如何在 DIY 环境中防水封装传感器?

电器工程 机械的 防水的
2022-01-07 19:59:26

我需要测量玻璃容器中的温度并将其用作温度控制器的输入。玻璃容器非常潮湿,例如超过 80%。此外,封装应具有最小的热质量,以免妨碍温度控制器,导致过冲。

传感器是一个1-wire IC

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我已经通过热硅胶解决了这个问题——首先我将芯片的 3 根引线焊接到电线上,然后倒入液态硅,直到看不到任何空腔。

令我惊讶的是,这不起作用。平均故障间隔时间为 1 个月。微控制器刚刚开始读取不同的固定温度。我有另一个传感器,安装在一个干燥的盒子里,我用它来进行完整性检查。因此,我确信传感器确实发生了故障。

我应该如何在 DIY 环境(即非工业环境)中处理这个问题?是否有更聪明的方法或只是一种正确的技术来应用胶水来防水单个 IC?

4个回答

根据您对时间和精力以及可靠性的重视程度,这里有两个建议的选项:

  1. 可靠且现成的:购买预装在防水塑料不锈钢外壳中的 DS18B20 传感器。后者目前以每个 4.50 美元的价格出售
    DS18B20 防水

  2. 玻璃药瓶和环氧树脂:

    • 将传感器引线焊接到电线上,然后用硅胶热缩管密封每根引线的裸露金属。
    • 将这组 3 根电线封装在另一个更大的硅胶热缩管中。
    • 要格外小心,用几层管道工的特氟龙胶带将整个组件紧紧地包裹起来:这种胶带非常薄且柔韧,因此可以形成出色的防潮密封 - 这就是管道工将其用于配件的原因!
    • 将此捆绑包插入适合的最小玻璃药瓶中。
    • 将防水环氧树脂(或任何基于环氧树脂或氰基丙烯酸酯的防水密封剂)填充到药瓶顶部,从而将束和一些电线浸入该密封剂中
    • 遵循所用密封剂的推荐固化程序:我使用的环氧树脂可以使用紫外线固化,因此我将其在美甲紫外线灯中暴露一个小时。
    • 最后一个故障点是绝缘线本身,因为用于电子设备的典型电线并非设计用于持续暴露于湿气中。如果可能,请使用基于硅橡胶的防风雨绝缘电线。如果没有,请用完其余的聚四氟乙烯胶带卷,将其紧紧地缠绕在金属丝束上,一直从玻璃容器中取出。
    • 全做完了。

我用 DS18B20 传感器做了很多相同的事情,只是我在自制的蚀刻槽中使用了它(由瓷砖和镍铬合金线制成的加热元件,旧笔记本电脑电源和 MOSFET 与来自 PIC16F690 的 PWM 使用 PID 进行控制和简单显示带液晶显示器。它已经在氯化铁中放置了两年多,并且仍然可以正常工作。

无论如何,我所做的只是使用一段透明的 PVC 管(鱼缸用的那种),然后将传感器(连接电线)送到距离末端约一英寸的位置。然后我添加了一些透明的有机硅密封剂,在传感器上涂上一点以防膨胀,然后混合一些环氧树脂,并用它大量填充管子的末端,直到它填充了相当多的传感器两侧。然后我在管子的末端添加了一些热缩管,并在小间隙中加入了更多的环氧树脂(不过,这对于玻璃容器的用途可能有点过分了)

无论如何,它在非常恶劣的环境中对我来说非常有效,所以我敢打赌它适用于玻璃容器。

几张照片给出了一个模糊的想法(对不起,我能做的最好是因为末端粘在水箱的底部,而且水箱很长时间没有经常使用,所以解决方案很旧......)

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没有什么是防水的。
有些东西比其他东西更防水:-)。

硅橡胶是相当透水的。您要避免的是在发生腐蚀的地方存在液态水和空气。如果使用水溶解含量低且表面附着力强且无空隙的材料,则无法获得液态水(无空隙),溶解水含量低,因此反应速率低。

许多制造商生产的保形涂层旨在最大限度地减少与水和氧气相关的腐蚀。道康宁就是其中之一 - 比某些人更知名,并以优质产品而享有盛誉。除了作为客户,我与道康宁没有任何关系。

道康宁 Sylgard 184 是专门为满足上述要求而配制的。主要用于太阳能电池灌封。

道康宁 1-2577 是一种保形涂料,效果相当好。它形成一个 ~= 0.1 毫米的层,可以喷涂或浸涂。不吸入烟雾是一个非常好的主意。

道康明保形涂料概述:

弹性体

塑料 - 1.2577 在此组中

无溶剂固化


Poormans CC: “在清漆上喷涂聚氨酯”的初始层可能会有所帮助。这是通过与大气水反应而固化的,是一种低成本但合理的保形涂层。

抓着稻草:腐蚀环境中存在的电势会大大加速腐蚀。可能是传感器通电是一个重要因素。如果您能够在其周期的大部分时间内对其进行断电,它可能会有所帮助。

伊娃:我没有尝试过,但它有相当好的工作机会。EVA 是玻璃太阳能电池板上硅的传统粘合剂和密封剂,其使用寿命通常超过 20 年。EVA 在满足上述水溶性要求以及对密封表面的无空隙粘附性方面大有帮助。EVA 作为塑料片插入玻璃和硅电池之间,然后在升高的压力和温度下交联。似乎 [tm] 用热风枪在传感器上“熔化”EVA 塑料有可能满足您的需求。EVA 塑料片可从 PV 面板制造商处获得,也可作为高品质温室(塑料房?)薄膜。层压温度通常在中间 1xx 范围内,但也可以使用低温层压 EVA。

我认为你的方法很好,只是材料的选择是错误的。试试环氧树脂,显然它们也具有良好的导热性能。http://en.wikipedia.org/wiki/Epoxy#Electrical_systems_and_electronics

在一个项目中,我们用环氧树脂对 LED 灯板进行了防水处理,而且它们似乎支撑得很好。这是用于交通标志上的灯,而不是在水下。在另一个项目中,我们将 subconn 船用连接器连接到一些 4 芯电力电缆,使用3M 树脂接头防水连接这些电缆在水下部署了多个 3 个月(一次在旋风分离器期间),并且环氧树脂密封没有失效。也许您可以购买其中一个较小的套件并将温度传感器嵌入其中。否则,只需获取一些环氧树脂并将传感器放入一个小......锅......就像笔帽一样。