砂塵試験室 – IP5Xを超えるIP6X:製品の隠れた弱点を明らかにするテスト

砂塵試験室 – IP5Xを超えるIP6X:製品の隠れた弱点を明らかにするテスト

ダストテストチャンバーとは何ですか?

 砂塵試験室(サンド&ダスト試験室とも呼ばれる)は、風によって舞い上がる砂塵や塵埃の自然環境をシミュレートするために設計された精密実験装置です。密閉された試験空間内で、粉塵濃度(ケイ酸塩セメント、タルク粉などを使用)、風速、温度、湿度などのパラメータを正確に制御することにより、製品が現実世界で遭遇する可能性のある過酷な粉塵環境を再現します。その主な目的は、製品の密閉性と耐腐食性を評価することです。

 

 

どのような製品に使用されますか?

 屋外や埃っぽい環境にさらされる可能性のあるほぼすべての製品には、埃テストが必要です。

 自動車産業: ヘッドライト、ダッシュボード、コネクタ、シール、吸気システム。

 電子機器・家電製品: スマートフォン、スマートウォッチ、屋外監視カメラ、ドローン、EV充電ステーション。

 軍事および航空宇宙: ミサイル誘導システム、通信機器、軍用車両の部品。

 照明業界: 屋外照明器具、街灯、景観照明。

 家電製品: ロボット掃除機、エアコン室外機。

 

どのような規格に準拠していますか?

粉塵試験室の設計と試験手順は、権威ある比較可能な結果を保証するために、様々な国際規格および国内規格に厳密に準拠しています。最も一般的な規格には以下が含まれます。

IEC 60529:これは最も広く認知されている規格で、IP(侵入保護)等級を定義しています。具体的には、IP5X(防塵)およびIP6X(密閉)試験は、防塵試験室を用いて実施する必要があります。

GB/T 4208: IEC 60529 に相当する中国の国家規格。

ISO 20653: 道路車両 – 車両内の電気機器の保護等級 (IP コード)。

MIL-STD-810G: 米国軍事規格、メソッド 510.5 は砂やほこりの多い環境に特化しており、車両や軍事装備に極めて厳しい要件が課せられます。

ASTM D4214: 米国材料試験協会の規格。

 

機械の精度はどのように調整されますか?

試験結果の精度と信頼性を保証するには、定期的な校正が不可欠です。校正は通常、認定された第三者計量機関によって行われ、以下の主要な点に重点を置いています。

粉塵濃度校正: 精密天秤を使用して特定の期間に収集された粉塵を計量し、チャンバー内の粉塵濃度を計算して調整し、標準要件を満たします。

風速校正: 校正済みの風速計を使用してチャンバー内の複数のポイントで風速を測定し、設定値 (多くの規格で要求される 1.5 m/s 以上など) で均一かつ安定していることを確認します。

温度キャリブレーション: 作業スペース内に標準温度センサーを設置し、チャンバーの表示温度と実際の温度を比較して、偏差を修正します。

圧力差校正:IP5XおよびIP6X試験では、チャンバーの内外間に所定の負圧を維持する必要があります。この圧力差をマイクロマノメーターを用いて校正することは、非常に重要なステップです。

ふるいメッシュ検査: 粉塵を分配するために使用される金網ふるいが指定されたメッシュ サイズに準拠していることを確認し、粉塵の粒度分布が正しいことを確認します。

 

a) 粉塵試験装置の作業空間は上層、中層、下層の3層に分かれており、中層は作業空間の幾何学的中心Aを通ります。測定点は上層、中層、下層に配置されます。

b) 測定ポイントは、O、A、B、C、D、E、F、G、H、J、K、L、M、N の記号で示されます。

c) 相対湿度測定ポイントは、Oh、Dh、Hh、Lh の記号で示されます。

d) 風速および粉塵濃度の測定点の数および配置位置は、温度測定点の数および配置位置と全く同じです。

e) 測定点E、O、Oh、Uは、それぞれ上層、中層、下層の幾何学的中心に位置する。その他の測定点から機器の内壁までの距離は、それぞれの辺の長さの1/6とする。ただし、最大距離は500mm以下、最小距離は50mm以上とする。

f) 粉塵試験装置の容積が2m³以下の場合、温度測定点と相対湿度測定点(ここでの数値は意図する値)は9点あります。配置位置は下図のとおりです。粉塵試験室容積が2m³以下の場合の温度・湿度測定点配置模式図。

g) 粉塵試験室の容積が2m³を超える場合、温度測定点が15点、相対湿度測定点が4点あります。配置位置は、容積2m³を超える粉塵試験装置の温度・湿度測定点配置図に示されています。

h) 粉塵試験装置の容積が0.05 m³未満または50 m³を超える場合、測定点の数を適切に減らしたり増やしたりすることができます。試験および校正の必要性に応じて、粉塵試験装置の作業空間内の疑わしい点に追加測定を追加することができます。

 

製品単体での防塵・防水性能に自信がありますか?現実世界では、厳しい天候はしばしば複合的に発生します。激しい砂嵐の直後に豪雨が降ることもあります。砂に叩きつけられた直後に雨に濡れても、製品は無傷でいられるでしょうか?
 
