我正在设计一种用于家庭的气体泄漏检测器设备的原型,它的外壳应该有两个小窗口,可以让声音出去,另一个窗口可以让气体到达传感器。
保形硅树脂是否足以防止 PCB 产生火花而引起火灾?
它属于哪种分类,是前 d 类 1 吗?
提前致谢
我正在设计一种用于家庭的气体泄漏检测器设备的原型,它的外壳应该有两个小窗口,可以让声音出去,另一个窗口可以让气体到达传感器。
保形硅树脂是否足以防止 PCB 产生火花而引起火灾?
它属于哪种分类,是前 d 类 1 吗?
提前致谢
首先,您应该阅读降低风险的不同方法。有一些不同的,具有不同的含义:
这些是主要的。通常一个产品会使用许多保护方法。
Ex d 是经过批准的外壳,可承受内部爆炸。这意味着您可以在内部使用普通设备;内部的爆炸不会向外扩散。这意味着重金属、火焰间隙等以确保爆炸不会传播。值得注意的是,Ex d 并不意味着柜子里面的东西以后会起作用。通常它会在爆炸中被摧毁。
Ex e 提高了安全性。这基本上是使用点燃任何东西的风险较低的组件。对于端子,这可能是例如不会因振动或其他技术而松动的弹簧端子。
Ex i 本质上是安全的。它不包含足够的能量来点燃气体。这是通过限制设备中的能量来实现的,这样火花就不会点燃任何气体。这通常通过限制电流和电压以及控制电感器和电容器来实现。
Ex m 正在对设备进行成型。这可能是将其嵌入树脂中,以使气体无法进入组件或类似物。
这是一个简短的概述。您的设备可能不是 Ex d。简而言之,您应该结合多种技术。例如,您可以将电路板嵌入环氧树脂中,使该部分为 Ex m,使用 Ex i 作为实际传感器,也许使用 Ex e 作为发声器。认为保形涂层可能不足以达到 Ex m,例如,燃烧的 IC 会在保形涂层上打一个很好的孔。
您还必须定义是否接受错误。由于它是检漏仪,因此您可能最终会进入 2 区,从而降低要求。请注意,工厂所有者(例如房主)负责对区域进行分类——我怀疑许多房主实际上是这样做的。
另外你应该看看气组。可能 IIA(丙烷等),温度 T3 将适用于您的使用。这对于保护方法 Ex i 尤其重要,因为例如氢气会对您的可用能量造成严重破坏。
这个 PDF提供了比我在这个答案中更广泛的保护方法概述,但它也只是触及表面......
简而言之,根据您提出的问题,您没有资格制造这样的设备。这个问题基本上告诉我们你不了解防爆规定,对不同的保护方法没有洞察力。我有一些洞察力,并且在 Ex 环境中设计了电气系统,但我绝对无法安全地设计复杂的设备。
我正在制作用于家庭的气体泄漏检测器设备的原型
如果它是在家中使用的,并且家里没有其他东西被设计为防爆等级,那么是什么让您认为您的设备需要防爆等级?毕竟,如果设计合理(不产生火花或电弧并且不能在内表面产生点火温度),那么您所提供的就是对家庭的保护,从而减少燃气点火的可能性,而不是增加它们。
但是,如果这不能说服您尝试查找 ATEX Ex 区域类别,例如:-
我想你会同意,如果它在家里落入(最坏的情况下)进入 2 区操作。然后,如果您扫描到保护级别列,您会看到设备类型显示为“正常”,这意味着:-
根据 ATEX 指令,对于指定用于 2 区的 3 类设备,EC 型式检验证书不是强制性的
以上内容取自这份名为“ATEX - Source IEx”的文档以及您正在寻找“自我认证”的短语。
换句话说,适用于常规 CE 技术文件的文档需要基本的良好实践。没有正式的法律证明,前提是您向受 ATEX 法规(涵盖欧洲和其他地区的地理事物)管辖的家庭提供设备。
电子产品中的防爆意味着在真空密封容器中承受🧨电解电容器或电弧开关,但基本上意味着不同等级的压力和强度,但也可能意味着不使用可燃气体产生电弧,因此这可能涉及不允许穿透的气密密封与 Teflon 密封件不同,Teflon 密封件会从装有 SLA 电池的密封盒中释放 H2,以在受控充电期间释放压力。您可以想象一个带有电弧抑制的电子设备和无线中继器的 SLA 备用电池的户外应用可能会在没有通风或特氟龙密封以防水但允许释放 H2 的情况下发生爆炸。
有几个特定于设计的标准;刚性、防潮密封、爆炸性气体密封、电弧避免、外部 ESD 局部放电或内部湿度和污染物的局部放电 (PD) 降低击穿阈值 <1V/mm。
通常,即使是昂贵的家用气体探测器也会警告您不要让排气电池远离可燃气体!,
你想满足什么规格?
