Материал: Испытания на воздействие климатических факторов

Рисунок 4.2.2 - Устройство камеры тепла и влаги

Вместо ртутных термометров применяются терморсзнсторы, включенные и плечи моста постоянного тока.

Применение терморезисторов позволяет увеличить точность измерения относительной влажности, передавать результаты измерения на расстояние и упрощает задачу автоматического регулирования влажности воздуха в камере. Принцип действия психрометра на терморезисторах поясняется на рисунке 4.2.4. Одинаковые терморсзисторы R1 и R2 включены в плечи моста постоянного тока.

Рисунок 4.2.3 - Психрометр

Один из терморезисторов обмотан мокрой тканью, и его сопротивление отличается от сопротивления «сухого» терморезистора тем больше, чем меньше относительная влажность воздуха. При влажности 100% мост уравновешен, напряжение на его диагонали, связанной с усилителем постоянного тока, равно нулю, и гальванометр Г, включенный на выходе УПТ, покажет нуль. Чем меньше относительная влажность воздуха в камере, тем больше напряжение, поступающее на УПТ, и больше показания гальванометра.

С помощью терморезистора, включенного в плечо другого моста постоянного тока можно контролировать температуру в камере, а используя два напряжения на диагонаналях мостов, одно из которых пропорционально относительной влажности, а другое температуре в камере, - создать систему автоматического регулирования заданного режима испытаний.

Рисунок 4.2.4 - Схема измерения относительной влажности воздуха на терморезисторах

Существуют различные испытательные установки, отличающиеся габаритными размерами, точностью поддержания режима, диапазоном характеристик. Так, камеры, предназначенные для воспроизведения циклического режима испытаний, должны обеспечивать циклическое изменение относительной влажности и температуры в пределах заштрихованных областей, указанных на рис. 4.2.1, в то время как камеры, предназначенные для воспроизведения постоянного (непрерывного) режима испытаний, должны осуществлять поддержание режима испытаний в полезном объеме в пределах 3% нормированного значения влажности и ±2°С нормированного значения температуры.

Учитывая, что незначительные изменения температуры сопровождаются значительными колебаниями относительной влажности, следует применять установки с точностью регулировки температуры по сухому термометру ±0,4°С, а по влажному - от + 0,4 до - 0,2°С. Понижение температуры более чем на 0,5°С при высокой относительной влажности и повышенной температуре может привести к выпадению росы, что является недостатком установки. Если на потолке и стенках камеры образуются капли конденсированной влаги, то они не должны попадать на испытываемые изделия. Для этого над изделиями следует устанавливать двускатный навес из некорродируемого материала.

Помимо того, изделия при испытаниях следует располагать в камере таким образом, чтобы капли конденсированной воды не попадали с одних изделий на другие. Стенки и детали, находящиеся внутри камеры, должны быть устойчивыми к коррозионному действию влажности, воспроизводимой камерой.

Влажный воздух в замкнутом пространстве можно получить различными способами упражнения: 1) испарением с открытой свободной поверхности воды или водяных растворов различных химических соединений; 2) путем циркуляции его через увлажнительное устройство.

Первый способ применяют в том случае, если влажность воздуха не меняется в течение продолжительного времени. Этот способ хотя и прост, но практическое его применение ограничивается необходимостью строго поддерживать постоянство разности температуры воздуха и воды, а также заданную точность регулирования температуры в пределах психрометрической разности.

Конструкция камеры для увлажнения воздуха с открытой поверхности воды или раствора химических соединений в воде чрезвычайно проста. Она может обогреваться в результате циркуляции нагретого воздуха или воды в системе, окружающей камеру, и при помощи электрического подогревателя внутри камеры, помещенного за тепловым экраном. Равномерное распределение температуры и относительной влажности воздуха внутри рабочего объема камеры получают путем перемешивания воздуха вентилятором.

Второй способ увлажнения воздуха нашел в последнее время более широкое применение. Этот способ дает возможность создавать переменные температуру и влажность воздуха в период испытания.

Для измерения влажности воздуха и газов применяют гигрометры. Гигрометры классифицируют в зависимости от принципа действия.

Наибольшее распространение получили психрометрические гигрометры. Принцип их действия основан на зависимости влажности воздуха от так называемой «психрометрической разности» - разности показаний «сухого» и «смоченного» термометров, находящихся в термодинамическом равновесии с анализируемым воздухом.

Такие гигрометры применяются для измерения влажности в широком диапазоне температур (10-200° С), позволяют проводить градуировку не по влажности, а по температуре, что повышает точность измерений. Однако они имеют ряд недостатков: наличие смачиваемого фитиля и его загрязнение (что увеличивает трудоемкость обслуживания и ведет к увеличению погрешности); невозможность применения при отрицательных температурах.

Широкое применение в испытательной технике получили психрометры бытовые ПБУ-1, ПБУ-1М и автоматические бесфитильные гигрометры АПВ-201, АПГ-206.

