Radioelektroninių prietaisų apsauga nuo išorinių poveikių

Turinys

1. Apsauga nuo mechaninių poveikių 2

2. Apsauga nuo šiluminių poveikių 3

3. Apsauga nuo drėgmės poveikio 5

1. Spausdintų plokštelių apsauga nuo drėgmės 7

1. Apsauga nuo mechaninių poveikių

Radijo aparatūros amortizacija. Dėl vibracijos ir smūgių aparatą veikia

papildomos jėgos, kurios gali būti keletą kartų didesnės už jo svorį.

Bandant sukurti prietaisus ir mazgus, galinčius pasipriešinti šiai jėgai,

žymiai padidėja aparatūros svoris. Todėl, jei apkrovimas, veikiant

vibracijai ir smūgiams, yra didesnis, negu leidžiama mazgams ir detalėms,

konstrukcijoje numatomi amortizatoriai – įtaisai, skirti apkrovimams,

veikiantiems aparatą, sumažinti. Amortizatorius –– tai spyruokliuojantis

elementas, jungiantis aparatą su vibruojančiu pagrindu.

Norint pagerinti vibroizoliaciją, reikia naudoti amortizatorius, kurie

sudaro sistemą su mažiausiomis savųjų svyravimų dažnumo reikšmėmis.

Siekiant amortizuojamam objektui suteikti šoninį stabilumą, jis

pritvirtinamas prie kelių amortizatorių. Prieš išdėstant amortizatorius,

reikia rasti aparato svorio centrą.

Amortizatorių techninėse sąlygose pateikiamos vardinių krūvių, kuriems

apskaičiuotas kiekvieno dydžio amortizatorius, reikšmės. Amortizatorių

skaičius ir jų dydis turi būti parinkti taip, kad tikrasis amortizatoriaus

krūvis būtu artimas vardiniam.

Didinant amortizatorių skaičių ir esant pastoviam aparato svoriui, mažėja

krūvis kiekvienam amortizatoriui. Jeigu amortizatoriaus standumas lieka

nepakitęs, tai kkiekvieno iš jų deformacija sumažėja; dėl to padidėja savųjų

svyravimų dažnumai ir pablogėja vibroizoliacijos kokybė.

Eksploatuojant daugelio kategorijų aparatūrą ja gali veikti ne tik

vibracija, bet ir smūgiai. Smūgiai atsiranda dėl to, kad pagrindas, prie

kurio pritvirtintas aparatas, per trumpą laikotarpį įgyja didelį ggreitį,

tai yra ji veikia didelis pagreitis. Aparatą, kuris standžiai pritvirtintas

prie pagrindo, veikia toks pats pagreitis. Jeigu prie pagrindo aparatas

pritvirtinamas per amortizatorius, tai, jiems deformuojantis, aparato

judesys maksimalų greitį įgauna per ilgesnį laiko tarpą ir dėl to aparatą

veikia mažesnis pagreitis.

Realiose konstrukcijose amortizatoriaus eiga (deformacija) apribota.

Esant gana dideliam apkrovimui, amortizatorių veikianti jėga gali jį visai

deformuoti ir dėl to gali smarkiai susitrenkti įtaisai, ribojantys eigą.

Kartu aparatą veiks didelis pagreitis.

Aparatui apsaugoti nuo didelių smūginių apkrovimų reikia naudoti

standesnius amortizatorius. Tokie amortizatoriai blogai apsaugos aparatą

nuo vibracijos. Tokiu būdu, kai reikia apsaugoti aparatą nuo vibracijos ir

smūgių, amortizatoriai keliami aiškiai vienas kitam prieštaraujantys

reikalavimai. Šie prieštaravimai praktikoje išsprendžiami, vienoje

konstrukcijoje panaudojant du amortizatorius: minkštą – apsaugoti nuo

vibracijos, ir kietą – nuo smūgių. Standusis (priešsmūginis) amortizatorius

neturi įsijungti į darbą, kai aaparatą veikia vibracija; veikiant dideliems

smūginiams apkrovimams, amortizatorius deformuojasi tiek, kiek jam

nustatyta, bet vis tiek jėgos veikia ir toliau. Jas turi priimti jau

priešsmūginis amortizatorius.

