Enkelt sagt er en mikroafbryder en elektromekanisk switch -enhed, der kan kontrollere ON og slukket af en switch med en meget lille mængde bevægelse. Dens kernestruktur inkluderer hovedsageligt kontaktpunkter, elastiske komponenter, ydre skaller og driftsstænger. Arbejdsprincippet er faktisk at skubbe metalkontakterne for at afbryde forbindelsen eller forbinde med ekstern kraft. Det har egenskaberne ved hurtig respons, stærk holdbarhed og ikke tilbøjelig til fiasko. F.eks. Kan knapperne til fjernbetjening af aircondition, nødsituationsstopkontakterne for fabriksmonteringslinjeudstyr og detektionsenheder i bildørlåse, alle findes i ting, der kan røres dagligt.
Den omgivende temperatur har en stor indflydelse på arbejdstabiliteten af denne type switch. Specifikt i et miljø med høj temperatur, såsom en langvarig arbejdscene over 60 grader, er plastikskallen let at deformere og forårsage dårlig kontakt; Den lave temperatur på minus 20 grader kan gøre fjederkomponenterne til at hærde og påvirke nulstillingshastigheden. Kort sagt, temperaturændringer vil direkte påvirke materialernes ydeevne, såsom aldring af isoleringslaget, og omfavnelse af metaldele vil forkorte levetiden. Derfor er det i produktdesignstadiet nødvendigt at tage termiske beskyttelsesforanstaltninger i henhold til applikationsscenariet, såsom installation af køleplade i områder med høj temperatur eller anvende frostvæskefedt til switches i miljøer med lav temperatur, hvilket effektivt kan forbedre pålideligheden af udstyrsdriften.
Virkningen af høj temperatur på ydelsen af mikroafbrydere
Miljøet med høj temperatur vil have mange effekter på mikrosontaktens arbejdsstilstand. For eksempel kan der med hensyn til elektrisk ydeevne være et kontinuerligt fald i isoleringsmodstandsværdien. Dette fænomen skyldes hovedsageligt, at høj temperatur accelererer den molekylære bevægelseshastighed inde i det isolerende materiale, hvilket resulterer i en stigning i sandsynligheden for lækstrøm. Stigningen i kontaktmodstandsværdien skyldes normalt, at kontaktoverfladen er mere tilbøjelig til at danne et oxidlag ved høje temperaturer. Dette oxidlag vil hindre den normale transmission af strøm som en barriere. Hvad angår materialets isoleringsevne, når temperaturen stiger til et bestemt niveau, kan det være mere sandsynligt, at det bliver opdelt ved spænding.
Med hensyn til mekanisk ydeevne forværres elasticiteten af fjederen. Dette kan skyldes, at metalmaterialer er tilbøjelige til at krybe ved høje temperaturer, hvilket resulterer i mindre reboundstyrke end før. Kontaktmaterialer såsom kobber eller sølv er tilbøjelige til oxidationsreaktioner eller materialeblødgøring i miljøer med høj temperatur, såsom generering af et oxidlag med dårlig ledningsevne. Der er også plastiske dele, såsom den ydre skal eller den indre beslag, som kan deformere på grund af termisk ekspansion og sammentrækning, hvilket resulterer i revner eller størrelse misforhold.
Den kemiske stabilitet forårsaget af høj temperatur har også brug for særlig opmærksomhed. Smøremidler er lette at fordampe og tabe, især efter at have arbejdet i lang tid i et miljø med høj temperatur, vil det indre friktionstab blive markant forværret. Stoffer som polymermaterialer vil bryde deres molekylære kæder under kontinuerlige høje temperaturer, hvilket er det, vi ofte kalder accelereret materiale aldring.
