恶劣环境下数据采集: 必须通过极为苛刻的测试

 

在非常恶劣的环境下- 例如非常潮湿,极端温度以及振动剧烈的情况下,需要采用坚固型测试设备 – 才能获得精确的测量结果。 为保证其性能,数据采集设备必须要进行严格的测试。以最新的 QuantumX 坚固性模块为例,以下我们为您描述了测试程序详细情况。

在长期恶劣的天气和环境下,QuantumX 坚固型模块如何能在测试中保证数据采集的可靠性呢?

乍一看,只需要一个结实密闭的金属容器就可以模拟响应的环境。但是首先需要仔细检查应用的环境状况,因为其会影响数据采集的整体设计。其应用领域包括建筑,采矿,农业以及海洋等。必须能在实验室和户外使用。  

和用户紧密合作, HBM 收集了典型的负载情况,并进行了归类,开发出一系列的优化数据质量过滤器。

保证可靠性

HBM 同样模拟了物理环境对设备进行测量,以保证在恶劣的应用环境下数据采集的可靠性。 

标准化的测试过程是一项非常重要的任务,因为其可以提供非常宝贵的反馈信息,提供可重复的结果要验证模块的能力。

这些可靠性测试时在 HBM 自己的环境测试实验室中进行的,其配备了气候室,电子机械冲击和振动系统,水流和 EMI 测试设备。并且采用了外部专家设施对其进行了额外的性能检查。

测试温度和湿度的影响

图片: 露点测试

QuantumX 坚固型模块还需要在扩展的范围下工作 -35 到 80 °C (-30 到 175°F) 。

需要测试模块能够在极端温度下工作,在气候室中测试在快速温度循环和湿度对其的影响。需要进行包括运输,存储和工作状态下功能测试。

热冲击测试用于确定模块承受快速温度变化的能力。其温度的快速变化率为每分钟 30°C 。这些测试非常关键,因为在冬季车辆测试中,当所有电源关闭后再通电时将产生类似状况。

HBM 工程师在 -40 °C 进行了三个小时测试,85°C 时进行了短暂测试。室温到 -40 °C 将会产生露水并结冰,这些测试重复了数十次。

振动和冲击测试

装配或移动测试会产生振动,振动和冲击测试是必须的,因为在冲击或振动可能会对设备造成损坏。损坏往往发生在天然或谐振频率振动时。

图片: 振动测试

为了确保最大的使用寿命,该模块被安装在振动筛或振动系统上,采用 5 g 振幅进行了 35 分钟测试。在3个方向轴加载的频率为 55 到 2000 Hz。共振频率测试进行了5分钟,振动幅度为  0.06 英寸。低频测试频率为 10 到 55 Hz ,测试时间2个小时在所有方向上进行。

图片:振动测试 - 正弦扫频晃动

另外还进行了 35 g 冲击测试,测试在3个方向进行了 6 ms。

图片: 冲击测试

最后进行了一米跌落测试以检查其是否能正常工作。

水,灰尘和污垢测试

测试分成两个部分。 IP65 和 IP67 等级测试都放置在一个密闭的集尘室中。采用非常精细的滑石粉通过循环泵来测试。真空泵的使用时保证其气压低于大气压。测试是成功的,没有灰尘进入设备。 

IP65 测试采用数个小时的高压水枪进行喷射,IP67 进行了 24 个小时。所有的测试中,没有任何水进入设备。

图片: IP 测试 - 集尘室测试

图片: IP 测试 - 采用高压水枪进行喷射

测试电磁干扰和抗干扰能力

雷达等设备都会产生干扰,设备必须符合 EMI 要求。 HBM 模块已经获得 EN61326,CE 认证。其符合 EMI 和低电压法规要求。

其他环境标准

尽管 HBM QuantumX 模块已经经历了各种严格的测试,但是模块没有经过以下测试。

包括:

  • 低压 (高度) – 模块中配有的一个膜还没有经过低压和真空测试
  • 化学品, 盐等
  • 阳光直射
  • 磁效应
  • 爆炸和可燃性

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