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电子产品的工作环境及其对产品的影响

作者： salmon范编辑：瑞凯仪器来源： www.riukai.com 发布日期： 2020.10.08

电子产品所处的环境虽然复杂多样，但按其对产品的影响划分，归纳起来不外乎三个方面，即气候因素、机械因素、电磁干扰(也称噪声干扰)。

(一)气候因素

    气候因素除温度、湿度、气压等主要因素外，还包含盐雾、灰尘、霉菌、日光照射等。
    1、温度：随着电子技术的迅速发展，电子设备内元器件的小型化、微型化和集成技术的应用，使得电子产品的组装密度不断提高，单位面积产生的热量迅速增加。为保证机器在给定条件下可靠运行，进行有效的热设计，控制元器件的环境温度就显得非常必要。另外，机器在运输中(尤其长距离海运、陆运)，会受到高温、低温、高低温循环变化的影响，温度的变化会引起机器内部元器件和零件的参数变化，直接影响机器正常工作，甚至损害机器，而高低温循环比仅高温或低温的影响大的多，对电子产品的危害更大。
    2、湿度：大气中含有水蒸气的微粒，含水多少常用对湿度和相对湿度两种方式表示。湿度指在一定温度下，单位体积(1dm^3)空气中的含水量，单位是g/dm^3。空气中的水汽能凝聚成雾或小水滴时的状态成为饱和状态。随温度不同，单位体积空气中饱和含水量是不同，随温度增加而增加，降低而降低，事实上这也是春、夏季节露水形成的原因。相对湿度是指在一定温度下空气中实际含水量与饱和值之比，常用百分率标识。一般，常温(15-35℃)下正常的相对湿度为50%~80%。小于40%时，认为空气是干燥的；大于80%时，认为空气是潮湿的。当湿度高于90%时，湿度增加1%对电子产品的影响要比温度增高1-2℃的影响大。高湿持续时间越长，产生的影响越大。潮湿会引起金属腐蚀，降低介质材料的绝缘性能，严重时产品会失效或损坏。特别是当湿热在一定范围内交替变化是，会加速材料的吸潮和腐蚀，造成严重后果。
    3、气压：在地球的大气中，气压随海拔的增高而减小，空气密度降低，依靠空气对流的散热条件变差，从而使设备的温升提高。据测试，在5000m高度以下，每升高100m，设备温升将提高0.4%-0.5%。另外，随着高度增加，气压降低，用空气做介质的带电体之间的抗电强度下降。实验表面，在5000m以下，每升高100m击穿电压降低1%。低气压对电子产品的影响表现为：容易击穿；飞弧、电晕现象增多；灭弧困难，燃弧时间延长，影响电接点寿命。
    4、盐雾：海水中含有盐分，盐雾是由于海水中的浪花涌动时喷散而形成的，颗粒直径在1-5微米。盐雾对设备的主要影响是对金属材料和金属镀层的腐蚀，其对某些绝缘材料也有影响，使材料的表面电阻和抗电强度降低。
    5、霉菌和灰尘：在温度、湿度适宜的环境中霉菌很容易繁殖，会吸附水分并分泌有害物质，引起腐蚀的加强、有机物的损坏、性能的改变，同时阻塞活动部分；灰尘进入机器后，会引起活动部分加速磨损(如机芯)并影响电性能。
    6、日光照射：太阳光除可见光外，红外线占50%，紫外线占6%。红外线和紫外线如直接照射到机器上，将产生光化学反应使有机物老化分解，油漆退色剥落，同时会引起温升问题。

(二)机械因素

电子产品在使用和运输过程中，会受到各种类型的机械作用。这些机械作用分为2类：一类是正常的机械磨损，它是设备工作时所固有的，将使设备寿命缩短；另一类是在使用和运输工具中所承受的外部机械力作用，这个作用是随机的，主要有振动、碰撞、冲击、离心加速度等，会对机器产生不可逆的损害。

(三)电磁干扰

在电子产品的内部和外部存在着各种原因产生的电磁波，除设备所欲接收的信号外，其余电磁波均属干扰。电磁干扰可分为外部干扰和内部干扰，其存在将使机器的性能参数发生变化，如工作失稳，噪声增大，严重时会造成机器无法正常工作。需设法避免此问题发生，即EMC问题的处理。
总结：好的结构工程师在设计电子产品时应以使用为本，要深入了解其工作环境对机器的影响并进行有效的预防，知其然也要知其所以然，如此才能提高产品的可靠性及健壮性，赢得消费者信赖，提升品牌价值。同时实现个人的自我价值。

参考标准

    GB/T 4796-2001电工电子产品环境参数分类及其严酷程度分级(IEC60721-1：1990)
    GB/T 4797.1-2005电工电子产品自然环境条件温度和湿度(IEC60721-2-1：2002， MOD )
    GB/T 4798.3-2007电工电子产品环境条件要求标准
    GB/T 4798.10-2006电工电子产品应用环境条件
    GB/T 11804-2005电工电子产品环境条件术语
    IEC 60721-2-8： 1994 环境条件分类