この重要な質問に答えるために、大手メーカーは現在、粉塵試験チャンバーと水噴霧/IpX試験チャンバーを組み合わせて、比類のない環境信頼性試験体制を構築しています。
 
相乗効果:1+1 > 2
 
防塵性や防水性のみのテストは基礎的なものです。しかし、これらを組み合わせることで、最も過酷な条件下での製品の真の脆弱性が明らかになります。
 
防塵性や防水性のみのテストは基礎的なものです。しかし、これらを組み合わせることで、最も過酷な条件下での製品の真の脆弱性が明らかになります。
 
現実世界の環境シーケンスのシミュレーション:
「砂塵と水」:砂嵐の後に雨が降るというシナリオをシミュレートします。砂塵は排水口を詰まらせるでしょうか?研磨粒子が埋め込まれたシールは、依然として効果的に水を遮断できるでしょうか?
「水→粉塵」:製品が濡れた状態で粉塵に覆われた状態をシミュレートします。水と粉塵が混ざり合ってスラリー状になり、電気的なショートや機械的な焼き付きを引き起こす可能性がありますか?
サイクリック試験:粉塵環境と水噴霧環境を複数サイクルにわたって急速に切り替える試験。これは、シーリング材、構造設計、およびコンポーネントに対する究極の試験です。
複合テストによってどのような隠れた欠陥が明らかになるのでしょうか?
これら 2 つのチャンバーが連携して動作すると、個別のテストでは明らかにならない重大な障害モードが明らかになります。
シール材の不具合:ゴム製のシールは、研磨粉塵によって微細な傷が付くことがあります。雨が降ると、これらの傷が水の浸入経路となります。
排水システムの詰まり: 微細な塵埃粒子が設計された排水穴や通気口を詰まらせ、その後の水の排出を妨げ、内部に蓄積する可能性があります。
回路腐食の加速: ほこりが水と混ざると導電性の腐食性電解質溶液が形成され、PCB およびコンポーネントの電気化学的腐食が劇的に加速されます。
機械的損傷: ほこりは濡れると固くなり、ベアリングやヒンジなどの可動部品に固着して、完全に動かなくなってしまいます。
 
この組み合わせアプローチを最も必要とする業界はどれでしょうか?
新エネルギー車 (NEV): バッテリー パック、充電インレット、駆動モーター、BMS は、道路の水しぶきとほこりの両方から保護する必要があります。
屋外通信およびエネルギー: 5G 基地局、屋外キャビネット、太陽光発電インバータ、エネルギー貯蔵システムは、年間を通じて複雑な天候にさらされます。
軍事および航空宇宙: あらゆる気候に配備される機器。信頼性はミッションクリティカルであり、人命を救います。
ハイエンドの民生用電子機器: プロ仕様の屋外用カメラ、アドベンチャーグレードのスマートフォン、全地形対応ドローンなど、極限環境でも安定したパフォーマンスを発揮することが主なセールスポイントです。
 
複合テストはどのように実装されますか?
複合試験は、単にサンプルをあるチャンバーから別のチャンバーへ移動するだけではありません。高度な試験ソリューションには、次のようなものがあります。
テスト プロファイル プログラミング: 統合制御システムを使用して、サンプルの正確なテスト シーケンスを作成します (例: 「8 時間の粉塵 -> 2 時間の滞留 -> 4 時間の散水 -> 繰り返しサイクル...」)。
中間検査: テスト シーケンスの合間に予備的な機能チェックと目視チェックを実行し、障害の正確な段階を特定します。
総合評価: 徹底的なパフォーマンステストとテスト後の分解分析を実施して、ほこりと水の相乗的な損傷効果を正確に評価します。
 
粉塵試験室は、製品の品質管理に欠かせないツールです。過酷な環境をシミュレートすることで、製品が市場に出る前に潜在的な欠陥を特定し、製品の最適化と改善のための科学的根拠を提供します。
 

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