Gumos ir metalo amortizatorių konstrukcija yra parasta, jie kompaktiški,

lengvi ir pigūs. Tačiau guma, kaip elastingas elementas, turi nemaža

trūkumų; ji blogai išlaiko dideles ir ilgas deformacijas: nukritus

temperatūrai, guminio amortizatoriaus standumas žymiai padidėja. Esant

aukštoms teigiamoms temperatūroms arba veikiant saulės radiacijai, guma

sensta, ir jos paviršius sutrūkinėja.

Gumos, kaip elastingo elemento, trūkumai verčia jos atsisakyti, todėl

imama naudoti metalinės spyruoklės. Tačiau spyruoklių ttrūkumas yra labai

mažas savasis slopinimas; dėl to spyruokliniame amortizatoriuje reikalingas

specialus slopintuvas.

AД tipo amortizatoriuje elastingas elementas yra spyruoklė, sukonstruota

taip, kad, padidėjus objekto svoriui, įeinančios vienai kitą spiralės vijos

atsiremia į atraminę plokštelę ir toliau nebesusispaudžia; dėl to padidėja

amortizatoriaus standumas, kuris apskaičiuotas taip, kad savųjų svyravimų

dažnumas kristų nežymiai. Tokie amortizatoriai vadinami lygaus dažnumo

amortizatoriais. Lygaus dažnumo amortizatoriais galima vibroizoliuoti

įvairaus svorio objektus, panaudojant tik keleto tipų amortizatorius.

Spyruoklė įdedama į guminį balioną su kalibruota anga. Deformuojantis

spyruoklei, oras turi išeiti per angą; šitaip susidaro papildomas

slopinimas.

2. Apsauga nuo šiluminių poveikių.

Dauguma radiotechnikos įtaisų, kurie ima iš maitinimo šaltinių dešimčių,

o kartais ir šimtų vatų galingumą, naudingam darbui sunaudoja nuo dešimtųjų

vato dalių iki keleto vatų. Visa kita elektros energija virsta šilumine

energija ir išsiskiria aparato viduje. Aparato įšilimo temperatūra

dažniausiai būna aukštesnė už aplinkos temperatūrą, todėl šiluma atiduodama

į aplinką. Šis procesas vyksta tuo intensyviau, kuo didesnis aparato ir

aplinkos temperatūrų skirtumas.

Esant tam tikrai paviršiaus temperatūrai, šilumos kiekis išskiriamas

aparato viduje , būna lygus; tada būna šiluminės pusiausvyros būklė –

aparato temperatūra stabilizuojasi. Nusistovėjusi temperatūra priklauso nuo

šilumos kiekio, išskiriamo aparato viduje, ir šilumos atidavimo aplinkai

proceso intensyvumui, o taip pat nuo aplinkos temperatūros.

Šiluma iš įkaitusio kūno į aplinką gali būti perduodama konvekcijos,

šiluminio laidumo ir radiacijos (spinduliavimo) būdais.

Natūrali konvekcija būna tada, kai šilumą pperneša judančios oro dalelės.

Natūralios konvekcijos sąlygomis įšilęs oras kyla aukštyn, o į jo vietą

ateina oras iš apatinių aparato dalių. Dirbtinės konvekcijos sąlygomis orą

cirkuliuoti gaminio viduje verčia specialūs įtaisai (ventiliatoriai).

Didžiausiu spinduliavimu ir mažiausiu atspindėjimu pasižymi “absoliučiai

juodi” paviršiai. Todėl šiluma intensyviausiai atiduodama tada, kai

įkaitusio kūno ir aplinkinių kūnų paviršiai yra juodos matinės spalvos;

blogiausiai šiluma atiduodama tada, kai paviršiai lygūs ir blizgantys.

Radiotechnikos įtaisuose šiluminė energija išsiskiria įvairiuose mazguose

ir prietaisuose, tokiuose, kaip radijo lempos, varikliai, transformatoriai,

varžos ir t.t.

