Створення пристрою захищеного від вибуху


11

Я працюю над розробкою прототипів пристрою детектора витоку газу, який буде використовуватися в будинках, у корпусі повинно бути два маленьких вікна, щоб звук міг виходити, а інше вікно дозволяє газу потрапляти до датчика.

Чи достатня конформна кремнієва смола, щоб запобігти виникненню іскри на друкованій платі?

Під яку класифікацію вона підпадає, це колишній клас 1?

Спасибі заздалегідь


29
Я думаю, що термін "іскробезпечний" ближче до "вибухобезпечного". Останнє говорить про те, що пристрій повинен бути в змозі протистояти вибуху. Але поточний заголовок може привернути більше уваги :-)
Oldfart

11
Згідно з назвою, ви можете спроектувати пристрій, який би спричинив вибухи та повністю виконав вимоги, доки він їх не витримає.
Веслі Лі

4
натомість скажітьdevice that is certified for operation in explosive atmosphere
jsotola

3
@Oldfart Я погоджуюся, що термінологія "вибухобезпечний" вводить в оману, і "без іскри" було б набагато зрозуміліше, але, на жаль, "вибухобезпечний" є стандартною фразою, яка використовується в цій галузі.
перицинтіон

1
Просто ні. Це зовсім не має значення, що тут хтось каже - вам потрібен інженер, щоб переглянути цю конструкцію; той, хто має досвід у цій галузі. Вам потрібно зрозуміти, які закони застосовуються до вашого пристрою в країнах, де ви будете продавати його, і вам потрібно переконатися, що конструкція відповідає правильним вимогам до класу пристроїв. Ви не можете просто передати думку про щось таке, що є критично важливим для безпеки.
J ...

Відповіді:


30

Спочатку слід ознайомитися з різними способами зменшення ризику. Є кілька різних , що мають різні наслідки:

  • Екс
  • Ex e
  • Ex i
  • Ex m
  • Пр. Н

Це основні. Часто продукт використовує багато методів захисту.

Ex d - це затверджений корпус, виготовлений для витримки внутрішнього вибуху. Це означає, що ви можете використовувати звичайне обладнання всередині; а вибух всередині не пошириться назовні. Це означає, що важкий метал, полум’я тощо, щоб вибух не поширювався. Варто зазначити, що Ex d не означає, що всередині шафи буде функціонувати згодом. Зазвичай він буде знищений при вибуху.

Наприклад, підвищена безпека. Це, в основному, використання компонентів з меншим ризиком загоряння чого-небудь. Для клем, це можуть бути, наприклад, пружинні клеми, які не будуть ослаблені вібрацією, або інші методи.

Ex i є внутрішньо безпечним. Він не містить достатньо енергії для розпалювання газів. Це досягається обмеженням кількості енергії в пристрої, щоб іскра не могла запалити жодних газів. Зазвичай це досягається обмеженням струму та напруги та керуванням індукторами та конденсаторами.

Ex m - це ліплення пристрою. Це може бути вбудовано його в смолу, щоб жоден газ не мав доступу до компонентів тощо.

Це короткий огляд. Можливо, ваш пристрій не буде Ex d. Коротше кажучи, вам слід поєднувати багато прийомів. Наприклад, ви можете вбудувати плату в епоксидну форму, зробивши цю частину Ex m, використовувати Ex i для фактичного датчика, а можливо, Ex e для ехолота. Зрозуміло, що конформне покриття, ймовірно, недостатньо для досягнення Ex m, оскільки, наприклад, палаючий ІС дозволить створити хороший отвір у цьому конформному покритті.

Вам також доведеться визначити, чи приймаєте ви помилки. Оскільки це детектор витоку, ви, ймовірно, опинитесь у зоні 2, знизивши вимоги. Зауважте, що власник рослини (наприклад, власник будинку) несе відповідальність за класифікацію зон - що, мабуть, багато власників будинків насправді це робить.

Крім того, ви повинні подивитися на газову групу. Можливо, IIA (пропан тощо), і температура T3 буде застосовано до вашого використання. Це особливо важливо для способу захисту Ex i, оскільки водень, наприклад, спричиняє хаос з вашою доступною енергією.

