I prodotti moderni devono resistere a condizioni ambientali estreme, come piogge leggere e getti d'acqua ad alta pressione, nonché a immersioni di breve durata. Che si tratti di un dispositivo elettronico per uso domestico, di un pannello di controllo industriale, di un sensore esterno, di un modulo di illuminazione o di un dispositivo di comunicazione, l'impermeabilità è fondamentale per le prestazioni e la sicurezza. Un involucro camera di prova a spruzzo d'acqua è un ambiente controllato e riproducibile che può essere utilizzato per testare la risposta degli involucri all'acqua. Ciò consentirà agli ingegneri di determinare se un progetto è conforme ai requisiti internazionali degli standard IP e anche ai requisiti di qualità interni. Inoltre, in numerosi casi, i produttori eseguono ulteriori test, tra cui il test di impermeabilità IPX7, in cui l'acqua viene spruzzata temporaneamente, sebbene il test di spruzzatura sia la base per l'apprendimento sulla debolezza degli involucri.
Un serbatoio di flottazione a forma di camera è costruito per produrre diverse forme di esposizione all'acqua: pioggerellina leggera, getti direzionali, getti con ugelli rotanti, bracci oscillanti e schemi di flusso controllati. Le camere offrono condizioni costanti, a differenza della spruzzatura manuale, che è discontinua e imprecisa da ripetere. Questo garantisce che i risultati siano sempre gli stessi, sia per un lotto di prodotti che per siti di prova diversi.

Figura: Apparecchiatura per test di impermeabilità IP

Perché la valutazione dell'impermeabilità è importante

I prodotti elettronici stanno diventando sempre più piccoli, resistenti e comuni negli ambienti umidi. Le gabbie convenzionali, che utilizzano solo alloggiamenti fisici, sono inadeguate. Guarnizioni, guarnizioni, adesivi, membrane di ventilazione e connettori devono collaborare per impedire la penetrazione dell'acqua. Il guasto di questi componenti può causare la corrosione dei circuiti interni, l'ossidazione del metallo, l'indebolimento dell'isolamento e il malfunzionamento dei sensori.
I guasti dovuti all'ingresso di acqua sono tra i guasti più costosi per i produttori, poiché tendono a manifestarsi anche molti mesi dopo la vendita. Gli ingegneri possono replicare decenni di esposizione all'ambiente in poche ore attraverso una camera di prova con spruzzi d'acqua. Questi test rapidi sono necessari per verificare la progettazione, evitare guasti precoci e garantire che i prodotti siano pronti per essere immessi in mercati in cui è richiesta una certificazione IP elevata.

Come funziona la camera di prova a spruzzo d'acqua

La camera di nebulizzazione dell'acqua è composta da ugelli regolati, pompe idrauliche, regolatori di pressione, bracci oscillanti e piattaforme girevoli. Consente agli utenti di regolare parametri quali pressione dell'acqua, angolo di spruzzo, diametro dell'ugello, velocità di rotazione, durata dei test e distanza tra l'ugello e l'apparato. L'interno della camera è realizzato in materiale metallico anticorrosivo e l'ingresso dell'acqua è anch'esso filtrato per evitare l'intasamento dell'ugello.
La camera produce getti di spruzzo estremamente riproducibili. Gli ingegneri possono scegliere tra la modalità a pioggia, a spruzzo direzionale, a spruzzo con braccio rotante o a getto, a seconda del grado di protezione IP desiderato. Ad esempio:
• La pioggia viene simulata mediante spruzzi di luce.
• I test di spruzzo direzionale analizzano le camere della guarnizione.
• I test di spruzzo a getto rappresentano l'imitazione della pulizia.
• I test di spruzzatura a pressione del tubo flessibile verificano la rigidità degli involucri.
Laboratori che applicano sistemi professionali di fornitori come LISUN godetevi i vantaggi dei pannelli di controllo digitali, degli ugelli calibrati, del controllo automatico della pressione e dei sistemi di temporizzazione precisi che migliorano la ripetibilità.

Componenti interni di una camera di prova a spruzzo d'acqua

Per spiegare come la camera possa garantire la capacità di impermeabilità, è necessario conoscere i suoi componenti interni e il loro funzionamento.
Ugelli a spruzzo
Gli ugelli determinano la tipologia di spruzzo, la dimensione delle gocce e la velocità dell'acqua. I gradi di protezione IPX3 e IPX4 prevedono bracci oscillanti, mentre livelli di getto maggiori prevedono ugelli a foglio o circolari.
Controllo della pressione dell'acqua
La pressione deve essere molto costante, poiché piccole variazioni influenzano la potenza di penetrazione. Questo è particolarmente importante per controllare i getti IP più alti.
Flussometri
I misuratori di portata forniscono un monitoraggio in tempo reale del consumo idrico. La portata precisa determina l'esposizione totale.
Piatto
I misuratori di portata forniscono un controllo in tempo reale del consumo idrico. La portata è precisa e consente di determinare l'esposizione totale.
Sistema di drenaggio
I dispositivi sono montati su un supporto rotante che ruota lentamente in modo da esporre i dispositivi da tutte le angolazioni.
Regolatore digitale
L'acqua viene rimossa in eccesso per evitare la formazione di allagamenti nella camera.
Tutti questi elementi rendono il test coerente e conforme agli standard internazionali.