Langsigtede høje temperaturforhold vil forkorte mikroafbryderens levetid markant. For eksempel, når kontakterne gentagne gange tændes og slukkes, kan høje temperaturer forårsage vedhæftning eller ablationsmærker mellem kontakterne. Der er også problemer såsom aldring af isolerende materialer, som kan forårsage utilsigtede kortslutninger. F.eks. I den faktiske brug af et bestemt industrielt udstyr, da mikroafbryderen arbejdede kontinuerligt i 2000 timer under høje temperaturbetingelser på 85 grad, blev det konstateret, at overfladen af kontakten var dækket med et tykt oxidlag. På dette tidspunkt er isoleringsmodstandsværdien faldet markant fra de indledende 100 megohms til kun 1 megohm, hvilket til sidst førte til, at ulykken i isoleringslaget blev brudt.
Virkningen af miljø med lav temperatur på mikroafbrydere
Negative effekter forårsaget af lav temperatur
- Problemer med mekanisk drift: Når temperaturen er for lav, vil den elastiske modul for fjederen af metalmaterialet stige, det vil sige, at foråret bliver sværere, hvilket direkte fører til behovet for at anvende en større driftskraft for at udløse kontakten. På samme tid vil materialets kontakttryk på kontaktpunktet falde under virkningen af sammentrækning af lav temperatur, hvilket kan påvirke kredsløbets stabilitet. Det er især værd at bemærke, at lav temperatur også vil få smørematerialet til at størkne. For eksempel vil nogle fedt blive lige så viskøse som lim, hvilket vil gøre bevægelsen af den interne mekaniske struktur ikke glat.
- Ændringer i materialestyrke: For eksempel er plastskaller tilbøjelige til fine revner i miljøer under nul, ligesom plastiske vandkopper placeret udendørs om vinteren er tilbøjelige til at fryse og revne. For metalkontakter kan miljøer med lav temperatur medføre risikoen for, at metaloverflader klæber til hinanden, hvilket er det, vi ofte kalder kold svejsning. Denne situation er især tilbøjelig til at forekomme i hyppige driftsscenarier.
- Svigt i smøresystemet: Konventionelle smørematerialer størkner markant ved temperaturer under nul, og friktionskoefficienten mellem mekaniske strukturer vil øges eksponentielt på dette tidspunkt. For eksempel vil nogle gearstrukturerede switches opleve åbenlyse driftsstop i dette tilfælde, og langvarig drift i denne tilstand vil fremskynde slid og aldring af dele.
Dynamiske ændringer i switchegenskaber
Når temperaturen er for lav, vil bevægelsesmodstanden på drevstangen stige markant, hvilket får responshastigheden for hele kontakten til at blive langsom. For eksempel, i den elektroniske dørlås, der blev brugt udendørs i den nordlige vinter, udløses det ofte et halvt sekund efter knappen. Kontaktstatus for kontaktpunktet vil også blive ustabil ved lave temperaturer, ligesom lyden af strømmen, når den gamle radio har dårlig kontakt, og intermitterende unormale on-off fænomener kan forekomme. På grund af den markante stigning i forårstivhed føler operatøren ofte, at switch -knappen er vanskeligere at trykke på end ved normal temperatur, og der kræves mere håndstyrke for at afslutte switch -handlingen.
Beskyttelsesforanstaltninger i miljø med høj temperatur\/lav temperatur
I den faktiske anvendelse af forskellige temperaturforhold kan vi foretage adaptive justeringer fra fire dimensioner. Først og fremmest anbefales det på niveau med materialevalg, for eksempel i høje temperaturer, at det prioriteres kontaktstrukturen i den keramiske belægningsproces eller overvejer høje temperaturresistente metalmaterialer, såsom wolframlegering. For forårskomponenter kan høje temperaturresistente materialer, såsom inkonel, bruges, eller keramiske forårstrukturer kan forsøges. For scenarier med lav temperatur skal der rettes særlig opmærksomhed på plastiske dele. For eksempel er materialer med koldbestandige egenskaber, såsom polycarbonat-pc, mere egnede. På samme tid skal en belægning, der forhindrer kold svejsning, føjes til kontaktoverfladen, såsom en guldbelægning.
