Was ist eine Staubprüfkammer?
Eine Staubprüfkammer, auch Sand- und Staubprüfkammer genannt, ist ein Präzisionslaborinstrument zur Simulation natürlicher, windverwehter Sand- und Staubbedingungen. Sie bildet die rauen, staubigen Umgebungen nach, denen Produkte im Alltag ausgesetzt sein können, indem sie Parameter wie Staubkonzentration (mithilfe von Materialien wie Silikatzement und Talkumpuder), Windgeschwindigkeit, Temperatur und Luftfeuchtigkeit in einem geschlossenen Prüfraum präzise steuert. Ihr Hauptzweck ist die Bewertung der Dichtigkeit und Korrosionsbeständigkeit eines Produkts.
Für welche Produkte wird es verwendet?
Nahezu jedes Produkt, das im Freien oder in staubigen Umgebungen eingesetzt werden könnte, muss auf Staub geprüft werden:
Automobilindustrie: Scheinwerfer, Armaturenbretter, Steckverbinder, Dichtungen, Luftansaugsysteme.
Elektronik & Haushaltsgeräte: Smartphones, Smartwatches, Überwachungskameras für den Außenbereich, Drohnen, Ladestationen für Elektrofahrzeuge.
Militär & Luft- und Raumfahrt: Raketenleitsysteme, Kommunikationsausrüstung, Komponenten für Militärfahrzeuge.
Beleuchtungsindustrie: Außenleuchten, Straßenbeleuchtung, Landschaftsbeleuchtung.
Haushaltsgeräte: Saugroboter, Außengeräte für Klimaanlagen.
Welchen Standards entspricht es?
Die Konstruktions- und Prüfverfahren von Staubprüfkammern orientieren sich strikt an verschiedenen internationalen und nationalen Normen, um verlässliche und vergleichbare Ergebnisse zu gewährleisten. Zu den gängigsten Normen gehören:
IEC 60529: Dies ist die am weitesten verbreitete Norm zur Definition von IP-Schutzarten (Ingress Protection). Insbesondere die Prüfungen für IP5X (staubgeschützt) und IP6X (staubdicht) müssen in einer Staubprüfkammer durchgeführt werden.
GB/T 4208: Der chinesische nationale Standard, entspricht IEC 60529.
ISO 20653: Straßenfahrzeuge – Schutzarten (IP-Code) für elektrische Betriebsmittel in Fahrzeugen.
MIL-STD-810G: Der US-Militärstandard, Methode 510.5, ist für sandige und staubige Umgebungen konzipiert und stellt extrem strenge Anforderungen an Fahrzeuge und militärische Ausrüstung.
ASTM D4214: Standard der American Society for Testing and Materials.
Wie wird die Maschine auf Genauigkeit kalibriert?
Regelmäßige Kalibrierung ist unerlässlich, um die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Testergebnisse zu gewährleisten. Die Kalibrierung wird üblicherweise von akkreditierten externen Metrologieorganisationen durchgeführt und konzentriert sich auf mehrere Schlüsselbereiche:
Kalibrierung der Staubkonzentration: Mithilfe einer Präzisionswaage wird der über einen bestimmten Zeitraum gesammelte Staub gewogen. Anschließend wird die Staubkonzentration in der Kammer berechnet und angepasst, um die Standardanforderungen zu erfüllen.
Windgeschwindigkeitskalibrierung: Verwendung eines kalibrierten Anemometers zur Messung der Windgeschwindigkeit an mehreren Punkten innerhalb der Kammer, um sicherzustellen, dass sie gleichmäßig und stabil auf dem eingestellten Wert liegt (z. B. ≥1,5 m/s, wie es viele Normen fordern).
Temperaturkalibrierung: Ein Standard-Temperatursensor wird im Arbeitsbereich platziert und der angezeigte Wert der Kammer mit der tatsächlichen Temperatur verglichen. Anschließend werden etwaige Abweichungen korrigiert.
Kalibrierung der Druckdifferenz: Für IP5X- und IP6X-Prüfungen muss ein bestimmter Unterdruck zwischen dem Inneren und Äußeren der Kammer aufrechterhalten werden. Die Kalibrierung dieser Druckdifferenz mithilfe eines Mikromanometers ist ein entscheidender Schritt.
Siebprüfung: Überprüfung, ob das zum Abfüllen von Staub verwendete Drahtsieb die vorgegebene Maschenweite aufweist und somit die korrekte Partikelgrößenverteilung des Staubs gewährleistet ist.
a) Der Arbeitsbereich des Staubmessgeräts ist in eine obere, mittlere und untere Schicht unterteilt. Die mittlere Schicht verläuft durch den geometrischen Mittelpunkt A des Arbeitsbereichs. Messpunkte befinden sich in der oberen, mittleren und unteren Schicht.
b) Die Messpunkte werden mit den Symbolen O, A, B, C, D, E, F, G, H, J, K, L, M, N bezeichnet.
c) Die Messpunkte für die relative Luftfeuchtigkeit werden mit den Symbolen Oh, Dh, Hh, Lh gekennzeichnet.
d) Anzahl und Positionen der Messpunkte für Windgeschwindigkeit und Staubkonzentration entsprechen genau denen der Temperaturmesspunkte.
e) Die Messpunkte E, O, Oh und U befinden sich jeweils in den geometrischen Mittelpunkten der oberen, mittleren und unteren Schicht. Der Abstand der übrigen Messpunkte zur Innenwand des Geräts beträgt ein Sechstel der jeweiligen Seitenlänge, darf jedoch maximal 500 mm und minimal 50 mm betragen.
f) Bei einem Volumen der Staubprüfkammer von maximal 2 m³ befinden sich 9 Temperaturmesspunkte und [Anzahl] relative Feuchtigkeitsmesspunkte in der Anlage. Die Positionen der Messpunkte sind in der folgenden Abbildung dargestellt: Schematische Darstellung der Anordnung der Temperatur- und Feuchtigkeitsmesspunkte bei einem Volumen der Staubprüfkammer von maximal 2 m³.
g) Bei einem Volumen der Staubprüfkammer von mehr als 2 m³ sind 15 Temperaturmesspunkte und 4 Messpunkte für die relative Luftfeuchtigkeit vorhanden. Die Positionen der Messpunkte sind im Schema der Anordnung der Temperatur- und Feuchtigkeitsmesspunkte für Staubprüfgeräte mit einem Volumen von mehr als 2 m³ dargestellt.
h) Bei einem Volumen des Staubprüfgeräts von weniger als 0,05 m³ oder mehr als 50 m³ kann die Anzahl der Messpunkte entsprechend reduziert oder erhöht werden. Je nach Prüf- und Kalibrierungsbedarf können an verdächtigen Stellen im Arbeitsbereich des Staubprüfgeräts zusätzliche Messungen durchgeführt werden.
