防水知识

防水知识说明

等级划分

一、IPX等级

电子测量仪器的防水等级反映了仪器防潮和防尘的能力，特别是对于户外活动中，免不了处于高湿或多尘沙的恶劣环境中，仪器的密封和防水能力对于保证仪器的安全运转 和寿命就至关重要。为此，国际上制订IEC529标准。为了与此相适应，日本工业标准中将电子仪器的防水保护分为10个等级，分别以IPX1、IPX2……表示。

保护等级种 类 含 义

0 无保护

1 防滴I型 垂直落下的水滴无有害的影响

2 防滴Ⅱ型 与垂直方向成15度范围内落下的水滴无有害的影响

3 防雨型 与垂直方向成60度范围内降雨无有害的影响

4 防溅型 受任意方向的水飞溅无有害的影响

5 防喷射型 任意方向直接受到水的喷射无有害的影响

6 耐水型 任意方向直接受到水的喷射也不会入内部

7 防浸型 在规定的条件下即使浸在水中也不会进入内部

8 水中型 长时间浸没在一定压力的水中照样能使用

9 防湿型 在相对湿度大90%以下的湿气一样能使用

IPxx等级

国际工业标准防水等级IP和日本工业标准的JIS防水等级是接近的，分0-8的9级，IP等级同样对防尘做了规定。

防尘防水

防护等级采用国际电工委员会（IEC）推荐的IP××等级标准，不同的安装场所，等级是不一样的。具体可参照下面的说明选定。在等级标准中，“××”是两位数字，第一位表示对固体的防护等级，第二位表示对液体的防护等级。固体防护等级有7个等级，用0-6分别表示；液体防护等级有9个等级，用0-8分别表示。

防尘等级

0 ：没有保护

1 ：防止大的固体侵入

2 ：防止中等大小的固体侵入

3 ：防止小固体进入侵入

4 ：防止物体大于 1mm 的固体进入

5 ：防止有害的粉尘堆积

6 ：完全防止粉尘进入

防水等级

0 ：没有保护

1 ：水滴滴入到外壳无影响

2 ：当外壳倾斜到 15 度时，水滴滴入到外壳无影响

3 ：水或雨水从 60 度角落到外壳上无影响

4 ：液体由任何方向泼到外壳没有伤害影响

5 ：用水冲洗无任何伤害

6 ：可用于船舱内的环境

7 ：可于短时间内耐浸水（1m）

8 ：于一定压力下长时间浸水

测试方法

例：有秤或显示仪表标示为IP65，表示产品可以 完全防止粉尘进入及可用水冲洗无任何伤害。

IPxx等级中关于防水实验的规定。

IPx 1

方法名称：垂直滴水试验

试验设备：滴水试验装置

试样放置：按试样正常工作位置摆放在以 1r/min 的旋转样品台上，样品顶部至滴水口的距离不大于 200mm

试验条件：滴水量为 10.5 mL/min

持续时间：10 min

IPx 2

方法名称：倾斜 15°滴水试验

试验设备：滴水试验装置

试样放置：使试样的一个面与垂线成 15°角，样品顶部至滴水口的距离不大于 200mm。每试验完一个面后，换另一个面，共四次。

试验条件：滴水量为 30.5 mL/min

持续时间：4×2.5 min（共10 min）

IPx 3

方法名称：淋水试验

试验方法：

a。摆管式淋水试验

试验设备：摆管式淋水溅水试验装置

试样放置：选择适当半径的摆管，使样品台面高度处于摆管直径位置上，将试样放在样台上，使其顶部到样品喷水口的距离不大于 200mm ，样品台不旋转。

试验条件：水流量按摆管的喷水孔数计算，每孔为 0.07 L/min ，淋水时，摆管中点两边各 60° 弧段内的喷水孔的喷水喷向样品。被试样品放在摆管半圆中心。摆管沿垂线两边各摆动 60°，共 120°。每次摆动（2×120°） 约 4s

试验时间：连续淋水 10 min

b。喷头式淋水试验

试验设备：手持式淋水溅水试验装置

试样放置：使试验顶部到手持喷头喷水口的平行距离在 300mm 至 500mm 之间

试验条件：试验时应安装带平衡重物的挡板，水流量为 10 L/min

试验时间：按被检样品外壳表面积计算，每平方米为 1 min （不包括安装面积），最少 5 min

IPx 4

方法名称：溅水试验

试验方法：

a．摆管式溅水试验

试验设备和试样放置：与上述 IPX 3 之 a 款均相同；

试验条件： 除后述条件外，与上述 IPX 3 之 a 款均相同；喷水面积为摆管中点两边各 90°弧段内喷水孔的喷水喷向样品。被试样品放在摆管半圆中心。摆管沿垂线两边各摆动 180°，共约 360°。每次摆动 （2×360°） 约 12s