При калибровке гигрометров и для высокоточных измерений параметров влажности применяют пьезосорбционные гигрометры «Волна 1М», «Волна 2М» и «Дельта-1». Принцип их действия основан на изменении резонансной частоты колебаний пьезосорбционного чувствительного элемента в зависимости от относительной влажности анализируемой среды. Достоинствами этого типа гигрометров являются высокая чувствительность (сотые доли процента относительной влажности), широкий диапазон и высокая точность измерений. К недостаткам относятся нестабильность характеристик во времени и необходимость частой юстировки преобразователя.

5. Испытания на воздействие биологических факторов

.1 Испытание на воздействие плесневых грибов

Испытания на биостойкость (биоустойчивость) проводят с целью определения способности электронной аппаратуры (ЭА) сохранять в условиях воздействия на нее биологических факторов значения показателей в пределах, установленных НТД. В настоящее время ГОСТами регламентируется учет следующих биофакторов: плесневых грибов, насекомых, грызунов и почвенных микроорганизмов. Наибольшие разрушения ЭА возникают под действием грибковой плесени. Известно около 40 000 разновидностей плесневых грибков, причем различные грибки могут иметь разное влияние. Для испытаний рекомендовано использовать смесь десяти (но не менее семи) определенных видов плесневых грибков в виде водной суспензии их спор. Споры размножаются очень быстро. Небольшое грибковое образование дает за считанные дни несколько миллионов новых спор размером 10 мкм. Каждый из десяти видов спор, применяемых для испытаний, создает плесень специфической окраски.

Грибостойкостью называют способность ЭА противостоять развитию и разрушающему действию грибковой плесени в среде, зараженной плесневыми грибами. Испытания ЭА на грибоустойчнвость проводят на образцах, которые не подвергались климатическим и механическим испытаниям. Допускается в качестве образцов использовать изделия, забракованные по электрическим параметрам. Число образцов устанавливается в соответствии с НТД пли программой испытания. Для испытаний на грибостойкость, выбраны такие виды плесневых грибов, которые широко распространены, имеют быстрый рост н высокую стойкость к фунгицидам (противогрибковым препаратам) и способны наносить наибольший вред ЭА (ГОСТ 9.048-75 устанавливает виды грибов, применяемых при испытаниях).

Для испытаний на грибоустойчивость используют следующее оборудование: камеры грибообразования (например, типа КВТ/Г) пли термостаты (например, типа ТС-80), обеспечивающие температуру нагрева 29±2°С н относительную влажность в рабочем объеме более 90%; эксикаторы, сушильные шкафы, автоклавы, биологические микроскопы, пульверизаторы, чашки Петри, пробирки и т. д.

Испытательная камера выполняется с двойными стенками, образующими воздушную рубашку, внутри которой циркулирует нагретый воздух. Камеры грибообразования должны удовлетворять специфичным требованиям: высокая равномерность распределения температуры н влажности по объему; отсутствие циркуляции воздуха и полное затемнение внутреннего объема; необходимость обезвреживания воздуха, выходящего из камеры; высокая грибостойкость материалов и деталей камеры.

В соответствии с ГОСТ 9.048-75... 9.053-75 и ГОСТ 20.57.406-81 существует два метода испытаний. По первому методу образцы ЭА, отобранные для испытаний, тщательно очищают от загрязнений этиловым спиртом. По второму методу выборку изделий делят на две равные части (число изделий в выборке должно быть четным). Для выявления причин поражения изделий грибами подвергают очистке от загрязнений этиловым спиртом только первую группу образцов. Таким образом, первый метод устанавливает, содержат ли изделие и материалы источники питания для развития и роста грибов, а второй метод устанавливает наличие фунгицидных свойств и влияние внешних загрязнений на грибоустойчивость ЭА.

Испытания начинают с того, что готовят суспензию спор грибов в воде для каждого вида грибов с концентрацией 1-2 млн. спор/мл. Приспособления с испытываемыми образцами переносят в испытательный бокс, после чего доступные поверхности образцов заражают водной суспензией спор грибов. Вся поверхность изделий должна быть равномерно опрыснута из пульверизатора. На питательную среду контрольных чашек Петри наносится несколько капель суспензии. Образцы просушивают. После высыхания капель суспензии образцы и контрольные чашки Петри помещают в камеру грибообразования. Расстояние между образцами должно быть не менее 20 мм. Камеру закрывают. Продолжительность испытаний составляет 28 сут. Однако по истечении 5 сут из камеры извлекают контрольные чашки Петри. Если на питательной среде чашек Петри рост грибов не наблюдается, то испытания повторяют на новых образцах с вновь приготовленной суспензией из новых партий грибов.