Kadangi šie elementai aparate išdėstyti netolygiai, atskiruose jo

taškuose susikoncentruoja šiluminė energija, padidėja temperatūra. Tuo

pačiu sunkiose šiluminėse sąlygose gali atsidurti ne tik patys šilumos

šaltiniai, bet ir kiti netoli esantys mazgai bei prietaisai.

Konstruktorius turi numatyti, kad įšilimo temperatūra nebūtų aukštesnė už

leistiną reikšmę. Sprendžiant šią problemą, konstruktoriui tenka eiti dviem

keliais: mažinti bendrą (vidutinę) aparato kaitinimo temperatūrą ir

pašalinti šilumą iš atskirų labiausiai įkaitusiu tūrio barų. Spręsdamas

pirmąjį uždavinį, konstruktorius turi atsižvelgti į tai, kad radiotechninio

prietaiso gaubtas dažniausiai neturi betarpiško šiluminio kontakto su

pagrindu, prie kurio jis pritvirtintas, ir todėl aparato aušinimas,

perduodant šilumą, praktiškai negalimas; šiluma perduodama nuo įkaitusių

dalių daugiausia, vykstant konvekcijai ir radiacijai.

Kad aparatas geriau auštu, pirmiausia reikia suintensyvinti radiacijos

procesą, nudažant tiek futliaro paviršių, tiek ir vidų tamsiais

(pageidautina juodais) dažais, kad būtų matinis gruoblėtas paviršius.

Radiacija ir konvekcija būtina iintensyvesnė, tam tikru mastu padidinus

aparato tūrį, t.y. padidinus šilumą atiduodantį paviršių, padarant

futliarui briaunas. Jas reikia gaminti iš medžiagos, turinčios šiluminį

laidumą; briaunos turi gerai liestis su futliaro paviršiumi. Futliaro

sienelėse padarius skylutes, aparato viduje cirkuliuos oras ir dėl to

sumažės prietaisų ir mazgų temperatūra 15-20%. Skylutes reikia daryti

apatinėje arba viršutinėje aparato dalyje taip, kad išeinančio oro srovės

aušintu kuo didesnį kaistančio elemento paviršių. Aušinimas bus tuo

intensyvesnis, kuo didesnis bus tarpas tarp gretimų mazgų ir prietaisų.

Aparatūrai dirbant dideliame aukštyje, konvekcijos būdu šilumos atiduodama

mažiau, nes sumažėja oro tankumas ir šiluminis talpumas. Negalima daryti

skylučių aparatūroje, dirbančioje dulkėmis užterštame ore, o taip pat kitų

kategorijų aparatūroje, jeigu futliaro viduje yra neapsaugoti nuo dulkių

jautrūs mechanizmai, relių kontaktai, aukštos įtampos schemos elementai ir

kiti įtaisai, kurių darbą gali sutrikdyti nusėdusios dulkės. Šiluminis

režimas žymiai pagerėja, aparato viduje padarant dirbtinę ventiliaciją. Tam

tikslui aparato konstrukcijoje turi būti ventiliatorius ir apsauginiai

dulkių filtrai. Kadangi ventiliatoriai yra nemažų matmenų ir svorio, juos

tikslinga naudoti tik didelių matmenų aparatūroje; tokiu atveju dėl

ventiliacinių įtaisų aparato tūris ir svoris tik nežymiai padidėja. Didelė

kaistančių elementų šiluminės energijos dalis perduodama aparato šasi.

Siekiant nuvesti šilumą nuo karštų zonų, šasi reikia gaminti kiek galima

laidesnį šilumai. Geri rezultatai gaunami, panaudojus aliuminį. Šasi

susikaupiančia šilumą reikia nukreipti į aplinką. Tuo tikslu tarp šasi ir

vienos iš futliaro sienelių turi būti

geras šiluminis kontaktas. Specialios

paskirties radijo aparatūroje šasi paprastai standžiai pritvirtinamas prie

priekinės panelės.