试验时间：与上述 IPX 3 之 a 款均相同 （即10 min）。

b．喷头式溅水试验

试验设备和试样放置：与上述 IPX 3 之 b 款均相同；

试验条件：拆去设备上安装带平衡重物的挡板，其余与上述 IPX 3 之 b 款均相同；

试验时间：与上述 IPX 3 之 b 款均相同， 即按被检样品外壳表面积计算，每平方米为 1 min （不包括安装面积） 最少 5min

IPx 5

方法名称：喷水试验

试验设备：喷嘴的喷水口内径为 6.3mm

试验条件：使试验样品至喷水口相距为 2.5m ～ 3m ，水流量为12.5 L/min （750 L/h)

试验时间：按被检样品外壳表面积计算，每平方米为 1 min （不包括安装面积） 最少 3 min

IPx 6

方法名称：强烈喷水试验；

试验设备：喷嘴的喷水口内径为 12.5 mm

试验条件：使试验样品至喷水口相距为 2.5m ～ 3m ，水流量为100 L/min （6000 L/h)

试验时间：按被检样品外壳表面积计算，每平方米为 1 min（不包括安装面积）最少 3 min

IPx 7

方法名称：短时浸水试验

试验设备和试验条件：浸水箱。其尺寸应使试样放进浸水箱后，样品底部到水面的距离至少为 1m。试样顶部到水面距离至少为 0.15m

试验时间： 30 min

IPx 8

方法名称： 持续潜水试验；

试验设备，试验条件和试验时间： 由供需（买卖）双方商定，其严酷程度应比 IPX 7 高。

注意：另外，许多户外用电子产品也在强调漂浮能力。

二、气密性测试仪原理、常用的计量单位及换算

1，气密性检测原理：

气密性检测仪将控制压力的压缩空气(负压)输入到标准品和测试品中，然后自动关断充气气源，电磁阀准确控制规定时间的气流平衡，再关断起平衡作用的电磁阀。通过高灵敏度差压传感器（DPS）测出因泄漏导致的内部压力变化，即测试品与标准品之间的差压值，判断测试结果是否合格。

2，根据检测仪器区分的方法

1) 直压测试法

直压测试法就好比往气球里面充气，然后扎紧气口，测量此时气球内部的压力值，过一定时间后，再测量气球内部的压力值。用两个压力值的差来判断测试品的气密性是否良好，适合测试绝对泄漏的测试对象。

2) 差压测试法

    差压测试法就好比往两个气球里面充气，然后扎紧各自的气口，已知一个气球的气密要求是合格的(可能完全没有泄漏，也可能有泄漏，须看IP等级)，另一个气球的泄漏值相对于这个气球的泄漏值，是否在设定的差压数值内。也就是说，这两个气球，要么都不泄漏，要么都同时泄漏，而且泄漏的量要求在一定的范围内，从而达到相对的平衡。如下图所示，天平两端的被测物，刚开始测试时是平衡的，测试开始后，天平两端必须同时增加或者减少相同压力才能使得天平保持平衡。

　　3，根据测试品的放置方式区分的方法：

(1)   内压测试法：适用所有开口可充气的产品的大小泄漏检测

　　通过外部夹具密封工件，是被测工件形成独立的密封内腔。往被测工件内充入内压缩空气或抽真空。通过检测工件内压力变化来判断工件是否合格。

(2)   外压测试法（2次加压测试）：适用有开口可充气的产品的（高压测试）下大小泄漏检测

　　对罩在工件外部的密封腔加压或抽真空。通过检测密封腔的压力变化来判断工件是否合格。

    4，常用的计量单位及换算

1，pa/Kpa

2，PSI/SCCM

测试压力Kpa/PSI/Bar等只是单位不同，单位换算请参考本文后面的“压力单位换算表”。泄漏量Pa和SCCM则是有本质区别的，此处压陨值Pa是压力变化的直接体现，SCCM则是测量单位，表示一分钟泄漏了多少立方厘米标准大气压的量。

它们的换算公式如下：

Q=K*  P0.5

Q:流量   K:流量系数      P:测得的压差值

或者：Q=Ve*(  P/101.3Kpa)*T

Q:流量   Ve:被测气路内容积      P:测得的压差值     T: 检测时间(分)

以上公式适合IP66及IP67使用，如果是IP65及以下的话，就需要流量型仪器来使用了。

以下为压力流量混合测试模式测试界面图：

压力测试模式：

流量测试模式：

三、本司一部分客户的产品防水等级及测试参数

1，手机防水连接器(Micro USB,Audio)