По окончании испытаний образцы извлекают из камеры и сразу осматривают сначала невооруженным глазом в рассеянном свете при освещенности от 2000 до 3000 лк, а затем при увеличении в 56-60 раз. Оценку грибоустойчивости изделий производят по росту грибов на образцах по шестибалльной системе:

при осмотре под микроскопом рост плесневых грибов не виден  . . . . . 0

при осмотре под микроскопом видны проросшие споры и незначительно развитый мицелий в виде неветвящихся гиф . .  . . . . . . . . . . . 1

при осмотре под микроскопом виден мицелий в виде ветвящихся гиф, возможно наличие спор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

при осмотре невооруженным глазом рост грибов едва виден, но отчетливо виден

под микроскопом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

при осмотре невооруженным глазом отчетливо виден рост грибов, покрывающих менее 25% испытываемой поверхности . . .. . . . . . . . . . . 4

при осмотре невооруженным глазом отчетливо виден рост грибов, покрывающих более 25% испытываемой поверхности .. . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Для повышения точности оценки грибоустойчивости рекомендуется воспользоваться фотообразцами, приведенными в прилоении к ГОСТ 9.048-75.

Изделия считают выдержавшими испытание по первому методу, если рост грибов на них не превышает балл 2. Результаты испытания изделий на грибоустойчивость по второму методу оценивают по обеим группам образцов. Результаты испытаний считают положительными, если оценка роста грибов на образцах первой группы не превышает балл 2, а у второй группы - балл 3. Затем составляют протокол испытаний, куда заносят результаты. Грибоустойчивость обозначают буквами ПГ (плесневые грибы) с трехзначным или двухзначным числовым индексом, фиксирующим баллы, полученные при испытаниях по разным методам.

При проведении испытаний требуется соблюдать меры безопасности. Испытания на грибоустойчивость разрешается проводить лицам, прошедшим предварительный медицинский осмотр, обучение и инструктаж по технике безопасности, так как при испытаниях используются условно-патогенные грибы. Спецодежду, оборудование, помещение, все приборы, приспособления и инструменты систематически дезинфицируют.

Образцы по окончании испытаний дезинфицируют в автоклаве при давлении 0,1 МПа и температуре 121°С в течение 1 ч или промывают или протирают 5%-ным раствором фенола или формальдегнда, или 10%-ным раствором перекиси водорода. Оптические детали протирают спиртом. Недорогие образцы уничтожают.

Работы с автоклавами, испытательными камерами, сушильными шкафами и бактерицидными лампами производят в соответствии с утвержденными инструкциями и правилами.

5.2 Испытание на устойчивость материалов к воздействию термитов

Испытания на устойчивость материалов к воздействию термитов в лабораторных условиях проводят в термостатах при температуре 20±0,5°С, поддерживая влажность воздуха близкой к 100%. В соответствие с ГОСТ 9.058-75 испытания образцов материалов на воздействие термитов проводят следующим образом. На образцы материалов, имеющих форму пластин размером 40Х Х80 мм, накладывают полоску фильтровальной бумаги так, чтобы она закрывала половину поверхности образца. Смачиваемая водой бумага будет являться источником питания и влаги. Затем на каждый образец устанавливают по два стеклянных садка и прижимают их пружинами или резиновыми кольцами к образцам. В каждый садок помещают по 50 термитов. Для наблюдения за жизнеспособностью термитов готовят контрольные садки. После этого садки с образцами и контрольные садки устанавливают в термостаты. Продолжительность испытаний составляет 30 сут. Три раза в неделю визуально учитывают степень повреждения термитами образцов (отверстия, царапины, разрыхление и т. д.) и заменяют погибших термитов равным числом жизнеспособных.

В природных условиях испытания на устойчивость к воздействию термитов проводят на опытных площадках с высокой плотностью термитов на 100 образцах или 20 м ленты каждого материала.

.3 Испытание на устойчивость материалов к воздействию моли

Оценку устойчивости материалов к воздействию моли проводят в термостатах при температуре 24,5±1°С и относительной влажности воздуха 65±8% в течение 14 сут. В термостаты помещают садки с образцами и личинками моли. Устойчивость образцов к повреждению молью оценивают по потере ими массы.

5.4 Испытание на устойчивость материалов к воздействию грызунов

Методика испытаний изделий и материалов ЭА на устойчивость к воздействию грызунов (ГОСТ 9.057-75) сводится к следующему. Для проведения испытаний используют взрослых особей грызунов. Перед началом испытаний их дрессируют, чтобы приучить доставать пищу, преодолевая преграду. В качестве преграды во время дрессировки используют картон толщиной 2-3 мм. При испытаниях преградой служат испытываемые образцы. Клетки для проведения испытаний изготавливают из каркаса и сетчатых металлических стенок с ячейкой размером не более 5-8 мм. В середине клетки имеется перегородка с отверстием 70X70 мм, которое закрывается преградой. Продолжительность испытаний составляет 24 ч. По окончании испытаний образцы осматривают, отмечают характер повреждений и их размеры. Образцы считают выдержавшими испытания, если они не повреждены (балл 0) или на поверхности имеются следы зубов грызунов в виде неглубоких царапин (балл 1).