изделий при увлажнении под напряжением возможно появление разрушающих действий электролиза или электрохимической коррозни. В виде нагрузки используется напряжение, обеспечивающее минимальное выделение тепла в испытываемых изделиях. В большинстве случаев испытания на влагоустойчивость проводят без электрической нагрузки.

Измерение параметров и другие проверки изделии проводят, как правило, в конце испытания (при циклическом режиме -- на последнем цикле, в конце последнего часа выдержки при верхнем значении температуры) без извлечения изделий из камеры влажности.

Испытание на влагоустойчивость проводят в специальных камерах тепла и влаги. Устройство камеры тепла и влаги показано на рисунке 4.2.2. Между двойными стенками ящика 1 проложена теплоизоляция 2. Между правой стенкой камеры и дополнительной стенкой 7 размещен подогреватель 3. Центробежный насос 8 создает принудительную, циркуляцию воздуха через слой воды увлажнителя 9 и рабочее пространство камеры. Контактный термометр 10 включен в схему автоматического регулирования температуры воды увлажнителя. В ту же схему включен подогреватель увлажнителя 11. Степень влажности в камере можно регулировать включением и выключением центробежного насоса. Воздух в камере перемешивается вентилятором 6. Выводы 4 служат для подключения питания и измерительной аппаратуры.

Измерение влажности в камере производится измерителем влажности -- психрометром 5. Простейший психрометр состоит из двух термометров (рисунок 4.2.3). Один из термометров находится в воздухе, а нижняя часть второго термометра обмотана мокрой тканью. Так как влага испаряется и при этом заимствует тепло у ртути термометра, то показания «мокрого» термометра будут ниже, чем сухого. Разность показаний термометров зависит от относительной влажности воздуха. Пользуясь психрометрической таблицей 4.2.4, можно определить относительную влажность воздуха по показаниям термометров.

Из таблицы 4.2.4 видно, что при относительной влажности 100% оба термометра дают одинаковые показания--разность их показаний равна нулю. Чем меньше относительная влажность воздуха, тем больше разность показаний термометров. Например, температура воздуха, показываемая «сухим» термометром, равна 16°С, а показание «мокрого» термометра 14°С. По психрометрической таблице находим, что температуре воздуха 16°С и разности показаний 2° С соответствует относительная влажность 81%. Если же при той же температуре воздуха «мокрый» термометр покажет 7° С, разность показаний термометров равна 9° С и согласно таблице относительная влажность воздуха равна 22%.

Таблица 4.2.4

Показания «сухого» термометра, °С	Относительная влажность, %. при разности показании
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
10	100	88	76	65	51	44	34	24	14	4	-
12	100	89	78	68	57	48	38	29	20	11	--
14	100	90	79	70	60	51	42	33	25	11	9
16	100	90	81	71.	62	54	45	37	30	22	15
18	100	91	82	73	64	56	48	41	34	26	20
20	100	91	83	74	66	59	51	44	34	30	24
24	100	92	84	77	69	62	56	49	43	37	31
28	100	93	85	78	72	65	59	53	48	42	37
30	100	93	86	79	73	67	61	55	-50	44	39

Рисунок 4.2.2 - Устройство камеры тепла и влаги

Вместо ртутных термометров применяются терморсзнсторы, включенные и плечи моста постоянного тока.

Применение терморезисторов позволяет увеличить точность измерения относительной влажности, передавать результаты измерения на расстояние и упрощает задачу автоматического регулирования влажности воздуха в камере. Принцип действия психрометра на терморезисторах поясняется на рисунке 4.2.4. Одинаковые терморсзисторы R1 и R2 включены в плечи моста постоянного тока.

Рисунок 4.2.3 - Психрометр

Один из терморезисторов обмотан мокрой тканью, и его сопротивление отличается от сопротивления «сухого» терморезистора тем больше, чем меньше относительная влажность воздуха. При влажности 100% мост уравновешен, напряжение на его диагонали, связанной с усилителем постоянного тока, равно нулю, и гальванометр Г, включенный на выходе УПТ, покажет нуль. Чем меньше относительная влажность воздуха в камере, тем больше напряжение, поступающее на УПТ, и больше показания гальванометра.

С помощью терморезистора, включенного в плечо другого моста постоянного тока можно контролировать температуру в камере, а используя два напряжения на диагонаналях мостов, одно из которых пропорционально относительной влажности, а другое температуре в камере, -- создать систему автоматического регулирования заданного режима испытаний.

Рисунок 4.2.4 - Схема измерения относительной влажности воздуха на терморезисторах

Существуют различные испытательные установки, отличающиеся габаритными размерами, точностью поддержания режима, диапазоном характеристик. Так, камеры, предназначенные для воспроизведения циклического режима испытаний, должны обеспечивать циклическое изменение относительной влажности и температуры в пределах заштрихованных областей, указанных на рис. 4.2.1, в то время как камеры, предназначенные для воспроизведения постоянного (непрерывного) режима испытаний, должны осуществлять поддержание режима испытаний в полезном объеме в пределах 3% нормированного значения влажности и ±2°С нормированного значения температуры.