安全评级权衡了由于灰尘和静电产生而导致的局部放电或 ESD 风险以及暴露于可燃气体的程度。
您要检测哪些气体?由于传感器不同,可燃气体泄漏检测器可能无法检测到有毒的一氧化碳。为了防止气体泄漏,需要在软管之前而不是在炉内之后安装螺线管,如果软管因移动重型设备的冲击而损坏,气体警报可能无法防止泄漏的房屋被炸毁!尽管可能会检测到炉内的气体泄漏并发出警报并关闭可燃气体源。
所以你的规格很模糊。
但是,半导体可燃气体可以检测到许多,包括以下任何或所有:
丙酮 醇 氨 苯 丁烷 环氧乙烷 汽油-汽油 卤代烷 硫化氢 工业溶剂 喷气燃料 漆稀释剂 甲烷 石脑油 天然气 丙烷 制冷剂 甲苯
对于氢气蒸气,H2 的爆炸下限 (LEL) 为 5 %,因此最高 1,000 ppm 或 0.1% “可能”被认为是安全但警告限值可能为 10,000 ppm 并且 >=4% 任何静电放电都可能发生爆炸。其他气体可能更易挥发。因此,所有气体的准确度并不统一。
通常“任何”保形涂层都不会起到防止闪络的作用,因为大多数塑料都是吸湿的,尽管它们在某些恶劣环境中延长了使用寿命。
甚至环氧树脂密封的塑料 IC 也曾在冰点以下失效。它们最终会吸收水分并在冷冻时失效,因此在 Sumotomo 的环氧树脂配方和工艺开发之前,提供了陶瓷 IC。塑料 IC 首次问世时,它们的额定温度仅为 0 至 70'C,现在日本研发的改进使其可以覆盖更广泛的温度范围。
尼龙、ABS、亚克力、聚氨酯、聚碳酸酯、PET、PBT
聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、PVC
通常,防爆容器是坚固的砂铸铝外壳设计,可承受高压。更好的产品使用环氧树脂涂层。因此,仅靠湿气密封不足以防止电子故障引起的任何可能的爆炸。
如果您需要最好的低电容防潮保形涂层,那么在航空航天领域,他们使用 Paralene,通过气相沉积,IC 使用特殊的环氧树脂配方和洁净室程序。其他涂层在足够厚时可能会延长性能较差的使用寿命,例如硅酸盐、丙烯酸树脂和硅树脂,但可能效果不佳,如果太薄但太厚会导致串扰和电容负载。
防爆背后的科学是由良好绝缘体的污染程度决定的局部放电,PD,它是绝缘的电离放电或电弧或介电击穿的前兆。
测试方法取决于环境压力水平的湿度和各种塑料的吸湿率,这些塑料含有可能吸收水分的污染物,其极性介电常数比大多数塑料高约 20 倍。污染物水平只需要在几分之一/百万或 PPM 中就可以发生 PD,并且这种具有介电常数的泄漏率会产生类似振荡器的单结,可能会以预期击穿 kV/mm 或 V/um 或 mV/ 的低比率放电纳米。在循环时间为数分钟的情况下,相对于 Vbreakdown 的励磁比变得更快。
测试方法很简单,使用最坏情况下的环境污染(灰尘、湿气、盐雾)和缓慢的斜坡电压,并确定附近 AM 或 SW 无线电的火花噪声,或使用与其接地夹短路、缠绕在导体上的示波器探头检测 PD 电流脉冲。对 PD 活动传导或感应的应力电压的降额系数决定了高温/高湿浸泡以加速水分进入后的安全裕度。
具体的测试程序可能与此不同,但确定触发阈值的裕度的科学性是关键的安全因素。
完全相同的科学用于电力变压器,无论是干式还是充油式,但它们只测试 BDV 或击穿电压,而不是可选的 PD 测试。PD 活动由 H2 溶解气体监测,但每年有如此多的变压器发生爆炸,这可以通过 PD 监测器来预防,并且通常只安装在数百万美元的变压器中,但监测成本却如此低廉。