Jeigu prie priekinės panelės nėra šilumai jautrių elementų, labiausiai

kaistančius mazgus ir prietaisus tikslinga išdėstyti kiek galima arčiau jo.

Tada šilumos srovė turi trumpiausią kelią ir mažiau šilumos plinta į kitas

šasi dalis, kuriose gali būti šilumai jautrūs elementai.

Intensyviausiai kaistantieji mazgai ir prietaisai, kurių įkaitimo

temperatūrą reikia sumažinti, turi turėti gerą šiluminį kontaktą su šasi;

juos su šasi reikia jungti tik per prietaisus, pagamintus iš labai laidžios

šilumai medžiagos. Tokių mazgų ir prietaisų ppaviršius turi būti nudažytas

tamsiais matiniais dažais. Jeigu smarkiai kaistantis elementas yra ekrane,

tai jo paviršius ir vidus taip pat turi būti tamsios spalvos.

Ir atvirkščiai, mazgai ir prietaisai, kuriuos reikia apsaugoti nuo

kaistančių gretimų įtaisų, turi turėti šviesų blizgantį paviršių. Norint

tokius įtaisus papildomai apsaugoti, tarp jų ir šilumos šaltinio galima

įstatyti kruopščiai su šasi sujungtus šilumai laidžius lygiais blizgančiais

paviršiais ekranus. Smarkiai kaistančius elementus išdėsčius šasi

pakraščiuose, arti futliaro sienelių, geriau šie elementai atiduoda šilumą

sienelėms ir sumažėja temperatūra aparato viduje. Aplink labiausiai

kaistančius mazgus ir prietaisus ggalima padaryti skylutes: šaltas oras iš

po šasi judės palei šilumos šaltinius ir juos aušins.

Aparato įkaitimo temperatūrą apskaičiuoti yra gana sunku ir ne visada tai

pavyksta padaryti tiksliai. Todėl dar maketavimo stadijoje konstruktorius

bandymais, naudodamasis termoelementais, turi išmatuoti įvairių aparato

taškų temperatūrą. Jeigu ppasirodys, kad prie kai kurių mazgų ir prietaisų

temperatūra yra aukštesnė, negu leistina, tai ją reikia sumažinti vienu iš

aprašytų būdų.

Dažnai konstruojant aparatūrą, reikia pasiekti tokį parametrų stabilumą,

kintant temperatūrai, kuris neįmanomas, esant dabartiniam radijo detalių

technikos išsivystymo lygiui. Tokiu atveju konstrukcijos dalys, nuo kurių

priklauso viso aparato parametrų stabilumas, įdedamos į termostatą, kuriame

palaikoma tam tikra iš anksto nustatyta temperatūra.

Atskirais atvejais, pavyzdžiui, konstruojant didelio stabilumo kvarcinius

generatorius, darbinio tūrio viduje reikia palaikyti nustatytą temperatūrą

0,01 – 0,001ºC tikslumu, kai aplinkos temperatūra kinta nuo –60 iki +70 ºC.

Šiuo atveju daromas dvigubas termostatas. Pirmojo termostato viduje

palaikoma temperatūra 0,5 – 2 ºC tikslumu; tada antrojo termostato viduje

galima palaikyti temperatūrą dideliu tikslumu.

3. Apsauga nuo drėgmės poveikio.

Aparatūros apsauga nuo didelės drėgmės ir grybo. Norint padidinti

aparatūros parametrų patikimumą ir sstabilumą, mazgus ir prietaisus reikia

apsaugoti nuo drėgmės. Galima hermetizuoti atskirus mazgus ir prietaisus, o

taip pat jų gamybai naudoti medžiagas ir dangas, kurių savybės veikiant

drėgmei, kinta nežymiai. Pilna aparato hermetizacija, patalpinant jį į

hermetiškai užlituotą futliarą, kuris tiktų visomis eksploatacijos

sąlygomis, praktiškai nenaudojama dėl šių priežasčių:

a) Eksploatacijos metu sugedus kokiam nors prietaisui ar mazgui, turi

būti lengvai prie jų prieinama;

b) Dauguma radiotechnikos gaminių (pavyzdžiui, kondensatoriai,

perjungikliai, kintamosios varžos ir kt.) turi įtaisus su

judančiomis dalimis, kurios valdomos rankenėlėmis, esančiomis ant

aparato ppriekinio panelio.