Учитывая, что незначительные изменения температуры сопровождаются значительными колебаниями относительной влажности, следует применять установки с точностью регулировки температуры по сухому термометру ±0,4°С, а по влажному -- от + 0,4 до - 0,2°С. Понижение температуры более чем на 0,5°С при высокой относительной влажности и повышенной температуре может привести к выпадению росы, что является недостатком установки. Если на потолке и стенках камеры образуются капли конденсированной влаги, то они не должны попадать на испытываемые изделия. Для этого над изделиями следует устанавливать двускатный навес из некорродируемого материала.

Помимо того, изделия при испытаниях следует располагать в камере таким образом, чтобы капли конденсированной воды не попадали с одних изделий на другие. Стенки и детали, находящиеся внутри камеры, должны быть устойчивыми к коррозионному действию влажности, воспроизводимой камерой.

Влажный воздух в замкнутом пространстве можно получить различными способами упражнения: 1) испарением с открытой свободной поверхности воды или водяных растворов различных химических соединений; 2) путем циркуляции его через увлажнительное устройство.

Первый способ применяют в том случае, если влажность воздуха не меняется в течение продолжительного времени. Этот способ хотя и прост, но практическое его применение ограничивается необходимостью строго поддерживать постоянство разности температуры воздуха и воды, а также заданную точность регулирования температуры в пределах психрометрической разности.

Конструкция камеры для увлажнения воздуха с открытой поверхности воды или раствора химических соединений в воде чрезвычайно проста. Она может обогреваться в результате циркуляции нагретого воздуха или воды в системе, окружающей камеру, и при помощи электрического подогревателя внутри камеры, помещенного за тепловым экраном. Равномерное распределение температуры и относительной влажности воздуха внутри рабочего объема камеры получают путем перемешивания воздуха вентилятором.

Второй способ увлажнения воздуха нашел в последнее время более широкое применение. Этот способ дает возможность создавать переменные температуру и влажность воздуха в период испытания.

Для измерения влажности воздуха и газов применяют гигрометры. Гигрометры классифицируют в зависимости от принципа действия.

Наибольшее распространение получили психрометрические гигрометры. Принцип их действия основан на зависимости влажности воздуха от так называемой «психрометрической разности» -- разности показаний «сухого» и «смоченного» термометров, находящихся в термодинамическом равновесии с анализируемым воздухом.

Такие гигрометры применяются для измерения влажности в широком диапазоне температур (10--200° С), позволяют проводить градуировку не по влажности, а по температуре, что повышает точность измерений. Однако они имеют ряд недостатков: наличие смачиваемого фитиля и его загрязнение (что увеличивает трудоемкость обслуживания и ведет к увеличению погрешности); невозможность применения при отрицательных температурах.

Широкое применение в испытательной технике получили психрометры бытовые ПБУ-1, ПБУ-1М и автоматические бесфитильные гигрометры АПВ-201, АПГ-206.

При калибровке гигрометров и для высокоточных измерений параметров влажности применяют пьезосорбционные гигрометры «Волна 1М», «Волна 2М» и «Дельта-1». Принцип их действия основан на изменении резонансной частоты колебаний пьезосорбционного чувствительного элемента в зависимости от относительной влажности анализируемой среды. Достоинствами этого типа гигрометров являются высокая чувствительность (сотые доли процента относительной влажности), широкий диапазон и высокая точность измерений. К недостаткам относятся нестабильность характеристик во времени и необходимость частой юстировки преобразователя.

5. Испытания на воздействие биологических факторов

5.1 Испытание на воздействие плесневых грибов

Испытания на биостойкость (биоустойчивость) проводят с целью определения способности электронной аппаратуры (ЭА) сохранять в условиях воздействия на нее биологических факторов значения показателей в пределах, установленных НТД. В настоящее время ГОСТами регламентируется учет следующих биофакторов: плесневых грибов, насекомых, грызунов и почвенных микроорганизмов. Наибольшие разрушения ЭА возникают под действием грибковой плесени. Известно около 40 000 разновидностей плесневых грибков, причем различные грибки могут иметь разное влияние. Для испытаний рекомендовано использовать смесь десяти (но не менее семи) определенных видов плесневых грибков в виде водной суспензии их спор. Споры размножаются очень быстро. Небольшое грибковое образование дает за считанные дни несколько миллионов новых спор размером 10 мкм. Каждый из десяти видов спор, применяемых для испытаний, создает плесень специфической окраски.

