最近很多人在问我如何做低气压下的可靠性测试,该如何来选取测试条件?
一时有点摸不清头脑,怎么一下子这个要求会火了,我能直接想到的就是GB 9706.1-2020中关于对于爬电距离和电气间隙的距离要求是新增了关于海拔高度(也就是对应的大气压力)的考量,但是也没有直接要求提供在低气压下的可靠性要求。详细问了几个小伙伴后才发现,原来最近被审评发补需要提供这个方面的研究资料的很多。好吧,既然如此,趁着从北京回江阴的高铁上,闲着也是闲着,那就帮人帮到底,
今天一起来聊聊这个主题。
GB 9706.1-2020中关于低气压的要求,相信大家都很熟悉了,就不在此累述了。
来看看一提到可靠性测试,大家肯定会想到的GB/T 14710-2009 医用电器环境要求及试验方法, 很可惜,这个标准中虽然有气候环境条件的不同情况分组,并且在基准条件中也提到了大气压力的要求,但是还是没有明确的要求需要考虑低气压下的相关测试。
即使在最新发布的《YY/T1837-2022 医疗电气设备 可靠性通用要求》和《YY/T1813-2022 医用电气设备使用可靠性信息收集与评估方法》中也没有明确相关的测试要求和细节。
好吧,这就能理解为什么大家这么痛苦了,但是谁让我是活雷锋呢。既然国内的标准找不到相关的,那咱就离开看看国际标准好了。
关于可靠性的IEC 标准其实有很多,但是鉴于IEC 60601-1 系列标准一般都会参照IEC 60068系列和IEC 60721系列标准来给产品做可靠性分类并定义相关的测试要求。那我们就从这两个系列标准来入手。顺道多说一句:其实这两个系列标准是相辅相成的, IEC 60068 系列标准是各种环境条件下的测试方法,而IEC 60721是基于各种预期使用环境来对产品进行分类,进而采用或者修改IEC 60068的测试方法来进行相应的测试。
IEC 60068是一系列的环境测试方法标准,现行有效的标准有70多个,其中跟低大气压相关的标准有四个:
IEC 60068-2-13 Environmental testing – Part 2-13: Tests – Test M: Low air pressure
IEC 60068-2-39 Environmental testing – Part 2-39: Tests – Tests and guidance: Combined temperature or temperature and humidity with low air pressure tests
IEC 60068-2-40 Basic environmental testing procedures – Part 2-40: Tests – Test Z/AM: Combined cold/Low air pressure tests
IEC 60068-2-41 Basic environmental testing procedures – Part 2-40: Tests – Test Z/BM: Combined Dry Heat/Low air pressure tests
基于IEC 60721 可能会对IEC 60068的方法有调整或决定, 我们先不深入看这三个标准,直接来看IEC 60721是如何来分类和定义相关测试要求。
IEC 60721系列标准现行有效的大概有近40个。
其中的IEC 60721-4-X 就是指导如何来修正或过渡IEC 60721-3下的分类和IEC 60068对应的测试方法的。
IEC 60721-4-0, Classification of environmental conditions Part 4-0: Guidance for the correlation and transformation of environmental condition classes of IEC 60721-3 to the environmental tests of IEC 60068 Introduction
IEC 60721-4-1, Classification of environmental conditions – Part 4-1: Guidance for the correlation and transformation of environmental condition classes of IEC 60721-3 to the environmental tests of IEC 60068 – Storage
IEC 60721-4-2, Classification of environmental conditions – Part 4-2: Guidance for the correlation and transformation of the environmental condition classes of IEC 60721-3 to the environmental tests of IEC 60068 – Transportation
IEC 60721-4-3, Classification of environmental conditions – Part 4-3: Guidance for the correlation and transformation of the environmental condition classes of IEC 60721-3 to the environmental tests of IEC 60068 – Stationary use at weather-protected locations
IEC 60721-4-4, Classification of environmental conditions – Part 4-4: Guidance for the correlation and transformation of the environmental condition classes of IEC 60721-3 to the environmental tests of IEC 60068 – Stationary use at non-weather-protected locations
IEC 60721-4-5, Classification of environmental conditions – Part 4-5: Guidance for the correlation and transformation of the environmental condition classes of IEC 60721-3 to the environmental tests of IEC 60068 – Ground vehicle installations
IEC 60721-4-6:2001, Classification of environmental conditions – Part 4-6: Guidance for the correlation and transformation of the environmental condition classes of IEC 60721-3 to the environmental tests of IEC 60068 – Ship environmen
IEC 60721-4-7, Classification of environmental conditions – Part 4-7: Guidance for the correlation and transformation of the environmental condition classes of IEC 60721-3 to the environmental tests of IEC 60068 – Portable and non-stationary use
其中每个标准又基于产品的存储,运输和各种使用方法下的不同展开每个相关测试方法的定义。话不多说,直接来看各种低气压下的测试条件和要求, 但是由于每个情形下不同的环境要求还会有不同的分类,为了简化篇幅,我们以最严苛的分类来看。
所以总结下来就是一般只需要考虑70kPa下30分钟的测试就好。当然需要注意的是,IEC 60721 中也明确了:For sealed equipment or for equipment containing/processing liquids, test M of IEC 60068-2-13 is recommended. For normal applications where the effect of air pressure is evaluated at the component level, no test is recommended.
(对于密封设备或包含/处理液体的设备,建议使用 IEC 60068-2-13 的测试方法M。对于正常使用已经在组件级别评估了气压影响的,不建议进行测试。)
当然IEC 60068 也好还是IEC 60721 也好, 都只是一个参考,大家还是需要基于自己产品实际的预期使用海拔高度和预期使用环境的特征来决定相应的测试条件, IEC 60068-2-13中给出了不同海拔高度对应的大气压力值,并且推荐的暴露时间分别为5min, 30min, 2h, 4h 和16h。
– 5 分钟 足以证明大多数类型组件的功能。
– 30 分钟 足以证明大多数类型设备的功能。
– 2 小时稳定时间和功能测试。
– 4 小时稳定时间、功能测试和稳健验证。
– 16 小时 用于可以预期随时间变化的地方,例如软材料缓慢膨胀、气密密封泄漏。
大家可以基于以上信息来综合决定低气压下的测试条件和方法。