Bir cihazı patlamaya dayanıklı hale getirme


11

Evlerde kullanılacak bir gaz kaçak dedektörü cihazını prototiplemek için çalışıyorum, sesin dışarı çıkmasına izin vermek için gövdede iki küçük pencere olmalı ve diğer pencere gazın sensöre ulaşmasına izin veriyor.

Konform silikon reçine, PCB'nin ateşe neden olan bir kıvılcım oluşturmasını önlemek için yeterli mi?

Ne tür bir sınıflandırma altındadır, ex d sınıf 1 midir?

Şimdiden teşekkürler


29
"Kıvılcım çıkarmayan" teriminin "Patlamaya dayanıklı" ifadesinden daha yakın olduğunu düşünüyorum. İkincisi, cihazın bir patlamaya dayanabilmesi gerektiğini gösterir. Ancak mevcut başlık daha fazla dikkat çekebilir :-)
Oldfart

11
Başlığa göre, patlamaya neden olacak ve hayatta kaldığı sürece gereksinimleri yerine getirecek bir cihaz tasarlayabilirsiniz.
Wesley Lee

4
bunun yerine söyledevice that is certified for operation in explosive atmosphere
jsotola

3
@Oldfart Ben "patlamaya dayanıklı" terminolojisinin yanıltıcı olduğunu ve "kıvılcım ücretsiz" çok daha açık olacağını kabul ediyorum, ama ne yazık ki "patlamaya dayanıklı" alanında kullanılan standart ifade.
pericynthion

1
Sadece hayır. Burada kimsenin söylediği önemli değil - bu tasarımı incelemek için bir mühendise ihtiyacınız var; alanında uzman bir kişi. Pazarlama yapacağınız ülkelerde hangi yasaların cihazınız için geçerli olduğunu anlamanız ve tasarımın doğru cihaz sınıfı gereksinimlerine uygun olduğundan emin olmanız gerekir. Bu tür güvenlik açısından kritik bir şey hakkında bir fikir toplayamazsınız.
J ...

Yanıtlar:


30

Öncelikle riski azaltmanın farklı yollarını okumalısınız. Bir var birkaç farklı farklı etkileri olan,:

  • Ör. D
  • Exe
  • Örn i
  • Eski m
  • Eski n

Bunlar ana. Genellikle bir ürün birçok koruma yöntemini kullanır.

Ex d, dahili bir patlamaya dayanacak şekilde üretilmiş, onaylanmış bir mahfazadır. Bu, içinde normal ekipman kullanabileceğiniz anlamına gelir; ve içerideki patlama dışarıya yayılmaz. Bu, bir patlamanın yayılmamasını sağlamak için ağır metal, alev boşlukları ve benzeri anlamına gelir. Ex d'nin kabinin içinde neyin sonradan çalışacağı anlamına gelmediğini belirtmek gerekir. Genellikle patlamada imha edilir.

Ex e artan güvenliktir. Bu temelde herhangi bir şeyi tutuşturma riski daha düşük bileşenleri kullanır. Terminaller için bu, örneğin titreşim veya diğer tekniklerle gevşemeyen yaylı terminaller olabilir.

Ex i kendinden güvenlidir. Gazları tutuşturmak için yeterli enerji içermez. Bu, bir cihazdaki enerji miktarını sınırlayarak elde edilir, böylece bir kıvılcım herhangi bir gazı ateşleyemez. Bu genellikle akım ve voltajı sınırlandırarak ve indüktörleri ve kapasitörleri kontrol ederek elde edilir.

Ex m cihazı kalıplıyor. Bu reçine içine gömülebilir, böylece hiçbir gaz bileşenlere veya benzerlerine erişemez.

Bu kısa bir genel bakış. Cihazınız muhtemelen Ex d. Kısacası, birçok tekniği birleştirmelisiniz. Örneğin devre kartını epoksi içine gömerek bu parçayı Ex m yapabilir, gerçek sensör için Ex i ve siren için belki de Ex e kullanabilirsiniz. Örneğin, yanan bir IC bu konformal kaplamada hoş bir delik açacağı için, düşünerek uyumlu kaplama muhtemelen Ex m'ye ulaşmak için yeterli değildir.

Ayrıca hataları kabul edip etmeyeceğinizi de tanımlamanız gerekir. Bir kaçak dedektörü olduğundan, muhtemelen 2. bölgeye ulaşacaksınız, bu da gereksinimleri düşürecektir. Tesis sahibinin (örneğin ev sahibi) birçok ev sahibinin gerçekten yaptığından şüphelendiğim bölgeleri sınıflandırmaktan sorumlu olduğunu unutmayın.

Ayrıca gaz grubuna bakmalısınız. Muhtemelen IIA (propan vb.) Ve sıcaklık T3 kullanımınız için geçerli olacaktır. Bu, özellikle hidrojen, örneğin mevcut enerjinizi tahrip ettiğinden, korunma yöntemi Ex i ile özellikle önemlidir.