防水等级：IPX7

测试参数：(气源压力其中三星的要求是20KPa，Oppo的要求是30KPa，华为的要求是50KPa。下图中测试压力上、下限相应的进行调整，泄漏量上、下限不变)

3，防水轴承

防水等级：IPX7

4，医用试管 

IP等级：IPX7

以上都是些小容积的被测产品，给出了具体的测试参数。下面还有一些测试容积比较大的，测试参数就不一一列出来了

5，海康威视摄像头：

6，汽车防冻液壶：

7，与自动化设备配套使用，通过扩展接口进行零缝衔接，数据可以实时交换

四、根据行业经验和其它客户的测试参数，给出本类产品的测试参数

线材类的被测容积小，和手机连接器类相似，防水等级又都是IPX7级，所以建议采用手机连接器的防水测试参数，即下图所示

五、影响气密性测量精度的因素

任何测量都需要满足一定的测量条件，而有一些外界或者内部的条件变化后，则会影响测量的精度。影响气密性测量的因素主要有以下几种：

温度：气体受热涨冷缩的影响比较大，如果需要长时间测试的产品，一定要考虑在恒温的环境里面进行测试。如果有测试过程中需要进行温度变化的程序，则测试结果需要根据温度的变化来进行温度补偿。

大气压强：地球的大气压基本在100~103Kpa之间波动，也就是说在未充气测试的情况下，仪器的零点压力可能会随着大气压的变化而飘移，所以发现飘移值比较大时，可以长按复位键进行重新校正归零处理。

被测产品形变：有些被测产品材料比较薄、软，测试时需要注意测试的压力值大小，尽量不使其变形而影响测试，必要时需要进行计算补偿，并实验验证。

测试管路堵塞：仪器搬运或者测试过程中应避免管路的折叠和堵塞，用负压测试的仪器时，入口一定要加装过滤器，以防止微小物体吸入仪器而造成仪器的损坏。

仪器损坏：搬运过程中的剧烈振动和撞击，以及私自拆装仪器可能会造成损坏。如果出现批量不正常的测试不良时，应对仪器进行自检。自检首先检查测试参数是否正确，如正确无误，需要堵塞连接产品的气管，按启动按钮进行测试，如果仍然测试不良，则仪器损坏。

六、气密性检测仪主要应用于：

　　汽车行业：车灯防水测试、发动机配件、车载摄像头、充电桩等；

　　电子消费：智能手环手表、运动音响、耳机、电动牙刷、智能手机等；

　　安防照明：安防摄像头、智能家居、路灯、LED灯、户外灯等；

　　阀门管道：阀门、管道通透性、接头、水表、节流阀、分流阀等；

　　线材连接：线材连接器、麦克风连接器、电池连接器、光纤连接器等；

　　医疗器械：血压计、穿刺器、输液连接管、呼吸气囊、尿袋等；

电工电子：线材、户外接收器，电视天线接收设备等；

机械行业：防水轴承、变速箱、电机外壳等。

七、压力单位换算表

1, 直压式流量的计算

泄漏量Pa和SCCM则是有本质区别的，此处压陨值Pa是压力变化的直接体现，SCCM则是测量单位，表示一分钟泄漏了多少立方厘米标准大气压的量。

它们的换算公式如下：

Q=K*  P0.5

Q:流量   K:流量系数      P:测得的压差值

或者：Q=Ve*(  P/101.3Kpa)*T

Q:流量   Ve:被测气路内容积      P:测得的压差值     T: 检测时间M

2,差压式流量的计算

差压式流量计的测量原理是基于流体的机械能相互转换的原理。在水平管道中流动的流体，具有动压能和静压能（位能相等），在一定条件下，这两种形式的能量可以相互转换，但能量总和不变。以体积流量公式为例：
Q v = CεΑ/sqr(2ΔP/(1-β＾4)/ρ1)
其中：C 流出系数；
ε 可膨胀系数
Α 节流件开孔截面积，M＾2
ΔP 节流装置输出的差压，Pa;
β 直径比
ρ1 被测流体在I-I处的密度 ，kg/m3;
Qv 体积流量，m3/h
按照补偿要求，需要加入温度和压力的补偿，根据计算书，计算思路是以50度下的工艺参数为基准，计算出任意温度任意压力下的流量。其实重要是密度的转换。计算公式如下：
Q = 0.004714187 *d＾2*ε*＠sqr(ΔP/ρ) Nm3/h 0C101.325kPa
也即是画面要求显示的0度标准大气压下的体积流量。
在根据密度公式：
ρ= P*T50/(P50*T)* ρ50
其中：ρ、P、T表示任意温度、压力下的值
ρ50、P50、T50表示50度表压为0.04MPa下的工艺基准点
结合这两个公式即可在程序中完成编制。

空气压力与密度对照表