Грибостойкостью называют способность ЭА противостоять развитию и разрушающему действию грибковой плесени в среде, зараженной плесневыми грибами. Испытания ЭА на грибоустойчнвость проводят на образцах, которые не подвергались климатическим и механическим испытаниям. Допускается в качестве образцов использовать изделия, забракованные по электрическим параметрам. Число образцов устанавливается в соответствии с НТД пли программой испытания. Для испытаний на грибостойкость, выбраны такие виды плесневых грибов, которые широко распространены, имеют быстрый рост н высокую стойкость к фунгицидам (противогрибковым препаратам) и способны наносить наибольший вред ЭА (ГОСТ 9.048--75 устанавливает виды грибов, применяемых при испытаниях).

Для испытаний на грибоустойчивость используют следующее оборудование: камеры грибообразования (например, типа КВТ/Г) пли термостаты (например, типа ТС-80), обеспечивающие температуру нагрева 29±2°С н относительную влажность в рабочем объеме более 90%; эксикаторы, сушильные шкафы, автоклавы, биологические микроскопы, пульверизаторы, чашки Петри, пробирки и т. д.

Испытательная камера выполняется с двойными стенками, образующими воздушную рубашку, внутри которой циркулирует нагретый воздух. Камеры грибообразования должны удовлетворять специфичным требованиям: высокая равномерность распределения температуры н влажности по объему; отсутствие циркуляции воздуха и полное затемнение внутреннего объема; необходимость обезвреживания воздуха, выходящего из камеры; высокая грибостойкость материалов и деталей камеры.

Подготовка к испытаниям заключается в стерилизации посуды, применяемой при испытаниях, изготовлении питательной среды для выращивания и хранения культур грибков. Заранее выполняют пересев и выращивают культуры грибов. Образцы проверяют и очищают от внешних загрязнений. За 2 ч до начала испытаний контролируют жизнеспособность спор грибов.

В соответствии с ГОСТ 9.048--75... 9.053--75 и ГОСТ 20.57.406--81 существует два метода испытаний. По первому методу образцы ЭА, отобранные для испытаний, тщательно очищают от загрязнений этиловым спиртом. По второму методу выборку изделий делят на две равные части (число изделий в выборке должно быть четным). Для выявления причин поражения изделий грибами подвергают очистке от загрязнений этиловым спиртом только первую группу образцов. Таким образом, первый метод устанавливает, содержат ли изделие и материалы источники питания для развития и роста грибов, а второй метод устанавливает наличие фунгицидных свойств и влияние внешних загрязнений на грибоустойчивость ЭА.

Испытания начинают с того, что готовят суспензию спор грибов в воде для каждого вида грибов с концентрацией 1--2 млн. спор/мл. Приспособления с испытываемыми образцами переносят в испытательный бокс, после чего доступные поверхности образцов заражают водной суспензией спор грибов. Вся поверхность изделий должна быть равномерно опрыснута из пульверизатора. На питательную среду контрольных чашек Петри наносится несколько капель суспензии. Образцы просушивают. После высыхания капель суспензии образцы и контрольные чашки Петри помещают в камеру грибообразования. Расстояние между образцами должно быть не менее 20 мм. Камеру закрывают. Продолжительность испытаний составляет 28 сут. Однако по истечении 5 сут из камеры извлекают контрольные чашки Петри. Если на питательной среде чашек Петри рост грибов не наблюдается, то испытания повторяют на новых образцах с вновь приготовленной суспензией из новых партий грибов.

По окончании испытаний образцы извлекают из камеры и сразу осматривают сначала невооруженным глазом в рассеянном свете при освещенности от 2000 до 3000 лк, а затем при увеличении в 56--60 раз. Оценку грибоустойчивости изделий производят по росту грибов на образцах по шестибалльной системе:

при осмотре под микроскопом рост плесневых грибов не виден . . . . . 0

при осмотре под микроскопом видны проросшие споры и незначительно развитый мицелий в виде неветвящихся гиф . . . . . . . . . . . . . 1

при осмотре под микроскопом виден мицелий в виде ветвящихся гиф, возможно наличие спор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

при осмотре невооруженным глазом рост грибов едва виден, но отчетливо виден

под микроскопом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

при осмотре невооруженным глазом отчетливо виден рост грибов, покрывающих менее 25% испытываемой поверхности . . .. . . . . . . . . . . 4

при осмотре невооруженным глазом отчетливо виден рост грибов, покрывающих более 25% испытываемой поверхности .. . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Для повышения точности оценки грибоустойчивости рекомендуется воспользоваться фотообразцами, приведенными в прилоении к ГОСТ 9.048--75.

