防水知識說明

等級劃分

一、IPX等級

電子測量儀器的防水等級反映了儀器防潮和防塵的能力，特別是對于戶外活動中，免不了處于高濕或多塵沙的惡劣環境中，儀器的密封和防水能力對于保證儀器的安全運轉 和壽命就至關重要。為此，國際上制訂IEC529標準。為了與此相適應，日本工業標準中將電子儀器的防水保護分為10個等級，分別以IPX1、IPX2……表示。

保護等級種 類 含 義

0 無保護

1 防滴I型 垂直落下的水滴無有害的影響

2 防滴Ⅱ型 與垂直方向成15度范圍內落下的水滴無有害的影響

3 防雨型 與垂直方向成60度范圍內降雨無有害的影響

4 防濺型 受任意方向的水飛濺無有害的影響

5 防噴射型 任意方向直接受到水的噴射無有害的影響

6 耐水型 任意方向直接受到水的噴射也不會入內部

7 防浸型 在規定的條件下即使浸在水中也不會進入內部

8 水中型 長時間浸沒在一定壓力的水中照樣能使用

9 防濕型 在相對濕度大90%以下的濕氣一樣能使用

IPxx等級

國際工業標準防水等級IP和日本工業標準的JIS防水等級是接近的，分0-8的9級，IP等級同樣對防塵做了規定。

防塵防水

防護等級采用國際電工委員會（IEC）推薦的IP××等級標準，不同的安裝場所，等級是不一樣的。具體可參照下面的說明選定。在等級標準中，“××”是兩位數字，第一位表示對固體的防護等級，第二位表示對液體的防護等級。固體防護等級有7個等級，用0-6分別表示；液體防護等級有9個等級，用0-8分別表示。

防塵等級

0 ：沒有保護

1 ：防止大的固體侵入

2 ：防止中等大小的固體侵入

3 ：防止小固體進入侵入

4 ：防止物體大于 1mm 的固體進入

5 ：防止有害的粉塵堆積

6 ：完全防止粉塵進入

防水等級

0 ：沒有保護

1 ：水滴滴入到外殼無影響

2 ：當外殼傾斜到 15 度時，水滴滴入到外殼無影響

3 ：水或雨水從 60 度角落到外殼上無影響

4 ：液體由任何方向潑到外殼沒有傷害影響

5 ：用水沖洗無任何傷害

6 ：可用于船艙內的環境

7 ：可于短時間內耐浸水（1m）

8 ：于一定壓力下長時間浸水

測試方法

例：有秤或顯示儀表標示為IP65，表示產品可以 完全防止粉塵進入及可用水沖洗無任何傷害。

IPxx等級中關于防水實驗的規定。

IPx 1

方法名稱：垂直滴水試驗

試驗設備：滴水試驗裝置

試樣放置：按試樣正常工作位置擺放在以 1r/min 的旋轉樣品臺上，樣品頂部至滴水口的距離不大于 200mm

試驗條件：滴水量為 10.5 mL/min

持續時間：10 min

IPx 2

方法名稱：傾斜 15°滴水試驗

試驗設備：滴水試驗裝置

試樣放置：使試樣的一個面與垂線成 15°角，樣品頂部至滴水口的距離不大于 200mm。每試驗完一個面后，換另一個面，共四次。

試驗條件：滴水量為 30.5 mL/min

持續時間：4×2.5 min（共10 min）

IPx 3

方法名稱：淋水試驗

試驗方法：

a。擺管式淋水試驗

試驗設備：擺管式淋水濺水試驗裝置

試樣放置：選擇適當半徑的擺管，使樣品臺面高度處于擺管直徑位置上，將試樣放在樣臺上，使其頂部到樣品噴水口的距離不大于 200mm ，樣品臺不旋轉。

試驗條件：水流量按擺管的噴水孔數計算，每孔為 0.07 L/min ，淋水時，擺管中點兩邊各 60° 弧段內的噴水孔的噴水噴向樣品。被試樣品放在擺管半圓中心。擺管沿垂線兩邊各擺動 60°，共 120°。每次擺動（2×120°） 約 4s

試驗時間：連續淋水 10 min

b。噴頭式淋水試驗

試驗設備：手持式淋水濺水試驗裝置

試樣放置：使試驗頂部到手持噴頭噴水口的平行距離在 300mm 至 500mm 之間

試驗條件：試驗時應安裝帶平衡重物的擋板，水流量為 10 L/min

試驗時間：按被檢樣品外殼表面積計算，每平方米為 1 min （不包括安裝面積），最少 5 min

IPx 4

方法名稱：濺水試驗

試驗方法：

a．擺管式濺水試驗

試驗設備和試樣放置：與上述 IPX 3 之 a 款均相同；

試驗條件： 除后述條件外，與上述 IPX 3 之 a 款均相同；噴水面積為擺管中點兩邊各 90°弧段內噴水孔的噴水噴向樣品。被試樣品放在擺管半圓中心。擺管沿垂線兩邊各擺動 180°，共約 360°。每次擺動 （2×360°） 約 12s