Dėl to vieną ar keletą futliaro sienelių tenka daryti nuimamas, o

aparatūroje, sudarytoje iš punkte b) nurodytų gaminių, priekinėje panelėje

turi būti skylutės ašims ir velenėliams. Aparatams apsaugoti nuo drėgmės

atitinkamose vietose įdedami sandarinimo tarpikliai. Bet ir taip daugelis

konstrukcijų nebus visiškai hermetinės.

Lieti futliarai yra sunkūs, todėl jų beveik negalima naudoti lėktuvuose

ir kilnojamoje aparatūroje.

1pav. parodyta, kaip sandarinamas štampuotas suvirintas futliaras.

[pic]

Toje vietoje, kur priekinė panelė 1 liečiasi su gaubtu 2, prie pastarojo

pritvirtintas metalinis lankelis, į kurį įdedamas guminis tarpiklis 3;

priekinė panelė priveržiama prie gaubto keliais užraktais (brėžinyje

neparodyta), todėl atlenkti panelės kraštai gerai prisispaudžia prie

tarpiklio.

Lėktuvui pakilus virš žemės, pavyzdžiui 20km, oro slėgis sumažėja iki

30mm Hg, o slėgis aparato viduje lieka nepakitęs (760mm Hg). Dėl to

susidaro perteklinis vidinis slėgimas 730mm Hg, arba [pic]. Jeigu priekinė

panelė yra [pic] mm (plotas S = 875 cm2), tai jį iš vidaus veiks jėga F =

[pic] = 840kg.

Tokios pat jėgos veiks ir kiekvieną gaubto sienelę. veikiant tokioms

jėgoms, deformuosis panelė ir gaubtas, tarpiklis nebehermetizuos, ir

perteklinis oras išeis iš futliaro.

Lėktuvui leidžiantis, oro slėgis didės ir dėl to oras, kuris gali būti

prisotintas drėgmės, įsiskverbs į aparatą.

Tokiu būdu, labai sunku hermetizuoti lėktuvų aparatūrą netgi tada, kai

aparatas valdomas distancine sistema ir nebūtina valdumo prietaisus

perkelti ant priekinės panelės.

Lauko kkilnojamosios aparatūros futliarai paprastai yra panašios

konstrukcijos. Tačiau jie eksploatuojami žymiai lengvesnėse sąlygose:

aparatui atsitiktinai patekus į vandenį, pavyzdžiui, į 2m gylį, perteklinis

išorinis slėgimas susidaro tik 0,2kg/ cm2.

Kai futliaras yra mechaniškai pakankamai stiprus, galima aparatą

apsaugoti, kad pro priekinės panelės ir gaubto sudūrimo vietą neįsiveržtų

vanduo.

Tačiau netgi tokiu atveju, atidarius aparatą profilaktiniam apžiūrėjimui

arba remontui, į jį pateks tam tikras kiekis drėgno oro, kuris gali

pabloginti mazgų ir prietaisų charakteristikas. Taigi futliaras su

tarpikliais negali pilnai apsaugoti aparatūros nuo drėgmės.

Pastaruoju metu daugumai radijo detalių nereikalinga papildoma apsauga

nuo drėgmės. Būtinais atvejais mazgus ir detales reikia įdėti į hermetiškai

užlituotus metalinius gaubtus arba aplieti, aptraukti, įpresuoti. Naudojant

metalinius gaubtus, išvadai hermetizuojami stikliniais ir keraminiais

pravadiniais izoliatoriais.

Futliarų viduje oro drėgnumą galima sumažinti, naudojant specialias

drėgmę sugeriančias medžiagas, pavyzdžiui, silikagelį SiO2, kuris gali

sugerti drėgmės kiekį, lygų 30% jo svorio. Silikagelis, apdirbtas kobalto

druska, sugerdamas drėgmę keičia savo spalvą iš mėlynos į rožinę, tai

reiškia, kad jis daugiau nebegali sugerti drėgmės. Patronus su

silikageliais tikslinga patalpinti sandariuose futliaruose.