Изделия считают выдержавшими испытание по первому методу, если рост грибов на них не превышает балл 2. Результаты испытания изделий на грибоустойчивость по второму методу оценивают по обеим группам образцов. Результаты испытаний считают положительными, если оценка роста грибов на образцах первой группы не превышает балл 2, а у второй группы -- балл 3. Затем составляют протокол испытаний, куда заносят результаты. Грибоустойчивость обозначают буквами ПГ (плесневые грибы) с трехзначным или двухзначным числовым индексом, фиксирующим баллы, полученные при испытаниях по разным методам.

При проведении испытаний требуется соблюдать меры безопасности. Испытания на грибоустойчивость разрешается проводить лицам, прошедшим предварительный медицинский осмотр, обучение и инструктаж по технике безопасности, так как при испытаниях используются условно-патогенные грибы. Спецодежду, оборудование, помещение, все приборы, приспособления и инструменты систематически дезинфицируют.

Образцы по окончании испытаний дезинфицируют в автоклаве при давлении 0,1 МПа и температуре 121°С в течение 1 ч или промывают или протирают 5%-ным раствором фенола или формальдегнда, или 10%-ным раствором перекиси водорода. Оптические детали протирают спиртом. Недорогие образцы уничтожают.

Работы с автоклавами, испытательными камерами, сушильными шкафами и бактерицидными лампами производят в соответствии с утвержденными инструкциями и правилами.

5.2 Испытание на устойчивость материалов к воздействию термитов

Испытания на устойчивость материалов к воздействию термитов в лабораторных условиях проводят в термостатах при температуре 20±0,5°С, поддерживая влажность воздуха близкой к 100%. В соответствие с ГОСТ 9.058--75 испытания образцов материалов на воздействие термитов проводят следующим образом. На образцы материалов, имеющих форму пластин размером 40Х Х80 мм, накладывают полоску фильтровальной бумаги так, чтобы она закрывала половину поверхности образца. Смачиваемая водой бумага будет являться источником питания и влаги. Затем на каждый образец устанавливают по два стеклянных садка и прижимают их пружинами или резиновыми кольцами к образцам. В каждый садок помещают по 50 термитов. Для наблюдения за жизнеспособностью термитов готовят контрольные садки. После этого садки с образцами и контрольные садки устанавливают в термостаты. Продолжительность испытаний составляет 30 сут. Три раза в неделю визуально учитывают степень повреждения термитами образцов (отверстия, царапины, разрыхление и т. д.) и заменяют погибших термитов равным числом жизнеспособных.

В природных условиях испытания на устойчивость к воздействию термитов проводят на опытных площадках с высокой плотностью термитов на 100 образцах или 20 м ленты каждого материала.

5.3 Испытание на устойчивость материалов к воздействию моли

Оценку устойчивости материалов к воздействию моли проводят в термостатах при температуре 24,5±1°С и относительной влажности воздуха 65±8% в течение 14 сут. В термостаты помещают садки с образцами и личинками моли. Устойчивость образцов к повреждению молью оценивают по потере ими массы.

5.4 Испытание на устойчивость материалов к воздействию грызунов

Методика испытаний изделий и материалов ЭА на устойчивость к воздействию грызунов (ГОСТ 9.057--75) сводится к следующему. Для проведения испытаний используют взрослых особей грызунов. Перед началом испытаний их дрессируют, чтобы приучить доставать пищу, преодолевая преграду. В качестве преграды во время дрессировки используют картон толщиной 2--3 мм. При испытаниях преградой служат испытываемые образцы. Клетки для проведения испытаний изготавливают из каркаса и сетчатых металлических стенок с ячейкой размером не более 5--8 мм. В середине клетки имеется перегородка с отверстием 70X70 мм, которое закрывается преградой. Продолжительность испытаний составляет 24 ч. По окончании испытаний образцы осматривают, отмечают характер повреждений и их размеры. Образцы считают выдержавшими испытания, если они не повреждены (балл 0) или на поверхности имеются следы зубов грызунов в виде неглубоких царапин (балл 1).

Список использованных источников

1. Бегларян В.Х. Механические испытания приборов и аппаратов. - М.: Машиностроение, 2010. - 223 с., ил.

2. Испытания радиоэлектронной аппаратуры, электронно-вычислительной аппаратуры и испытательное оборудование: Учебное пособие для вузов/ О.П. Глудкин, А.Н. Енгалычев, А.И. Коробов, Ю.В. Трегубов; под ред. А.И. Коробова. - М.: Радио и связь, 2007. - 272 с.: ил.

3. Костылев Ю.С., Лосицкий О.Г. Испытание продукции. - М.: Издательство стандартов, 2009.- 168 с.

4. Малинский В.Д. Контроль и испытания радиоаппаратуры. - М.: Энергия, 2010. - 336 с.

5. Ошер Д.Н. и др. Регулировка и испытание радиоаппаратуры: Учебник для радиотехнических техникумов/Ошер Д.Н., Малинский В.Д., Теплицкий Л.Я.-3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 2008.-384 с., ил.

Размещено на Allbest.ru