Bu PDF , bu cevapta verdiğimden daha fazla koruma yöntemlerine genel bir bakış sunuyor, ancak sadece yüzeye de dokunuyor ...

Kısacası, sorduğunuz sorulara dayanarak böyle bir cihaz yapmaya yetkili değilsiniz. Soru temelde bize Ex yönetmeliklerini anlamadığınızı ve farklı koruma yöntemleri hakkında hiçbir fikriniz olmadığını söyler. Bazı bilgilerim var ve Ex ortamlarda elektrik sistemleri tasarladım, ancak hiçbir şekilde karmaşık bir cihazı güvenli bir şekilde tasarlayamazdım.


9
Muhtemelen standartlar olan "Ex d" ve "Ex i" vb. Standartların nereden geldiğini belirttiyseniz, bunun cevabı geliştireceğini düşünüyorum.
Ocak

1
Harika bir cevap, buna rağmen bir ateşleme noktasına neden olan herhangi bir dahili bataryaya veya kondansatör arızasına karşı koruma ihtiyacını ekleyeceğim. Ex i OP için harika bir hedef olsa da, Ex e toplantısının ev ortamlarında en yaygın olduğunu varsayarım.
Jack Creasey

1
@JackCreasey Tabii ki, tüm bileşenlerin bir çeşit korumaya ihtiyacı var. Ev ortamlarında, her türlü Ex ekipmanının yaygın olduğundan şüpheliyim. Tho, bunu çözmenin en kolay yolu, sensörü bölgedeki tek ekipman parçası
yapmaktır

3
Muhtemelen herhangi bir anlamda EX onaylı değildir, hayır. Bu intendet uygulaması için güvenli olmadığı anlamına gelmez. Aynı zamanda bir ateşleme kaynağı ve gaz kaçağı olasılığı düşüktür
vidarlo

2
@MahmoudRagab Bunun gibi geçmeli konut sensörleri sürekli çalışıyor ve% 25 LEL gibi bir alarm veriyorlar. Bu nedenle, kıvılcım patlamaya neden olmadan önce ev havalandırılmalı ve gaz kapatılmalıdır.
user71659

11

Evlerde kullanılacak bir gaz kaçak dedektörü cihazının prototiplenmesi üzerinde çalışıyorum

Evde kullanım içinse ve evdeki başka hiçbir şey Ex dereceli olarak tasarlanmamışsa, cihazınızın Ex dereceli olması gerektiğini düşündüren nedir? Sonuçta, makul bir şekilde tasarlanmışsa (kıvılcım çıkarmayan veya kıvılcımlanmayan ve iç yüzeylerde tutuşma sıcaklıkları üretemeyen), o zaman sağladığınız şey ev için bir güvencedir, böylece gaz tutuşması olasılığını azaltır ve onları arttırmaz.

Ancak bu, ATEX Ex bölge kategorisini aşağıdaki gibi aramaya ikna etmezseniz: -

resim açıklamasını buraya girin

Ve sanırım eğer evdeyse (en kötü durumda) bir Bölge 2 operasyonuna düşerse. Daha sonra koruma sütununa doğru tararsanız, ekipmanın tipi için "normal" yazdığını görürsünüz ve bu şu anlama gelir: -

ATEX yönergesine göre, Bölge 2'de kullanım için belirtildiği gibi kategori 3 cihazlar için AT tipi inceleme sertifikası zorunlu değildir

Yukarıda "ATEX - Kaynak IEx" başlıklı bu belgeden ve "kendi kendine sertifika" aradığınız ifadelerden alınmıştır.

Başka bir deyişle, düzenli bir CE teknik dosyası için uygun belgelerde temel iyi uygulamalar gereklidir. ATEX yönetmeliklerine (Avrupa'yı ve diğer alanları kapsayan coğrafi bir şey) tabi olan evlere ekipman tedarik etmenizi sağlayan kanunla resmi bir sertifika yoktur.


Çok teşekkürler, endişem, sesli uyarılar açıldığında ve kapatıldığında bir kıvılcımın başlayabileceği, ancak dış kasada çok fazla pencereye sahip olduğu ve tüm devrenin içeriden akarken, böyle bir tasarım güvenli mi? ae01.alicdn.com/kf/UTB8bI1BG5aMiuJk43PTq6ySmXXaP.jpg
Mahmoud Ragab

1
Cevabımda söylediğim gibi, bir gaz kaçağı detektörü güvenliği arttırır, bu nedenle makul olarak iyi tasarlanmış olması koşuluyla çevreye net bir fayda sağlar. Bir tasarımı minimal belgelerle uzaktan değerlendiremiyorum.
Andy aka