Цей PDF дає більш широкий огляд методів захисту, ніж я маю у цій відповіді, але він також торкається поверхні ...

Коротше кажучи, виходячи з питань, які ви задаєте, ви не кваліфіковані для виготовлення такого пристрою. Питання, в основному, говорить про те, що ви не розумієте норм Ex і не маєте уявлення про різні методи захисту. Я маю деяке розуміння і розробив електричні системи в Ex-середовищах, але я ні в якому разі не міг би безпечно спроектувати складний пристрій.


9
Ви посилаєтесь на "Ex d" та "Ex i" тощо, які, імовірно, є стандартами. Я думаю, що це покращило б відповідь, якби ви вказали, звідки беруться стандарти.
Hearth

1
Чудова відповідь, хоч я б додав до неї необхідність захисту від будь-яких внутрішніх збоїв акумулятора чи конденсатора, що спричиняють точку запалювання. Хоча Ex i стане великою метою для ОП, я вважаю, що зустріч Ex e є найпоширенішою у домашніх умовах.
Джек Крісі

1
@JackCreasey Звичайно, всі компоненти потребують певного захисту. У домашніх умовах я сумніваюся, що будь-яке обладнання Ex є поширеним. Тхо, найпростіший спосіб вирішити це - зробити датчик єдиним обладнанням всередині зони ...
vidarlo

3
Це, мабуть, не затверджено EX в жодному сенсі, ні. Це не означає, що це не безпечно для його застосування. Джерело займання та витік газу одночасно малоймовірні
видирло

2
@MahmoudRagab Підключення подібних житлових датчиків призначене для постійної роботи, і вони спрацьовують тривожно приблизно на рівні 25% LEL. Тому будинок слід провітрити і відключити газ, перш ніж іскра може спричинити вибух.
користувач71659

11

Я працюю над складанням прототипів пристрою детектора витоку газу для використання в будинках

Якщо він призначений для використання в домашніх умовах, і нічого іншого в будинку не призначено для оцінки Експерт, то, чому ви вважаєте, що ваш пристрій повинен бути оцінений Експертом? Зрештою, якщо розумно спроектовано (не іскрить чи не викривлює і не може спричинити температуру займання на внутрішніх поверхнях), то, що ви надаєте, - це гарантія для дому, таким чином, зменшуючи ймовірність запалювання газу та не збільшуючи їх.

Але якщо це не переконує, ви спробуйте пошукати такі категорії ATEX Ex як:

введіть тут опис зображення

І я думаю, ти погодишся, що якщо він знаходиться вдома, він потрапляє (в найгіршому випадку) в операцію Зони 2. Потім, якщо ви переглянете на рівень стовпця захисту, ви побачите, що він говорить "нормально" для типу обладнання, і це означає: -

Згідно з директивою ATEX, сертифікат обстеження типу ЕО не є обов'язковим для пристроїв категорії 3, визначених для використання в зоні 2

Викладене вище з цього документа під назвою "ATEX - Source IEx" та фрази, які ви шукаєте для "само сертифікації".

Іншими словами, необхідна основна практика роботи з документацією, яка підходить для звичайного технічного файлу CE. Жодної офіційної сертифікації за законом не передбачає, що ви постачаєте обладнання в будинки, які регулюються правилами ATEX (географічна річ, яка охоплює Європу та інші райони).


Дякую багато, моє занепокоєння полягало в тому, що іскра може бути запущена, коли зумери включаються та вимикаються, але я побачив цю фотографію китайського пристрою, де у зовнішньому корпусі багато вікон, і вся схема може контактувати з газ, як він тече всередині, чи безпечна така конструкція? ae01.alicdn.com/kf/UTB8bI1BG5aMiuJk43PTq6ySmXXaP.jpg
Махмуд

1
Як я вже говорив у своїй відповіді, детектор витоку газу підвищує безпеку, тому, якщо він досить добре розроблений, це чиста користь для навколишнього середовища. Я не можу віддалено оцінити дизайн на мінімальній документації.
Енді ака