試驗時間：與上述 IPX 3 之 a 款均相同 （即10 min）。

b．噴頭式濺水試驗

試驗設備和試樣放置：與上述 IPX 3 之 b 款均相同；

試驗條件：拆去設備上安裝帶平衡重物的擋板，其余與上述 IPX 3 之 b 款均相同；

試驗時間：與上述 IPX 3 之 b 款均相同， 即按被檢樣品外殼表面積計算，每平方米為 1 min （不包括安裝面積） 最少 5min

IPx 5

方法名稱：噴水試驗

試驗設備：噴嘴的噴水口內徑為 6.3mm

試驗條件：使試驗樣品至噴水口相距為 2.5m ～ 3m ，水流量為12.5 L/min （750 L/h)

試驗時間：按被檢樣品外殼表面積計算，每平方米為 1 min （不包括安裝面積） 最少 3 min

IPx 6

方法名稱：強烈噴水試驗；

試驗設備：噴嘴的噴水口內徑為 12.5 mm

試驗條件：使試驗樣品至噴水口相距為 2.5m ～ 3m ，水流量為100 L/min （6000 L/h)

試驗時間：按被檢樣品外殼表面積計算，每平方米為 1 min（不包括安裝面積）最少 3 min

IPx 7

方法名稱：短時浸水試驗

試驗設備和試驗條件：浸水箱。其尺寸應使試樣放進浸水箱后，樣品底部到水面的距離至少為 1m。試樣頂部到水面距離至少為 0.15m

試驗時間： 30 min

IPx 8

方法名稱： 持續潛水試驗；

試驗設備，試驗條件和試驗時間： 由供需（買賣）雙方商定，其嚴酷程度應比 IPX 7 高。

注意：另外，許多戶外用電子產品也在強調漂浮能力。

二、氣密性測試儀原理、常用的計量單位及換算

1，氣密性檢測原理：

氣密性檢測儀將控制壓力的壓縮空氣(負壓)輸入到標準品和測試品中，然后自動關斷充氣氣源，電磁閥準確控制規定時間的氣流平衡，再關斷起平衡作用的電磁閥。通過高靈敏度差壓傳感器（DPS）測出因泄漏導致的內部壓力變化，即測試品與標準品之間的差壓值，判斷測試結果是否合格。

2，根據檢測儀器區分的方法

1) 直壓測試法

直壓測試法就好比往氣球里面充氣，然后扎緊氣口，測量此時氣球內部的壓力值，過一定時間后，再測量氣球內部的壓力值。用兩個壓力值的差來判斷測試品的氣密性是否良好，適合測試絕對泄漏的測試對象。

2) 差壓測試法

    差壓測試法就好比往兩個氣球里面充氣，然后扎緊各自的氣口，已知一個氣球的氣密要求是合格的(可能完全沒有泄漏，也可能有泄漏，須看IP等級)，另一個氣球的泄漏值相對于這個氣球的泄漏值，是否在設定的差壓數值內。也就是說，這兩個氣球，要么都不泄漏，要么都同時泄漏，而且泄漏的量要求在一定的范圍內，從而達到相對的平衡。如下圖所示，天平兩端的被測物，剛開始測試時是平衡的，測試開始后，天平兩端必須同時增加或者減少相同壓力才能使得天平保持平衡。

　　3，根據測試品的放置方式區分的方法：

(1)   內壓測試法：適用所有開口可充氣的產品的大小泄漏檢測

　　通過外部夾具密封工件，是被測工件形成獨立的密封內腔。往被測工件內充入內壓縮空氣或抽真空。通過檢測工件內壓力變化來判斷工件是否合格。

(2)   外壓測試法（2次加壓測試）：適用有開口可充氣的產品的（高壓測試）下大小泄漏檢測

　　對罩在工件外部的密封腔加壓或抽真空。通過檢測密封腔的壓力變化來判斷工件是否合格。

    4，常用的計量單位及換算

1，pa/Kpa

2，PSI/SCCM

測試壓力Kpa/PSI/Bar等只是單位不同，單位換算請參考本文后面的“壓力單位換算表”。泄漏量Pa和SCCM則是有本質區別的，此處壓隕值Pa是壓力變化的直接體現，SCCM則是測量單位，表示一分鐘泄漏了多少立方厘米標準大氣壓的量。

它們的換算公式如下：

Q=K*  P0.5

Q:流量   K:流量系數      P:測得的壓差值

或者：Q=Ve*(  P/101.3Kpa)*T

Q:流量   Ve:被測氣路內容積      P:測得的壓差值     T: 檢測時間(分)

以上公式適合IP66及IP67使用，如果是IP65及以下的話，就需要流量型儀器來使用了。

以下為壓力流量混合測試模式測試界面圖：

壓力測試模式：

流量測試模式：

三、本司一部分客戶的產品防水等級及測試參數

1，手機防水連接器(Micro USB,Audio)