OP, "evde kullanım için" ifadesinden oldukça farklı olabilen "evlerde kullanım için" dedi. Örneğin, gaz sızıntısı koktuğunu düşünen müşterilerin çağrılarına cevap veren gaz şirketi teknisyenleri tarafından kullanılmak üzere bir parça taşınabilir anket ekipmanı tasarlıyorlar. Bu durumda, Ex kategorilerinden biri kesinlikle geçerli olabilir. Belki @MahmoudRagab açıklığa kavuşturabilir.
pericynthion

@pericynthion Burada, taşınabilir birimler değil, ev içine kalıcı olarak monte edilmek üzere tasarlanmış üniteyi alıyorum, ancak cihazı bir evden diğerine götürmekle ilgili sorun ne olacak?
Mahmoud Ragab

1
@MahmoudRagab, perikyniyonun ne anlama gelebileceği, bir portatif portatif ekipman parçası için bir tasarımın daha katı bir Ex sınıflandırmasına tabi olabileceğidir, çünkü ortalama bir olasılığın (el kitabı talimatlarının ve etiketlemenin aksine) yanıcı gaz ve oksijen karışımı bir evdekinden daha yüksektir.
Andy aka

3

Elektronikte Patlama Koruması, vakumlu sızdırmaz bir kapta ly elektrolitik kapasitör veya ark anahtarına dayanmak anlamına gelir, ancak temel olarak farklı basınç ve mukavemet dereceleri anlamına gelir, ancak aynı zamanda yanıcı gazla ark olmaması anlamına gelebilir, bu da penetrasyona izin vermeyen gaz sızdırmaz contaları içerebilir. kontrollü şarj sırasında basıncı tahliye etmek için H2'yi SLA pillerle kapalı kutulardan serbest bırakan Teflon contaların aksine. Ark bastırmalı elektronik bir dış mekan uygulaması ve Kablosuz tekrarlayıcı için SLA pil yedeklemesi, havalandırmaya veya suya karşı direnmek için bir Teflon contası olmadan patlayıcı olabilir, ancak H2'nin serbest bırakılmasına izin verebilir.

Tasarıma özgü birkaç kriter vardır; Sertlik, nem sızdırmazlığı, patlayıcı gaz contaları, arkdan kaçınma, harici olarak ESD'den kısmi deşarj veya nem ve kirleticilerden dahili olarak Kısmi Deşarj (PD) arıza eşiğini <1V / mm azaltarak.

Gaz Kaçak dedektörleri patlamaya dayanıklı değildir

Normalde pahalı ev gaz dedektörleri bile gaz havalandırma pillerini yanıcı gazlar için uzak tutmanız konusunda sizi uyarır !!,

Yani gereksinimleriniz belirsiz

Hangi spesifikasyonlarla tanışmak istiyorsun?

Güvenlik dereceleri, toz ve statik üretim ve yanıcı gazlara maruz kalma seviyesi nedeniyle Kısmi Deşarj veya ESD riski taşır.

Hangi gazları tespit etmek istiyorsunuz? Yanıcı bir gaz kaçağı detektörü, sensörler farklı olduğu için toksik Karbon Monoksit tespit edemeyebilir. Bir gaz kaçağını önlemek için, esnek hortumun ağır ekipmanın etkisi nedeniyle hasar gördüyse, esnek hortumdan önce ve fırının içinde değil, bir solenoid gerektirir; gaz alarmı, sızıntı yapan bir evin havaya uçmasını engelleyemeyebilir! Bir fırın içinde gaz kaçağı mümkün olsa da, yanıcı gaz kaynağını tespit edip sesli alarm verebilir ve kapatabilirsiniz.

Yani özellikleriniz belirsiz.

Bununla birlikte, yarı iletken yanıcı gazlar, aşağıdakilerin herhangi birini veya tümünü içeren pek çok şeyi tespit edebilir:

Aseton Alkol Amonyak Benzen Bütan Etilen Oksit Benzin-Benzin Halon Hidrojen Sülfür Endüstriyel Solventler Jet Yakıt Cila Tinerleri Metan Nafta Doğal Gaz Propan Soğutucu Akışkanlar Toluen

Hidrojen gazı buharları için H2,% 5 daha düşük bir patlayıcı limitine (LEL) sahiptir, bu nedenle 1.000 ppm veya% 0,1'e kadar “Mayıs” güvenli sayılabilir ancak uyarı limiti 10.000 ppm olabilir ve herhangi bir statik deşarj ile> = 4 patlayabilir. Diğer gazlar daha uçucu olabilir. Dolayısıyla doğruluk tüm gazlar için aynı değildir.

Normalde “herhangi” konformal kaplama, plastiklerin çoğu higroskopik olduğu için flashover'ı önlemek için yapmaz , ancak bazı zorlu ortamlarda ömrü uzatır.