ОП заявила, що "для використання в будинках", що може дещо відрізнятися від "для використання в будинку". Наприклад, можливо, вони проектують частину портативного обладнання для обстеження, яке використовуватиме технік газової компанії, відповідаючи на дзвінки клієнтів, які думають, що відчуває запах витоку газу. Якби це було так, одна із категорій Ex, безумовно, може бути застосована. Можливо, @MahmoudRagab може уточнити.
перицинтіон

@pericynthion Тут я маю на увазі блок, призначений для постійного встановлення всередині будинку, а не портативних пристроїв, однак що буде не так у тому, щоб перенести пристрій з одного будинку в інший?
Махмуд

1
@MahmoudRagab, на що може натякати перицинтіон, - це те, що конструкція для портативного портативного обладнання може бути підпорядкована більш суворій класифікації Ex, оскільки вона може використовуватись (всупереч інструкціям та маркуванням) у зоні, де середня ймовірність появи запальна суміш газу та кисню вище, ніж у будинку.
Енді ака

3

Вибухобезпечний захист в електроніці означає протистояти електролітичному конденсатору або дуговому вимикачу у вакуумній герметичній ємності, але, в основному, означає різні типи і міцність, але може означати також відсутність дуги з горючим газом, тому це може включати герметичні ущільнювачі, які не дозволяють проникнути на відміну від тефлонових ущільнювачів, які вивільняють Н2 з герметичних коробок із батареями SLA, щоб зняти тиск під час керованої зарядки. Ви можете уявити, що зовнішній додаток із електронікою із придушенням дуги та резервним підключенням акумуляторної батареї для бездротового ретранслятора може бути вибухонебезпечним, не маючи вентиляції чи тефлонового ущільнення, щоб протистояти воді, але дозволяти випускати Н2.

Існує кілька критеріїв, що стосуються дизайну; Жорсткість, герметичність вологи, вибухонебезпечні ущільнювачі, уникнення дуги, часткове скидання з ОУР зовні або часткове скидання (ПД) всередину від вологості та забруднень, що знижує поріг пробою <1 В / мм.

Детектори витоку газу не передбачають вибухозахищеності

Зазвичай навіть дорогі домашні газові сповіщувачі попереджають вас не допускати подачі газових батарей подалі від горючих газів !!,

Тож ваші вимоги розпливчасті

Яку специфіку ви хочете зустріти?

Рейтинги безпечності для відшкодування ризику для часткового скиду або ЗБС внаслідок пилу та статичної генерації та рівня впливу горючих газів.

Які гази ви хочете виявити? Детектор витоку горючого газу може не виявити токсичний окис вуглецю, оскільки датчики різні. Для запобігання витоку газу потрібен соленоїд перед гнучким шлангом, а не після того, як всередині печі, якщо гнучкий шланг був пошкоджений ударом важкого обладнання, газовий сигнал може не запобігти вибуху будинку, що протікає !! Незважаючи на текти газу всередині печі, можливо, виявити та подати сигнал тривоги та відключити джерело горючого газу.

Тож ваші характеристики нечіткі.

Однак напівпровідникові горючі гази можуть виявити багато, включаючи будь-які або всі наступні:

Ацетон Алкоголь Аміак Бензол Бутан Етилен Оксид Бензин-Бензин Халон Сульфід водню Промислові розчинники Реактивне паливо Розріджувач лаку Метан Нафта Природний газ Пропан Холодильні агенти Толуол

Для парів водню H2 має нижню межу вибухонебезпеки (LEL) 5%, тому до 1000 ppm або 0,1% “May” вважається безпечним, але межа попередження може становити 10000 ppm і> = 4% при будь-якому статичному розряді. Інші гази можуть бути більш летючими. Тож точність неоднакова для всіх газів.

Зазвичай "будь-яке" конформне покриття не буде робити для запобігання перелому, оскільки більшість пластиків є гігроскопічними , хоча вони продовжують термін експлуатації в деяких суворих умовах.

