Элекроника и отрицательные температуры, Разработка Опции

[maklein]

Добрый день!

до сегодняшнего дня разработанное нами оборудование работало ислючительно в плюсовом диапазоне температур. В наше оборудование входит промышленный компьютер, плата АЦП + вспомогательная электроника.

Заказчик требует, чтобы это работало от минус 20.

Вопрос - что почитать, куда копать, чтобы понять куда двигаться, а именно сейчас два пути:
1. Поместить это в шкаф, в котором будет вентиляция и будет поддерживаться температура не менее там +10 градусов
2. Переделывать электронику, чтобы это работало без сбоев и поломок - искать ATX блок питания на отрицательные температуры и т.д.
На что обращать внимание? Может есть литература какая?

[Herz]

Вот так сейчас разрабатывают промышленное оборудование...

[=AK=]

1. Поместить это в шкаф, в котором будет вентиляция и будет поддерживаться температура не менее там +10 градусов

Если энергии на обогрев не жалко, то это самый простой вариант. Правда, поле прогрева надо еще как-то гарантировать, что не осталось воды.

[Tanya]

Если энергии на обогрев не жалко, то это самый простой вариант. Правда, поле прогрева надо еще как-то гарантировать, что не осталось воды.

Вот именно в такой ситуации воды бояться не нужно.

[krux]

Вот так сейчас разрабатывают промышленное оборудование...

Можно подумать, вы родились со знаниями "как надо"..
Со сроком исполнения полгода максимум - да, сейчас ""разрабатывают"" именно так.
Можете попробовать для начала найти и, главное, купить промышленный компьютер на отрицательные температуры со всеми нужными вам интерфейсами. Пока даже не особо задумываясь о переделках собственных разработок.
После чего озвучте ценник заказчику.
Что будет в итоге?
98% - за то что сразу выберут климатический шкаф.

[HardEgor]

98% - за то что сразу выберут климатический шкаф.

Не факт. Шкаф будет потреблять лишнюю энергию, имеет больший размер и т.д.
Тем более -20 входит в обычный индустриальный и автомобильный температурные диапазоны и комплектация для них легко покупается.

Непонятно только какой вопрос вам надо решить - точность работы или надежность работы во всем темп. диапазоне?

[ДЕЙЛ]

Тем более -20 входит в обычный индустриальный и автомобильный температурные диапазоны и комплектация для них легко покупается.

Именно так и нужно делать. Ничего не менять, а просто искать компоненты с температурой эксплуатации до -40 градусов. Блоки питания тоже имеются на эту температуру, вопрос только в цене. Подогрев имеет смысл применять, если не найдётся компонентов на нужную температуру, это обычно ЖК-экраны. Для устранения возможности конденсации влаги нужно применять герметичные корпуса и особое внимание нужно уделить надёжности работы схемы управления подогревом, сигнализации перегрева и т.д. Иначе есть риск всё переплавить внутри блока. Есть такой печальный опыт

[SmarTrunk]

Для устранения возможности конденсации влаги нужно применять герметичные корпуса

Наверно, не помешает положить пакетик силикагеля?

[Herz]

Можно подумать, вы родились со знаниями "как надо"..

Я - нет. Но предприятие, разрабатывающее промышленную аппаратуру (в моё время), - именно так. И когда мне доверяли соответствующую работу, я уже не искал по форумам, "какую бы литературу почитать". Абсурдно было даже предположить, что серьёзный коллектив (а не бригада самопальщиков) был бы не знаком с климатикой.

Наверно, не помешает положить пакетик силикагеля?

И надолго его хватит?

[SmarTrunk]

И надолго его хватит?

Если контейнер действительно герметичный, то, думаю, достаточно убрать пары воды, имевшиеся на момент сборки и закрывания крышки. Встречал такое решение в других областях техники, а именно в боксе для подводной съемки фотоаппарата. Чтобы не потело стекло бокса изнутри - внутрь кладут пакетик силикагеля. В любом случае, я только предложил идею, и ни в коем случае не настаиваю, что это будет правильным решением. Разумеется, это вряд ли сработает, если контейнер с электроникой не полностью герметичен

[=AK=]

Вот именно в такой ситуации воды бояться не нужно.

Почему?

[Tanya]

Почему?

Конденсация возможна только в самых холодных местах. Т.е. снаружи.

[HardEgor]

Именно так и нужно делать. Ничего не менять, а просто искать компоненты с температурой эксплуатации до -40 градусов.

Я не зря задал вопрос "точность работы или надежность работы"? Простая замена комплектации определит надежность. А есть еще температурные уходы параметров которые будут влиять на правильность и точность работы прибора. И все эти уходы параметров придётся просчитать для нового диапазона рабочих температур.

Для устранения возможности конденсации влаги нужно применять герметичные корпуса

Герметичность тоже не факт - она сильно усложняет конструктив, так же как и подогрев. У нас вон приборы не герметичные и нормально работают до -50.