Come i test di spruzzatura dell'acqua rivelano i punti deboli dell'involucro

Uno dei maggiori vantaggi di una camera di prova a spruzzo d'acqua è la possibilità di individuare eventuali difetti di progettazione. Anche gli involucri apparentemente ermetici possono presentare perdite sotto pressione in un micron. Il test a spruzzo aiuta a rilevare:
• Debole legame della guarnizione
• Compressione difettosa degli anelli di tenuta.
• Copertine disallineate
• Viti o elementi di fissaggio allentati
• Perdita del connettore
• Debolezze della membrana di sfiato
• Tolleranze dovute a crepe di fabbricazione.
• La mancanza di una corretta sigillatura dell'interfaccia negli assemblaggi multi-parte.
Gli ingegneri saranno in grado di apportare miglioramenti specifici, ottenendo così involucri più resistenti e durevoli.
Tabella: Parametri di spruzzatura tipici utilizzati nella valutazione IP
Di seguito viene presentata una guida tecnica utile che illustra le condizioni di spruzzatura più comuni utilizzate nei test standardizzati. Non si tratta di un riutilizzo di articoli precedenti e sono stati appositamente selezionati per essere analizzati in camere di spruzzatura.

Collegamento dei test di spruzzatura con la valutazione di impermeabilità IPX7

Una camera per test di spruzzatura d'acqua viene utilizzata principalmente per testare i livelli di impermeabilità da IPX1 a IPX6, ma prima di sottoporsi al più rigoroso test di immersione IPX7, è una procedura importante. Quando un prodotto non supera i livelli di spruzzatura, il prodotto non supererà sicuramente l'immersione. I test di spruzzatura vengono comunemente applicati dagli ingegneri per migliorare la progettazione dell'involucro prima di passare ai test di immersione. Questo consente di risparmiare denaro, riduce l'abuso del prodotto e aiuta i team a individuare le aree meno efficaci senza doverlo immergere completamente.
I test di spruzzatura mostrano anche le prestazioni effettive sul campo, poiché molti prodotti sono soggetti a schizzi e getti d'acqua piuttosto che a immersione completa. Una verifica tempestiva a livello di spruzzo può essere molto utile per l'illuminazione esterna, le telecamere a circuito chiuso, i moduli sensore, gli smartphone e le scatole elettriche.

Procedura per la verifica dell'affidabilità impermeabile

Gli ingegneri devono utilizzare un processo sistematico per un utilizzo efficace della camera.
1. Ispezionare il recinto
È necessario effettuare un controllo visivo delle guarnizioni, dei connettori e delle coperture.
2. Posizionare il prodotto sul piatto girevole
L'orientamento deve essere quello del mondo reale.
3. Impostare i parametri di spruzzatura
La pressione, la portata, l'angolo e la durata devono essere conformi al livello IP desiderato.
4. Esegui il test
Il prodotto ruota lentamente seguendo il modello di spruzzo.
5. Asciugare e aprire il contenitore
Il prodotto deve essere asciugato all'esterno e poi aperto. L'ispezione interna rileva eventuali gocce d'acqua, tracce di condensa o perdite.
6. Documentare i risultati
Gli ingegneri documentano gli ambienti di prova, le condizioni e i risultati dei test, che siano stati superati o meno. Il miglioramento della progettazione e la certificazione si basano su una documentazione accurata.

Come lo spettro dei prodotti trae vantaggio dai test di spruzzatura

Questo processo di test è necessario in un gran numero di settori.
Elettronica di consumo
Telefoni cellulari, altoparlanti, caricabatterie e persino gli smartwatch sono prodotti che utilizzano il test spray per garantire la sicurezza dell'uso quotidiano.
Controlli industriali
I quadri elettrici esterni, gli alloggiamenti dei sensori e i moduli di automazione devono essere resistenti all'acqua causata dalle operazioni di pulizia.
Sistemi automobilistici
Le auto sono esposte a precipitazioni, getti d'acqua a pressione e colpi di pistola. È necessario testare i fari, le telecamere e le centraline.
Attrezzatura per l'illuminazione
I proiettori, gli apparecchi di illuminazione da giardino e i LED per esterni devono essere sigillati per resistere alle continue condizioni atmosferiche. LISUN Le camere di nebulizzazione dell'acqua sono utilizzate in un discreto numero di laboratori.
Dispositivi per telecomunicazioni e IoT
I router, le antenne e i nodi esterni sono esposti alle intemperie.

Conclusione

A camera di prova a spruzzo d'acqua È uno strumento importante per verificare l'affidabilità dell'impermeabilità degli involucri. Può simulare modelli realistici di esposizione all'acqua con variazioni controllate di pressione, portata, angolo di spruzzo e durata, consentendo agli ingegneri di identificare i punti deboli di un prodotto durante le prime fasi di sviluppo. Sebbene i test di spruzzo aiutino nella valutazione dei livelli di impermeabilità da IPX1 a IPX6, vengono anche utilizzati come base per la preparazione dei prodotti da sottoporre ai più rigorosi test di immersione IPX7.