防水等級：IPX7

測試參數：(氣源壓力其中三星的要求是20KPa，Oppo的要求是30KPa，華為的要求是50KPa。下圖中測試壓力上、下限相應的進行調整，泄漏量上、下限不變)

3，防水軸承

防水等級：IPX7

4，醫用試管 

IP等級：IPX7

以上都是些小容積的被測產品，給出了具體的測試參數。下面還有一些測試容積比較大的，測試參數就不一一列出來了

5，海康威視攝像頭：

6，汽車防凍液壺：

7，與自動化設備配套使用，通過擴展接口進行零縫銜接，數據可以實時交換

四、根據行業經驗和其它客戶的測試參數，給出本類產品的測試參數

線材類的被測容積小，和手機連接器類相似，防水等級又都是IPX7級，所以建議采用手機連接器的防水測試參數，即下圖所示

五、影響氣密性測量精度的因素

任何測量都需要滿足一定的測量條件，而有一些外界或者內部的條件變化后，則會影響測量的精度。影響氣密性測量的因素主要有以下幾種：

溫度：氣體受熱漲冷縮的影響比較大，如果需要長時間測試的產品，一定要考慮在恒溫的環境里面進行測試。如果有測試過程中需要進行溫度變化的程序，則測試結果需要根據溫度的變化來進行溫度補償。

大氣壓強：地球的大氣壓基本在100~103Kpa之間波動，也就是說在未充氣測試的情況下，儀器的零點壓力可能會隨著大氣壓的變化而飄移，所以發現飄移值比較大時，可以長按復位鍵進行重新校正歸零處理。

被測產品形變：有些被測產品材料比較薄、軟，測試時需要注意測試的壓力值大小，盡量不使其變形而影響測試，必要時需要進行計算補償，并實驗驗證。

測試管路堵塞：儀器搬運或者測試過程中應避免管路的折疊和堵塞，用負壓測試的儀器時，入口一定要加裝過濾器，以防止微小物體吸入儀器而造成儀器的損壞。

儀器損壞：搬運過程中的劇烈振動和撞擊，以及私自拆裝儀器可能會造成損壞。如果出現批量不正常的測試不良時，應對儀器進行自檢。自檢首先檢查測試參數是否正確，如正確無誤，需要堵塞連接產品的氣管，按啟動按鈕進行測試，如果仍然測試不良，則儀器損壞。

六、氣密性檢測儀主要應用于：

　　汽車行業：車燈防水測試、發動機配件、車載攝像頭、充電樁等；

　　電子消費：智能手環手表、運動音響、耳機、電動牙刷、智能手機等；

　　安防照明：安防攝像頭、智能家居、路燈、LED燈、戶外燈等；

　　閥門管道：閥門、管道通透性、接頭、水表、節流閥、分流閥等；

　　線材連接：線材連接器、麥克風連接器、電池連接器、光纖連接器等；

　　醫療器械：血壓計、穿刺器、輸液連接管、呼吸氣囊、尿袋等；

電工電子：線材、戶外接收器，電視天線接收設備等；

機械行業：防水軸承、變速箱、電機外殼等。

七、壓力單位換算表

1, 直壓式流量的計算

泄漏量Pa和SCCM則是有本質區別的，此處壓隕值Pa是壓力變化的直接體現，SCCM則是測量單位，表示一分鐘泄漏了多少立方厘米標準大氣壓的量。

它們的換算公式如下：

Q=K*  P0.5

Q:流量   K:流量系數      P:測得的壓差值

或者：Q=Ve*(  P/101.3Kpa)*T

Q:流量   Ve:被測氣路內容積      P:測得的壓差值     T: 檢測時間M

2,差壓式流量的計算

差壓式流量計的測量原理是基于流體的機械能相互轉換的原理。在水平管道中流動的流體，具有動壓能和靜壓能（位能相等），在一定條件下，這兩種形式的能量可以相互轉換，但能量總和不變。以體積流量公式為例：
Q v = CεΑ/sqr(2ΔP/(1-β＾4)/ρ1)
其中：C 流出系數；
ε 可膨脹系數
Α 節流件開孔截面積，M＾2
ΔP 節流裝置輸出的差壓，Pa;
β 直徑比
ρ1 被測流體在I-I處的密度 ，kg/m3;
Qv 體積流量，m3/h
按照補償要求，需要加入溫度和壓力的補償，根據計算書，計算思路是以50度下的工藝參數為基準，計算出任意溫度任意壓力下的流量。其實重要是密度的轉換。計算公式如下：
Q = 0.004714187 *d＾2*ε*＠sqr(ΔP/ρ) Nm3/h 0C101.325kPa
也即是畫面要求顯示的0度標準大氣壓下的體積流量。
在根據密度公式：
ρ= P*T50/(P50*T)* ρ50
其中：ρ、P、T表示任意溫度、壓力下的值
ρ50、P50、T50表示50度表壓為0.04MPa下的工藝基準點
結合這兩個公式即可在程序中完成編制。

空氣壓力與密度對照表