Epoksi sızdırmaz plastik IC'ler bile bir zamanlar donmanın altında başarısız oldu. Sonunda nemi emdiler ve donduklarında başarısız oldular, böylece Sumotomo'nun epoksi formülasyonu ve işlemi geliştirilinceye kadar seramik IC'ler sunuldu. Plastik IC'leri ilk çıktığında, sadece 0 ila 70'C arasında derecelendirildiler, şimdi Japon Ar-Ge'deki gelişmeler daha geniş sıcaklık aralığını kapsamayı mümkün kıldı.

Diğer bilgiler

Higroskopik reçineler

Naylon, ABS, Akrilik, Poliüretan, Polikarbonat, PET, PBT

Higroskopik Olmayan Reçineler

Polietilen, Polipropilen, Polistiren, PVC

Normalde patlamaya dayanıklı bir kap, yüksek basınçlara dayanacak şekilde sağlam, kum döküm alüminyum kasa tasarımıdır. Daha iyi ürünler epoksi kaplama kullanır. Bu nedenle, tek başına mühürlenen nem, elektronik arızanın olası patlamasını önlemek için yeterli değildir.

En iyi düşük kapasitanslı nem engelleyici konformal kaplamaya ihtiyacınız varsa, Aerospace'te Paralene, buhar biriktirme ile kullanılırlar, IC'ler özel epoksi formülasyonları ve temiz oda prosedürleri kullanır. Yeterince kalın olduğunda diğer kaplamalar, silikatlar, akrilikler ve silikon gibi düşük performans ömrünü uzatabilir, ancak ince ancak çok fazla olması, karışma ve kapasitif yüklemeye neden olabilir.

Patlamaya dayanıklılığın arkasındaki bilim, düşük dielektrik sabit kirleticinin yüksek dielektrik içeriğinden daha hızlı yükleri kabul ederek aşina olanlar tarafından iyi bilinen şeylerle sonuçlanan nem / ve / veya toz tarafından bozulan iyi bir yalıtkanın kirlenme seviyesi tarafından belirlenir. Kısmi Deşarj ile, bir iyonizasyonun öncüsü olan PD, yalıtımın deşarj veya ark veya dielektrik dökümü.

Test yöntemi, çeşitli plastiklerin çevresel stres seviyelerine ve çeşitli plastiklerin, plastiklerden yaklaşık 20 kat daha büyük bir polar dielektrik sabiti olan nemi emebilecek kirleticilerle higroskopik oranlarına bağlıdır. Kirletici seviyelerinin PD'nin meydana gelmesi için sadece parça / milyon veya PPM'de olması gerekir ve dielektrik sabitli bu sızıntı oranı, beklenen arıza kV / mm veya V / um veya mV / düşük oranlarda deşarj edebilen osilatör gibi bir ayrılma oluşturur. mil. Birkaç dakikalık döngü süreleri ile Vbreakdown'a göre uyarma oranı ile daha hızlı hale gelir.

Test yöntemi, yavaş bir rampa voltajı ile en kötü ortam kirliliği (toz, nem, tuz spreyi) kullanarak ve yakındaki bir AM veya SW radyosundaki kıvılcım gürültüsünü veya toprak klipsine kısa bir iletken kullanarak sarılmış bir kapsam probu kullanarak basit PD akım darbesini algılar. PD aktivitesine iletilen veya uyarılan stres voltajlarının değer kaybı faktörü, nem girişini hızlandırmak için yüksek sıcaklık / yüksek nem emildikten sonra güvenlik payını belirler.

Spesifik test prosedürü bundan farklı olabilir, ancak eşiği tetiklemek için marj belirleme bilimi anahtar güvenlik faktörüdür.

Tam olarak aynı bilim, ister kuru ister yağ dolu olsun güç transformatörlerinde kullanılır ve yine de PD için isteğe bağlı test yerine sadece BDV veya arıza voltajını test eder. PD aktivitesi H2 çözünmüş gaz ile izlenir ve yine de her yıl PD monitörleri ile önlenebilen ve genellikle sadece milyon dolarlık transformatörlere monte edilebilen birçok transformatör patlar, ancak izlemek çok ucuzdur.


"Plastiklerin çoğu mühürlerde veya plastikte hidroskopiktir" Ne demek istediğinizden emin değilim - bu bir düzenleme hatası mı? Ve çoğu plastik gerçekten higroskopik midir? (Bu arada yazım dikkat edin: "d" değil, "g" dir.)
David Richerby

TY Referans ekleyeceğim
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

@ SunnyskyguyEE75 Harika cevap için teşekkürler, silikon reçine ne olacak?
Mahmoud Ragab

1
Uygulama sırasında toza ve kalınlığa bağlıdır. Daldırma spreyden daha iyidir.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.