Навіть невдало промерзання навіть пластикового ІМ-епоксидного герметика. Зрештою вони поглинали вологу і не виходили з морози, тому керамічні ІС пропонували до розробки епоксидної форми і процесу Сумотомо. Коли вперше з'явилися пластика IC, вони отримали оцінку лише від 0 до 70 ° C, а вдосконалення японських досліджень та розробок дозволили охопити ширший діапазон темпів.

Інша інформація

Гігроскопічні смоли

Нейлон, ABS, акрил, поліуретан, полікарбонат, PET, PBT

Негігроскопічні смоли

Поліетилен, поліпропілен, полістирол, ПВХ

Зазвичай вибухобезпечний контейнер - це міцна конструкція з алюмінієвого корпусу з піску, яка витримує високий тиск. Кращі продукти використовують епоксидне покриття. Тож герметична волога сама по собі не є достатньою для запобігання будь-якого можливого вибуху внаслідок електронної несправності.

Якщо вам потрібні найкращі конформні покриття, що блокують вологу з низькою ємністю, то в аерокосмічному просторі вони використовують парален, з осадженням пари, ІС використовують спеціальні епоксидні склади та процедури в чистому приміщенні. Інші покриття при достатній товщині можуть подовжити термін експлуатації низької продуктивності, наприклад, силікати, акрили та силікон, але можуть не працювати також, якщо тонкі, але занадто сильні, можуть спричинити перехресні перешкоди та ємнісні навантаження.

Наука, що стоїть на основі вибухобезпеки, визначається рівнем забруднення хорошого ізолятора, деградуваного вологою / та або пилом, де низька діелектрична константа забруднюється, приймаючи заряди швидше, ніж середовище з більш високим вмістом діелектрика, внаслідок чого добре відомо тим, хто знайомий з частковим розрядом, ПД, який є попередником іонізуючого розряду, дуговим або діелектричним пробоєм ізоляції.

Метод випробування залежить від рівня навколишнього середовища вологості та гігроскопічних норм різних пластиків із забрудненнями, які можуть поглинати вологу, яка має полярну діелектричну постійну приблизно на 20 разів більше, ніж у більшості пластмас. Рівень забруднювачів повинен бути лише у частинах / мільйонах або PPM, щоб відбулося PD, і ця швидкість витоку з діелектричною постійною створює однорідність, як коливальник, який може розряджатись при низьких співвідношеннях очікуваного пробою kV / мм або V / um або mV / нм. Із часом циклу багато хвилин стає швидшим коефіцієнт збудження відносно Vbreakdown.

Метод випробування простий з використанням найгіршого забруднення навколишнього середовища (пилу, вологи, сольового розпилення) з повільним напруженим напругою та визначення іскрового шуму на радіо AM або SW поблизу або з використанням датчика діапазону, короткого до його заземлення, оберненого навколо провідника для виявити імпульс струму ПД. Коефіцієнт зменшення напруги напруги, який проводиться або викликається активністю ПД, визначає запас міцності після намокання високої температури / підвищеної вологості для прискорення проникнення вологи.

Конкретна процедура випробування може відрізнятись від цього, але наука про визначення межі для порогового значення є ключовим фактором безпеки.

Точно та ж наука використовується в силових трансформаторах, будь то сухих або масляних, але вони протестують лише на BDV або напрузі пробою замість додаткового випробування на PD. Діяльність ПД контролюється розчиненим газом H2, але все ж щороку вибухає стільки трансформаторів, які можна було б запобігти за допомогою моніторів PD і часто встановлювати лише в мільйонних трансформаторах, проте моніторити це так дешево.


"Більшість пластиків є гідроскопічними в печатках або пластикових" Я не впевнений, що ви маєте на увазі під цим - це помилка редагування? А чи справді більшість пластиків гігроскопічні? (До речі, зверніть увагу на правопис: це "g", а не "d".)
David Richerby

TY Додам посилання
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

@ SunnyskyguyEE75 Дякую за чудову відповідь, як щодо кремнієвої смоли?
Махмуд

1
Це залежить від пилу при нанесенні та товщини. Занурити краще, ніж спрей.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.