[Lagman]

Если контейнер действительно герметичный, то, думаю, достаточно убрать пары воды, имевшиеся на момент сборки и закрывания крышки. Встречал такое решение в других областях техники, а именно в боксе для подводной съемки фотоаппарата. Чтобы не потело стекло бокса изнутри - внутрь кладут пакетик силикагеля. В любом случае, я только предложил идею, и ни в коем случае не настаиваю, что это будет правильным решением. Разумеется, это вряд ли сработает, если контейнер с электроникой не полностью герметичен

Не, тут дело в другом, силикагель сработает только один раз, а потом его надо будет "активировать" - просушить при определенной высокой температуре.

[Меджикивис]

Конденсация возможна только в самых холодных местах. Т.е. снаружи.

Конденсация возможна во всех местах, температура которых ниже точки росы, будь то снаружи или внутри.

[Tanya]

Конденсация возможна во всех местах, температура которых ниже точки росы, будь то снаружи или внутри.

Кто бы спорил, но снаружи холоднее. Поэтому внутри нигде не будет точки росы. И росы.

[HardEgor]

Кто бы спорил, но снаружи холоднее. Поэтому внутри нигде не будет точки росы. И росы.

Будет, если прибор переносной - промерз на улице, занесли в помещение - корпус нагрелся, а платы внутри еще нет.

Другой вопрос, если корпус по настоящему герметичен, то силикагель вберет в себя влагу которая была в воздухе при сборке и тогда воздух внутри осушен и роса не выпадает.

[Plain]

Мы давно используем такие мембранные клапаны, их производят многие, внутри корпуса всегда практически сухо:

https://www.google.ru/search?q=enclosure+pr...ff&tbm=isch

А для особо ответственных и параноидальных задач есть такого же конструктива твердотельные активные осушители.

Чтобы всё это работало, корпус естественно должен быть герметичным.

[=AK=]

Конденсация возможна только в самых холодных местах. Т.е. снаружи.

Снаружи они холодные если устройство перенесли из тепла в холод (или если наружная температура упала). А когда температура возрастает (скажем, поутру), то самые холодные места будут как раз внутри. На них и будет конденсироваться влага. После, к примеру, месячного пребывания невесть где в выключенном состоянии внутри может накопиться достаточно влаги. Затем устройство включат, иней на деталях оттает, появится вода. И что с ней делать?

[Tanya]

Будет, если прибор переносной - промерз на улице, занесли в помещение - корпус нагрелся, а платы внутри еще нет.

Другой вопрос, если корпус по настоящему герметичен, то силикагель вберет в себя влагу которая была в воздухе при сборке и тогда воздух внутри осушен и роса не выпадает.

Если я заносил с мороза мой старый фотоаппарат в помещение, то заворачивала его в полиэтиленовый пакет и немного ждала. А теперь у меня фотоаппараты герметичные. Тут другая проблема - если батарейку или сим-карту вынимать дома, то потом в холодном месте может наблюдаться конденсация и очень красивые фото. Приходится открывать и заворачивать в пакет с силикагелем или молекулярными ситами.

Снаружи они холодные если устройство перенесли из тепла в холод (или если наружная температура упала). А когда температура возрастает (скажем, поутру), то самые холодные места будут как раз внутри. На них и будет конденсироваться влага. После, к примеру, месячного пребывания невесть где в выключенном состоянии внутри может накопиться достаточно влаги. Затем устройство включат, иней на деталях оттает, появится вода. И что с ней делать?

Если прибор не полностью герметичен, то перед включением должен включаться прогрев и вентиляция. А уж потом включать электронику. Еще добавлю, что если платы хорошо промыты и покрыты лаком. то ничего страшного не будет. Я пока исключаю случай работы в открытом море с соленым туманом.

[Myron]

Мы давно используем такие мембранные клапаны, их производят многие, внутри корпуса всегда практически сухо: https://www.google.ru/search?q=enclosure+pr...ff&tbm=isch

Поясните, как осушает воздух мембранный компенсатор давления.

[Lagman]

Поясните, как осушает воздух мембранный компенсатор давления.

Ну наверно в мембране отверстия меньше чем молекула воды (по типу мембран обратного осмоса, только там размером с молекулу).

[=AK=]

Если прибор не полностью герметичен, то перед включением должен включаться прогрев и вентиляция. А уж потом включать электронику. Еще добавлю, что если платы хорошо промыты и покрыты лаком. то ничего страшного не будет.

Я как раз это и имел ввиду. Принудительная вентиляция для устранения влаги, а также влагозащита плат. Кстати, лак - это не панацея. От коррозии он защищает, а вот от к.з. - нет, поскольку заусенцы и острые грани на выводах "прокалывают" пленку лака насквозь. В свое время я пробовал тремя слоями полиуретанового лака покрывать платы, однако даже это не гарантировало отсутствие к.з. Конечно, при размораживании вряд ли будет душ, скорей мелкие капли, от которых лак вполне спасет.

[maklein]

Вот так сейчас разрабатывают промышленное оборудование...

Я бы понял ваше негодование, если бы я создал тему в другом месте, а не В разделе в помощь начинающему.

Вот допустим нашёл промышленный компьютер от минус 20 градусов. Плата вроде не покрыта лаком. вот как производитель гарантирует, что будет работать? Вез конденсат же возможен всё равно?