Velenėlių ir valdymo mechanizmų išėjimo iš futliarų vietos sandarinamos

fetro riebokšliais.

Kad drėgmė nepatektų i futliaro vidų per kabelinius skyriklius,

pastarieji turi būti hermetiški; tarp skyriklio flanšų ir priekinės panelės

paprastai dedamas guminis tarpiklis.

Kai futliaras yra sandarus, pablogėja aparato šiluminis režimas, nes

nebecirkuliuoja oras tarp futliaro vidaus ir išorės. Aparatūrai ddirbant

drėgnomis tropinio klimato sąlygomis, ant kai kurių detalių ir mazgų gali

užaugti grybas. Daugiausia grybas pakenkia detalėms, pagamintoms iš

organinių medžiagų. Grybui intensyviai dauginantis, žymiai pablogėja

izoliacinių medžiagų savybės, o ilgesnį laiką jo veikiama medžiaga gali

suirti. Todėl aparatūroje, kuri bus naudojama tropinėse sąlygose, negalima

naudoti tokių medžiagų, kuriomis maitinasi įvairių kultūrų grybas. Prie

tokių medžiagų priklauso popierius, kartonas, fibra, audeklas, audeklo

pagrindu sluoksniuoti plastikai, plastmasės su medžio bei celiuliozės

užpildais, aminoplastai ir kt. Jas galima naudoti tik tada, kai jos

apdirbtos specialiomis antiseptinėmis medžiagomis. Tropines sąlygas gerai

pakelia neorganinės kilmės medžiagos, kurių pagrindą sudaro žėrutis, stiklo

pluoštas, fluoroplastas, silicio organinės arba fenolio formaldehidinės

dervos ir pan.

Spausdintų plokštelių apsauga nuo drėgmės. Kadangi spausdintose

plokštelėse atstumas tarp laidininkų yra mažas, tai drėgmė gali taip

pabloginti izoliacijos varžą, kad gali sutrikti normalus schemos darbas.

Todėl spausdintas plokšteles reikia kruopščiai apsaugoti nuo drėgmės.

Pirmiausia plokštelė, prieš pritvirtinant radijo elementus, padengiama

elektroizoliaciniu laku. Be to, plokšteles, kurios dirbs sudėtingomis

klimatinėmis sąlygomis, įmontavus ir prilitavus radijo elementus, būtina

padengti laku antrą kartą.

Šiam tikslui naudojami lakai turi pasižymėti šiomis savybėmis:

a) Gera adhezija plokštelės medžiagai ir spausdintiems laidininkams;

b) Mažai absorbuoti drėgmę;

c) Turėti gerą izoliacijos varžą;

d) Greitai išdžiūti neaukštoje teigiamoje temperatūroje;

e) Neskilti darbo temperatūrų diapazone.

Plona lako plėvelė nepakankamai apsaugo plokštelę nuo drėgmės, kai

pastaroji ilgai veikia aparatūrą, nes nėra tokių

lakų, kurie nė kiek

nesugertų drėgmės. Be to, laku padengtame plokštelės paviršiuje visada būna

defektų: pūslelių, įbrėžimų ir t.t.,pro kuriuos intensyviai skverbiasi

drėgmė. Todėl aparatūros, kuri ilgą laiką turi dirbti drėgnoje aplinkoje,

plokšteles galima užlieti specialiomis dervomis ir kompaundadis,,

pavyzdžiui, tais, kurių pagrindą sudaro epoksidinės dervos. Bet tada

nebegalima pakeisti sugedusių radijo detalių – spausdinta plokštelė

nebetinka remontuoti.

Naudota literatūra:

1. G Frumkinas – Radijo aparatūros skaičiavimas ir konstravimas. Vilnius,

1969

———————–

1pav. štampuoto suvirinto futliaro sandarinamas