I det strukturelle designlink kan gummiproduktionsringe bruges til tætning, eller pottinglim kan udfyldes direkte. Med hensyn til optimering af varmeafledning findes det i faktiske anvendelser, at tilføjelse af hjælpestoffa eller opsætning af isoleringslag på nøglepladser effektivt kan lindre virkningen af drastiske temperaturændringer.
Med hensyn til brug af udstyr og vedligeholdelsesstrategier skal forskellige temperaturscenarier skelnes her. I miljøer med høj temperatur skal der rettes særlig opmærksomhed på at kontrollere arbejdstiden, såsom at forsøge at undgå, at udstyret er i en overbelastet tilstand i lang tid, og nøgleparametre, såsom kontaktmodstand, skal kontrolleres regelmæssigt. Når det bruges under betingelser med lav temperatur, er det bedst at forvarme udstyret til driftstemperaturen, før du starter det. Valget af smøremiddel skal også justeres, såsom udskiftning af det med et siliciumbaseret lavtemperatur smøremiddelprodukt. Derudover skal driftsfrekvensen også kontrolleres korrekt.
Endelig, i dimensionen af miljøkontrol, inkluderer mere effektive løsninger installation af temperaturstyringsenheder, såsom konfiguration af varmemoduler under forhold med lav temperatur, eller installation af køleventilatorer i områder med høj temperatur. Med hensyn til beskyttelse af termisk isolering kan du vælge materialer såsom keramisk fiber for at få udstyret til at shell eller forsøge at bruge nye Airgel -isoleringsmaterialer. En innovativ idé til varmeledning er at bruge en varmeledningsrørstruktur, hvorigennem den interne varme hurtigt ledes til den eksterne køleplade.
Eksperiment og sagsanalyse
Data for temperaturmiljø
For eksempel ændrer Micro Switch under høj temperatur (85 grader) for eksempel mikroafbryderen markant. Enkelt sagt vil levetiden falde direkte fra 100, 000 operationer ved normal temperatur til ca. 10, 000 operationer. Situationen under lav temperatur (-40 grad) betingelser har også karakteristika, specifikt den krævede kraft til drift stiger fra standard 1N til 3N.
Med hensyn til ændringen i handlingskarakteristika kan det observeres, at svingningsområdet for kontaktmodstanden under høj temperatur vil udvide sig, hvilket dybest set når 3 gange niveauet ved normal temperatur. Problemet forårsaget af miljøet med lav temperatur er hovedsageligt med hensyn til responshastighed. For eksempel vil enhedens responstid blive udvidet med ca. 50% sammenlignet med normale forhold. Denne situation viser, at der er en betydelig forskel i virkningen af temperatur på udstyrsydelse.
Analyse af faktiske applikationssituationer
Gennem faktiske tilfælde kan det konstateres, at ingeniører, når de anvendes inden for bilproduktion, vil være særlig opmærksomme på motorrummets temperatur. For eksempel vælger de en løsning, der bruger keramiske kontakter med høj temperaturresistente fjedre. Denne kombination kan fungere stabilt i mere end 5, 000 timer i et kontinuerligt miljø med høj temperatur på 120 grader.
I specielle applikationsscenarier af rumfart er behandlingsmetoderne forskellige. For eksempel bruger mikroafbrydere, der er installeret på satellitter, vakuumemballage-teknologi og bruger specielle lavtemperatursmøremidler på samme tid, så standard driftskrav på 100, 000 gange stadig kan garanteres i et ekstremt miljø i minus 60 grad. Disse sager viser, at forskellige brancher vil justere løsninger i henhold til specifikke behov.
Høj temperatur forårsager aldring af materiale og isoleringssvigt, og lav temperatur forårsager mekanisk fastklemning og materialeforfatter. Beskyttelsesstrategien skal optimeres omfattende fra fire aspekter: materialer, struktur, brug og miljøkontrol.