[Tanya]

Ну наверно в мембране отверстия меньше чем молекула воды (по типу мембран обратного осмоса, только там размером с молекулу).

Даже если бы такое было, то необходима была бы абсолютная герметизация всего устройства... И чтобы туда не было доступа шаловливым ручонкам.

Я как раз это и имел ввиду.

Еще нужно иметь в виду то, что при повышении температуры воздух из устройства будет выходить. Еще надо еще иметь в виду то, что атмосферное давление меняется. И в жаркую и влажную погоду внутри может установиться значительная абсолютная влажность, которая станет очень большой относительной при понижении температуры.
Вот как такие проблемы решались древними приборостроителями.
Раньше в ИК-спектрометрах использовались призмы (и другие детали) из KBr (бромид калия), которому даже не нужна точка росы для порчи. Так эта призма снизу подогревалась. Прибор постоянно был включен в сеть и грелся. При выключении питания внутрь помещался осушитель. А кюветы с др. штучки с гигроскопичными окнами живут в специальных эксикаторах (не полностью герметичных) с поглотителями влаги внутри. Вся ответственность - на пользователе. Видела чудака, который решил "дыхнуть" на окошко - пыль ему не нравилась...

[HardEgor]

Вот допустим нашёл промышленный компьютер от минус 20 градусов. Плата вроде не покрыта лаком. вот как производитель гарантирует, что будет работать? Вез конденсат же возможен всё равно?

Никак не гарантирует. Вдруг у тебя герметичный корпус
У промышленной платы должно быть явно указано при какой влажности он работает и есть ли защита от конденсата/росы, либо соответствие каким-то стандартам.
Мы покупные платы сами покрываем лаком.

[maklein]

Никак не гарантирует. Вдруг у тебя герметичный корпус
У промышленной платы должно быть явно указано при какой влажности он работает и есть ли защита от конденсата/росы, либо соответствие каким-то стандартам.
Мы покупные платы сами покрываем лаком.

Обычно этот температурный диапазон указывается при Влажности 5% ~ 95% (без конденсата).

PS: И вы не боитесь покрывать большие платы лаком, особенно материнки?

[Lagman]

Вот допустим нашёл промышленный компьютер от минус 20 градусов. Плата вроде не покрыта лаком. вот как производитель гарантирует, что будет работать? Вез конденсат же возможен всё равно?

Это говорит только о том что все компоненты установленные на плате могут работать на -20 (и ниже) градусов и система в целом будет работать при этой температуре (обычно даже ниже). Там же, в прайсе, рядом обычно есть отдельная строка - нанесение защитного покрытия (лак) при этом производитель гарантирует что плата будет после этого работать, но никто не запрещает вам самому покрыть эту плату лаком, но если не заработает то будете сами разбираться.
Вот для примера http://www.fastwel.ru/products/vstraivaemy...les/362067.html , смотрите под фото "Информация для заказа" и там есть отдельно про покрытие платы.

[VITL]

Многие детали сохраняют работоспособность при отрицательных температурах. Например, охранная сигнализация устанавливается на складах в неотапливаемых помещениях - и ничего, работает.
Если ваша аппаратура будет эксплуатироваться в арктических условиях - другое дело. Тогда нужен шкаф с термостатом и подогревом. Некоторые скептики упоминают про затраты энергии. А что, теплоизоляционные материалы ещё не изобрели? У двери контур уплотнения, или несколько. Если в мороз часто не открывать, затраты на обогрев будут ничтожные.

От конденсата безусловно защищать нужно. Плата с маской, покрытие лаком, кембрики. Достаточно. Конденсат - обыкновенная дисцилированная вода.

[smalcom]

Я думал только в __тае фигню штампуют. А тут вон как сейчас проектриуют

и ничего, работает.

Интересно таких будут давить автономные автомобили в будущем, а в чёрных ящиках писать, что просто переохлаждена плата управления?)))

[HardEgor]

Обычно этот температурный диапазон указывается при Влажности 5% ~ 95% (без конденсата).

"Обычно" не считается! Должен быть указан явно. Вот например Advantech

PS: И вы не боитесь покрывать большие платы лаком, особенно материнки?

Я не знаю платы на расширенный темп. диапазон большого размера. А маленькие никаких проблем - у них всё впаяно.

[Alexe]

Добрый день!

до сегодняшнего дня разработанное нами оборудование работало ислючительно в плюсовом диапазоне температур. В наше оборудование входит промышленный компьютер, плата АЦП + вспомогательная электроника.

Заказчик требует, чтобы это работало от минус 20.

Вопрос - что почитать, куда копать, чтобы понять куда двигаться, а именно сейчас два пути:
1. Поместить это в шкаф, в котором будет вентиляция и будет поддерживаться температура не менее там +10 градусов
2. Переделывать электронику, чтобы это работало без сбоев и поломок - искать ATX блок питания на отрицательные температуры и т.д.
На что обращать внимание? Может есть литература какая?

Fastwel CPC805 http://www.fastwel.ru/products/vstraivaemy...pic/432846.html
все продукты работают от -40.....+85 C, для всех доступно исполнение с влагозащитным покрытием \COATED